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摘 要：近年来，我国青少年近视率大大增加。對此本文提出了一种以单片机为核心的视力保护及身姿乔正器设计。 本文利用大学三年课堂中所学习的的一些理论知识和实训课中所学到的实践能力，以STC89C52单片机为核心元器件，围绕它进行硬件电路设计和软件程序设计。其中硬件电路有，整体电路的核心单片机最小系统电路、用来检测书写距离的超声波检测电路、用来检测学习时光线强弱的光线检测电路、用来作为显示设备的LCD1602液晶显示电路、以及用来作为提醒报警的蜂鸣器LED提醒电路。软件程序方面，本设计主要利用单片机C语言作为软件语言，其中比较主要的有超声波模块驱动程序、定时报警程序、LCD1602液晶屏驱动程序等。本设计以我们大学三年所学的单片机原理与接口技术、C语言程序设计、数字电子技术、模拟电子技术等课堂里的知识和我自学的传感器等知识为主要理论依据，具体就多功能视力保护器的理论与硬件设计进行了研究。
关键词：单片机原理与接口技术;传感器技术;C语言程序设计;数字电子技术
1引言
眼睛是心灵的窗户，一个良好的视力是每一个人所希望拥有的，但是根据我国最新的统计显示，我国青少年近视率居世界之首，在青少年近视群体中，高中生的近视检出率最高，达72.8%。小学生、初中生近视率分别为39.05%和64.3%，分别比十年前提高25.7%和26.86%。而在最近回收的网络问卷“你觉得造成你眼睛近视的主要原因是什么”选项中，选择“写字看书姿势不正确的”占了最大的比列52.4%。由此可以看出，中国学生视力低下的状况十分严重，而写字看书姿势不正确和看书写作业的时间太长是导致中小学生近视的主要原因。
2研究背景与意义
大部分中小学生，由于学生缺乏自觉意识，家长和老师又不能时时守在身边加以提醒，不良的阅读写字习惯一旦养成就很难改掉，日复一日的恶性循环使许多学生过早的架上眼镜，不仅在生活上很不方便，在孩子的心理上也会留下深刻的阴影。同时中小学生时代是孩子身体成长的旺盛时期，坐姿和读写姿势不正确，会影响到孩子骨骼的健康成长，很容易引起脊椎弯曲或侧弯变，造成含胸驼背，不仅影响形象，并且在以后的招飞、参军，以及很多要求形象的工作上面都大大吃亏，对孩子的前途影响甚远。
3预计功能
本产品叫做视力保护及身姿乔正器，它主要的功能就是保护使用者的视力和纠正使用者不正确的学习姿势，帮助学生做到国家教委规定：学生在读写时，应在合适的亮度下，眼离读物一尺，身离书桌一拳。保护青少年的身心健康。
（1）当使用者脸部与桌面之间的距离小于30CM时，电路将发出声音提示;
（2）当读写环境光线照度不足时，电路将发出声音提示;
（3）当使用时间达到45分钟时，电路自动发出提示，提醒使用者注意休息;
（4）电路测光报警的灵敏度可调;
（5）电路可靠，做出实物能够实现相应的功能。
4单片机最小系统电路
单片机最小系统是整个设计的核心，可称之为大脑，或者心脏，其中又细分为单片机、复位电路、晶振电路。
本产品使用的是STC89C52单片机，这款单片机有4组32个io口，一个8位数据总线接口，一个串口，一个外部中断输入，功能上完全满足本产品的设计要求，并且价格较低，通用性强。
复位电路使用的是手动按键复位，由一个按键和一个10uf的电解电容及一个10k的色环电阻并联接到单片机的RST脚上。用来使电路恢复到起始状态。
晶振电路，由一个12.000hz的晶体振荡器，两个20pf的瓷片电容组成，与单片机的XTAL1、XTAL2两个引脚连接。用来给单片机提供稳定的时钟信号，使单片机的每一条指令都能够严格按照机器周期来执行。
5光线检测电路
光线检测电路由光敏电阻，2k色环电阻和JR42AH型AD转换芯片组成。光敏电阻将检测到的光线强弱的模拟量经芯片CH0脚输入芯片，通过AD转换芯片的处理变成数字量，再通过芯片CLK、DO、DI三个引脚将信息传送到单片机P15、P16两个引脚当中。当光线发生变化时，光敏电阻的阻值也就不同，然后分得的电压也不同。经过AD采集后就可以得到各种光照强度下的电压值。从而设定出理想的光线强度报警值。
6程序设计
本设计采用c语言编写。c语言是一种计算机程序设计语言。它既有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它可以作为系统设计语言，编写工作系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。本产品主要程序都是利用C语言编写。主要有：超声波模块驱动程序、LCD1602液晶屏驱动程序、AD转换程序、定时报警程序、按键程序，延时程序等。
7结论
本次毕业设计硬件上完成了一个STC89C52单片机的视力保护器的设计，并在此平台上用单片机C语言进行软件设计，经过测试，基本满足设计目标，可以完成各项基本功能。本系统开发空间大，使用灵活，便于用户扩展功能。当然，由于时间关系，本次设计的系统也有某些不太完善的地方，有待进一步改善。
本文探索并实现了多功能视力保护器设计的完整过程。，该系统具有很高的使用价值，很好地达到了设计的目的;
本文创新点：
1.发展了利用单片机设计视力保护器的思想，增加了单片机在现实生活中的应用。利用光敏电阻电路检测光照，通过超声波传感器辅助帮组学生坐直进而校正其视力，简单方便且不会产生系统稳定性方面的问题。
2.尽可能发挥系统优势，可以方便向其他功能扩展，也就是利用平台优势可以衍生更多功能。
参考文献：
[1]姚福安.电子电路设计与实践.济南：山东科学技术出版社，2005.
[2]何西才，杨静，任力英.实用传感器接口电路实例.北京：中国电力出版社，2007.
[3]刘守义.单片机应用技术.陕西：西安电子科技大学出版社，2007.
[4]李广第.单片机基础.北京：北京航空航天大学出版社，2001.
关键词：单片机原理与接口技术;传感器技术;C语言程序设计;数字电子技术
1引言
眼睛是心灵的窗户，一个良好的视力是每一个人所希望拥有的，但是根据我国最新的统计显示，我国青少年近视率居世界之首，在青少年近视群体中，高中生的近视检出率最高，达72.8%。小学生、初中生近视率分别为39.05%和64.3%，分别比十年前提高25.7%和26.86%。而在最近回收的网络问卷“你觉得造成你眼睛近视的主要原因是什么”选项中，选择“写字看书姿势不正确的”占了最大的比列52.4%。由此可以看出，中国学生视力低下的状况十分严重，而写字看书姿势不正确和看书写作业的时间太长是导致中小学生近视的主要原因。
2研究背景与意义
大部分中小学生，由于学生缺乏自觉意识，家长和老师又不能时时守在身边加以提醒，不良的阅读写字习惯一旦养成就很难改掉，日复一日的恶性循环使许多学生过早的架上眼镜，不仅在生活上很不方便，在孩子的心理上也会留下深刻的阴影。同时中小学生时代是孩子身体成长的旺盛时期，坐姿和读写姿势不正确，会影响到孩子骨骼的健康成长，很容易引起脊椎弯曲或侧弯变，造成含胸驼背，不仅影响形象，并且在以后的招飞、参军，以及很多要求形象的工作上面都大大吃亏，对孩子的前途影响甚远。
3预计功能
本产品叫做视力保护及身姿乔正器，它主要的功能就是保护使用者的视力和纠正使用者不正确的学习姿势，帮助学生做到国家教委规定：学生在读写时，应在合适的亮度下，眼离读物一尺，身离书桌一拳。保护青少年的身心健康。
（1）当使用者脸部与桌面之间的距离小于30CM时，电路将发出声音提示;
（2）当读写环境光线照度不足时，电路将发出声音提示;
（3）当使用时间达到45分钟时，电路自动发出提示，提醒使用者注意休息;
（4）电路测光报警的灵敏度可调;
（5）电路可靠，做出实物能够实现相应的功能。
4单片机最小系统电路
单片机最小系统是整个设计的核心，可称之为大脑，或者心脏，其中又细分为单片机、复位电路、晶振电路。
本产品使用的是STC89C52单片机，这款单片机有4组32个io口，一个8位数据总线接口，一个串口，一个外部中断输入，功能上完全满足本产品的设计要求，并且价格较低，通用性强。
复位电路使用的是手动按键复位，由一个按键和一个10uf的电解电容及一个10k的色环电阻并联接到单片机的RST脚上。用来使电路恢复到起始状态。
晶振电路，由一个12.000hz的晶体振荡器，两个20pf的瓷片电容组成，与单片机的XTAL1、XTAL2两个引脚连接。用来给单片机提供稳定的时钟信号，使单片机的每一条指令都能够严格按照机器周期来执行。
5光线检测电路
光线检测电路由光敏电阻，2k色环电阻和JR42AH型AD转换芯片组成。光敏电阻将检测到的光线强弱的模拟量经芯片CH0脚输入芯片，通过AD转换芯片的处理变成数字量，再通过芯片CLK、DO、DI三个引脚将信息传送到单片机P15、P16两个引脚当中。当光线发生变化时，光敏电阻的阻值也就不同，然后分得的电压也不同。经过AD采集后就可以得到各种光照强度下的电压值。从而设定出理想的光线强度报警值。
6程序设计
本设计采用c语言编写。c语言是一种计算机程序设计语言。它既有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它可以作为系统设计语言，编写工作系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。本产品主要程序都是利用C语言编写。主要有：超声波模块驱动程序、LCD1602液晶屏驱动程序、AD转换程序、定时报警程序、按键程序，延时程序等。
7结论
本次毕业设计硬件上完成了一个STC89C52单片机的视力保护器的设计，并在此平台上用单片机C语言进行软件设计，经过测试，基本满足设计目标，可以完成各项基本功能。本系统开发空间大，使用灵活，便于用户扩展功能。当然，由于时间关系，本次设计的系统也有某些不太完善的地方，有待进一步改善。
本文探索并实现了多功能视力保护器设计的完整过程。，该系统具有很高的使用价值，很好地达到了设计的目的;
本文创新点：
1.发展了利用单片机设计视力保护器的思想，增加了单片机在现实生活中的应用。利用光敏电阻电路检测光照，通过超声波传感器辅助帮组学生坐直进而校正其视力，简单方便且不会产生系统稳定性方面的问题。
2.尽可能发挥系统优势，可以方便向其他功能扩展，也就是利用平台优势可以衍生更多功能。
参考文献：
[1]姚福安.电子电路设计与实践.济南：山东科学技术出版社，2005.
[2]何西才，杨静，任力英.实用传感器接口电路实例.北京：中国电力出版社，2007.
[3]刘守义.单片机应用技术.陕西：西安电子科技大学出版社，2007.
[4]李广第.单片机基础.北京：北京航空航天大学出版社，2001.