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1、安徽三联学院本科学年论文多功能视力保护器Multi-function vision protector系 别 *专 业 *术 班 级 10 级（2）班 学 号 * 姓 名 * 指导教师 * 2012年 1月 11日信息与通信技术系I摘要目前青少年视力降低视整个社会共同关注的问题，无论在国内还是国外，过度用眼是造成这一问题的根本原因，预防是保护视力的有效方法，因此本论文提出了多功能视力保护电路的设计，多功能保护器主要包括测距，感光以及定时的功能其中测距和感光模块由相应模块的传感器构成来实现对使用者距离与周围光线强弱的监测和报警功能，定时模块由单片机运行程序构成实现对学习时间进行定时并通过报警来提
2、示已到时间总体来说这三个功能同时生效即提醒使用者注意用眼。关键词：传感器；测距；定时。IABSTRACTAt present teenagers vision of the whole society to reduce both at home and abroad, with the eye excessive is to blame for the causes of the problems, prevention is the effective method to protect vision, so this paper puts forward the multi -funct
3、ion vision protection circuit design, multi function protector mainly includes ranging, sensitive and timing functions including rang and photosensitive module by corresponding module sensor constitute to realize user distance and ambient light of the strength of the monitoring and alarm function, t
4、iming module by singlechip microcomputer to realize operation produces for timing and through the alarm to hint already to time overall these three functions at the same time effect that remind users pay attention to use eye.Keywords：sensor;ranging;timing II目 录第一章 绪论.11.1 课程研究的背景 .11.2 视力保护器的现状及其背景.
5、21.3 本文主要研究得内容.2第二章 视力保护器系统硬件的分布设计. 32.1 单片机的选择，简介以及其构图.32.2AT89S51 单片机的中断.62.3 报警电路模块.62.3.1 光敏电阻控制电路 .72.3.2 光线发声报警电路 .82.4 定时报警电路.92.4.1 单片机控制电路 .102.4.2 定时报警发声电路 .11第三章 系统的软件开发.123.1 关于本系统的开发软件的简介.123.2 系统软件设计和主要程序功能介绍12结束语.15参考文献.16附录.17 安徽三联学院学年论文1第一章 绪论目前青少年视力低下已成为国内外共同关心的问题。资料显示我国小学生视力低下率为 2
6、6.96%初中生 53.43%高中生 72.8%大学生 77.95%。特别是调查显示 50%以上的学生及家长缺乏视力保健最基本的科普知识不懂得不提前预防和及时治疗近视的危害性因而有 41.6%视力低下的学生并未采取任何矫正措施又缺乏专业机构的治疗。 基于以上原因本论文提出了多功能视力保护器的设计思路。多功能视力保护器主要包含测距、感光和定时三大功能。其中测距和感光模块由相应功能的传感器构成能实现对使用者距离与周围光线强弱的检测和报警功能。定时模块由 AT89S52单片机运行程序构成能实现对学习时间进行定时并通过报警来提示时间已到的功能。总体上讲本设计的这三个功能同时生效并通过报警灯闪烁和蜂鸣器
7、报警的方式提醒使用者注意用眼卫生。1.1 课程研究的背景随着社会竞争力的增大以及人们对教育的愈加重视，父母对子女的期望值也随之加大，对此我们进行了多功能视力保护器的研究设计。通过创造健康的读写环境和科学方式，避免因长期读写(现代意义的读写包括：看书、写字、用电脑、看电视等 )而导致的近视、驼背、脊柱侧弯、斜视、颈椎病等疾病的发生和发展，用非医药的手段，防范和解除因不良读写习惯，避免给人们身体带来伤害。这个时代在给了我们太多好处的同时，也给了我们太多的附属和悲哀，比如：如果顺其自然 90 2的孩子将来注定要和眼镜做一辈子“伴侣” 。 近视，作为一种现代通病，几乎没有办法根治它。目前的激光切除手术
8、其实是伤害了人体的自然完整，伤害了身心的健全。于是，百年来人们一直使用着“玻璃凹凸”的笨办法维系着人们对外界求索的目光。 既然治疗近视这么困难，人们为什么不听听 2000年前中国中医经典的劝谏呢？“是故圣人不治已病治未病” ，防患于未然正和现在的“预防医学”不谋而合。研究表明，造成近视 99的原因，源自于孩子们平时读书、写字时坐姿不标准，导致眼睛距离书本太近所致。大部分孩子喜欢趴在课 安徽三联学院学年论文2桌上读写，并且老师、家长屡教不改，很难扭转习惯，是家长一直头疼的事。1.2 视力保护器的现状及其背景现状：针对视力这一问题已成为普遍，目前医学上只有激光可以治愈，但其有一定的风险，对眼睛的上
9、海也是很大的，所以现在采用以预防为主。现在国内已有很多的电子公司都在加速竞争研制并生产视力保护器。可以纠正看书，写字的不良坐姿。由于其目的的单一性，不能很好的满足大宗的需求，同时与现在紧张的生活和过度用眼形成矛盾。国外也对这一问题展开研究，与国内研究方向不一样，其主要从近视原因入手，通过饮食搭配来降低近视发声的概率，同时正确的学习习惯对视力的保护也有事半功倍的效果。前景：市场上的多功能保护器起步比较迟，人们对其改进的需求很大，现在产品功能比较单一，将超声波，单片机 3以及光线运用到视力保护器上，通过超声波接收头对接收的超声波信号进行调制输出，光线报警功能等等，为进一步设计多功能视力保护器提供了
10、有效的信息依据和发展的方向。1.3 本文主要研究得内容由于单片机芯片的智能处理功能，首先单片机的选择是本文的重点，该电路的设计是以单片机芯片为核心的主体电路，选择元器件时对其性价比要进行很好的分析，选用 AT89S52型，另外熟知传感器的原理，光线报警的原理以及定时测距系统。利用AT89S52型单片机汇编语言进行汇编，利用各引脚功能行定时，该多功能视力保护器具有以下功能：（1）当使用者脸部与桌面之间的距离小于 35CM时，电路发出声光提醒（2）当周围环境光照强度不足时，发出声光提醒（3）当使用时间达到 45分钟时，电路发出声光提醒，防止过度用眼（4）电路测光报警的灵敏度可根据主频进行调整真正帮
11、助我们做到国家教委规定：学生在读写时，应在一定亮度眼睛离读物一尺，身离书桌一拳。 安徽三联学院学年论文3第二章 视力保护器系统硬件的分布设计硬件主要以 AT89S52型单片机为核心，功能电路主要包括传感器辅助坐直报警电路、光线报警电路、定时报警电路以及报警发声电路等核心电路，利用单片机的汇编语言实现系统设计的基本框图。图如下所示:图 2-1系统设计基本框图电 源 传 感 器 垂 直 报 警 发 声 电 路2.1 单片机的选择，简介以及其构图AT89S52 具有以下标准功能：8k 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/
12、计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。VCC : 电源 GND:接 地图 2-2 AT89S52引脚图10 10 安徽三联学院学年论文4P0 口：P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口，每位能驱动 8 个 TTL 逻辑电平。对 P0 端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外
13、部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低 8 位地址/数据复用。在这种模式下，P0 具有内部上拉电阻。在 flash 编程时，P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校时，需要外部上拉电阻。P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。此外，P1.0 和 P1.2 分别作定时器/计数器 2 的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器 2 的触发输入（P
14、1.1/T2EX） ，具体如下表所示。表 2.1 AT89S52 P1口第二功能表脚号 第二功能P1.0 T2（定时器/计数器 T2 的外部计数输入） ，时钟输出P1.1 T2EX（定时器/计数器 T2 的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5 MOSI（在系统编程用）P1.6 MISO（在系统编程用）P1.7 SCK（在系统编程用）P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（例如执行 MOVX DPTR）时，P2 口送出高八位地址P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O
