【正文】 波測距更加可靠準確、健康安全。匯編語言有著極強的硬件控制能力，用其它的高級語言所無法控制的軟硬件細節(jié)，在匯 編語言中都可以實現(xiàn)，但是編程復雜。程序可劃分為不同函數(shù)，結(jié)構(gòu)規(guī)范，可讀性強。 編程語言的選擇 對于指令系統(tǒng)兼容 MCS51 系列的單片機，其較為常用的編程語言有 C 和匯編語言。 本設計 主要是測距要選用 得體，要準確無誤，通過查閱資料感覺利用超聲波測距的設計較多，但是穩(wěn)定性不是很好，所以決定采用 光電 式測距傳感器，主要應用在生產(chǎn)加工等精密場合，穩(wěn)定性極高。 綜上所述，本系統(tǒng)選擇 STC89C51 單片機作為主控芯片。同時還應當有豐富的資料支持，包括詳盡的芯片說明書，應用指南，設計方案，范例程序等。 圖 21 系統(tǒng)總體框圖 單片機的選擇 從控制系統(tǒng)的大小和復雜度出發(fā)，必須考慮單片機的基本參數(shù)和增強功能。 畢業(yè)設計用紙 共 頁 第 頁 真正幫助學生做到 國家教委規(guī)定：學生在讀寫時，應在一定亮度下，眼離讀物一尺，身離書桌一拳 ，時間不超過 45 分鐘 。在選擇元器件時，要注意所選芯片的性價比，對于電 阻、電容等常用元件要先進行參數(shù)計算后再選擇。 由于現(xiàn)在國內(nèi)外大量的市場需求，視力保護器的起步才剛剛開始，存在 很大的發(fā)展空間，相信未來視力保護儀 一定會得到巨大的發(fā)展，為廣大的中小學生的視力保護做出根本的保障 。 研究證明，市場上真正的智能視力保護儀幾乎沒有?？傮w看來，國內(nèi)生產(chǎn)的視力保護器功能特點比較單一，與人們的個性化需求尚有很大的差距，故不能很好的滿足廣大使用者的需求。在此基礎上，科學家們進行了大量艱苦的研制開發(fā)工作，推向市場的產(chǎn) 品多達幾百種，給防近視工作帶來了無限的生機。 20xx 年國家統(tǒng)計局的一項調(diào)查顯示，小學近視的比例為34%~61%，初中為 68%，重點高中為 90%左右，在校大學生視力合格者更少。 最新的問卷調(diào)查顯示：小學生、初中生近視率分別為 %和 %，分別比十年前提高 %和 %(1999 年的一項統(tǒng)計顯示，全國小學生近視率為 %，初中生近視 畢業(yè)設計用紙 共 頁 第 頁 率為 %)。于是，百年來人們沿用著“玻璃凹凸”的笨辦法維系著人們對外界求索的目光。 視力下降不僅影響青少年的日常生活和學習，對青少年的身心健康造成極大的影響，同時給青少年的成長與發(fā)育造成極大的障礙。小學近視比例為 34%61%，初中為 68%， 重點高中為 90%左右，在校大學生視力合格者更少。本文期望通過該電子硬件的制作和理論的研究，能為后期進一步設計多功能視力保護器并采取合理措施提高視力保護的有效性提供可靠和有效的數(shù)據(jù)源和信息依據(jù)。其中測距和感光模塊由相應功能的傳 感器構(gòu)成，能實現(xiàn)對使用者距離與周圍光線強弱的檢測和報警功能。資料顯示，我國小學生視力低下率為 %，初中生 %，高中生 %，大學生 %。特別是調(diào)查顯示 50%以上的學生及家長缺乏視力保健最基本的科普知識，不懂得不提前預防和及時治療近視的危害性，因而有 %視力低下的學生并未采取任何矯正措施，又缺專業(yè)機構(gòu)的治療。 處理 模塊由 STC89C51 單片機運行程序構(gòu)成，能實現(xiàn)對學習時間進行定時并通過報警來提示時間已到的功能。 關鍵詞： 傳感器 ， 測距 ， 紅外，視力保護 畢業(yè)設計用紙 共 頁 第 頁 ABSTRACT At present, adolescent eyesight has bee the domestic and international issues of mon concern. Data show that China39。而在高考體檢中由于自身缺陷原因被限考的學生當中有 74%為近視。為了下一代的身心健康，拯救近視已刻不容緩。 在這種情況下，亟須開發(fā)一種多功能視力保護器。 書面問卷數(shù)據(jù)顯示，小學生、初 中生近視率分別為 %和 %。 由此可以 看出，中國學生視力低下的狀況令人擔憂，而寫字看書姿勢不正確、看書寫作業(yè)的時間太長和光線的過強和過弱是導致中小學生近視的主要原因。 國內(nèi)這方面的研究現(xiàn)狀為：在國內(nèi)新疆烏魯木齊市旭之龍科技有限公司生產(chǎn)的“學生 視力保護器” 又名稱坐視寶，它能對使用者的坐姿不當進行提示。 國外也致力于對保護視力的研究，但是他們更側(cè)重于對近視原因的研究?，F(xiàn)有的產(chǎn)品只是側(cè)重視力保護的單一方面，功能尚不全面，不能從多個角度保護使用者的視力。 本論文主要研究內(nèi)容 主要內(nèi)容 以 51 單片機為核心處理器 、 LM393 電壓比較器、光敏電阻、數(shù)碼管等構(gòu)成一款智能視力保護儀設計。其次是設計整個電路， 其中單片機芯片選用較為普遍的 stc89c51 型，紅外測距選用利用光電反射累的， 紅外測距尾部有個電位器可以調(diào)節(jié)感應距離（ 0~80cm），當距離小于調(diào)節(jié) 設定的 距離 時 小燈快速閃爍同時蜂鳴器響提示，當光線過強或過弱時，也會提示；數(shù)碼管顯示時間，當時間到 45 分鐘時，數(shù)碼管和小燈閃爍，蜂鳴器滴滴提示，此時按下按鍵即可休息，防止過度傷身；當休息回來時，再按下按鍵此 時系統(tǒng)又重新開始工作 。 第二章 智 能視力保護器總 系統(tǒng)設計 系統(tǒng)總框圖 硬件主要以 STC89C51 型單片機為核心，功能電路主要包括傳感器輔助坐直報警電路、光線報警電路、定時報警電路以及蜂鳴器報警電路等核心電路。前者往往需要考慮芯片的速度， ROM 容量， I/O 引腳數(shù)量和工作電壓 ()等，后者則包括是否擁有看門狗，雙指針，雙串口，實時時鐘， CAN 接口， SPI 接口， USB 接口等附加模塊。 從工作可靠性的角度出發(fā)，要求所選芯片有較寬工作溫度范圍，較低的功耗和一定的抗干擾能力。 足夠本設計運行，且價格便宜，下載程序方便。所以本設計選用光電式紅外測距傳感器。 C 語言是一種結(jié)構(gòu)化編程語言，可產(chǎn)生壓縮代碼。 C 語言提供的庫包含許多標準子程序，具有很強的數(shù)據(jù)處理能力。 綜合考慮，軟件的設計語言選擇 C 語言。 單片機系統(tǒng) 單片微型計算機是隨著微型計算機的發(fā)展而產(chǎn)生和發(fā)展的。 MCS48的推出是在工控領域的探索，參與這一探索的公司還有 Motorola、 Zilog 等。 Intel 公司在 MCS48 基礎上推出了完善 畢業(yè)設計用紙 共 頁 第 頁 的、典型的單片機系列 MCS51。 （ 2） CPU 外圍功能單元的集中管理模式。 Intel 公司推出的 MCS96 系列單片機，將一些用于測控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運行監(jiān)視器 、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機的微控制器特征。由于單片機具有體積小、價格低、可靠性高、開發(fā)應用方便等特點，因此在現(xiàn)代電子技術(shù)和工業(yè)領域應用 較為廣泛，在智能儀表中單片機是應用最多、最活躍的領域之一。 （ 2） 集成度高、體積小、有很高的可靠性。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、 I/O 口的邏輯操作以及位處理功能。 畢業(yè)設計用紙 共 頁 第 頁 （ 6） 單片機的系統(tǒng)擴展和系統(tǒng)配置 較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應用系統(tǒng)。另外，其體積小，對于強磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合于在惡劣環(huán)境下工作。單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微機。 XTAL1: 單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。因此在 8031 及 8032 中， EA 引腳必須接低電平，因為其內(nèi)部無程序存儲器空間。STC89C52 可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的 8 位鎖存器（如 74LS373），將端口 0 的地址總線（ A0～ A7）鎖進鎖存器中，因為 STC89C52 是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。 STC89C52 可以利用 PSEN 及 RD 引腳分別啟用存在外部的 RAM 與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器可以合并在一起而共用 64K 的定址范圍。 P2 除了當做一般 I/O 端口使用外，若是在 STC89C52 擴充外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲 畢業(yè)設計用紙 共 頁 第 頁 器時，也提供地址總線的高字節(jié) A8～ A15，這個時候 P2 便不能當做 I/O 來使用了。 其引腳分配如下： ： RXD，串行通信輸入。 ： T0，計時計數(shù)器 0 輸入。 RST：復位輸入。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP） E A /V P31X119X218R E S E T9P 37 / R D17P 36 W R16P 32 / IN T 012P 33 / IN T 113P 34 / T014P 35 / T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E/ P30P 31 / TX D11P 30 / R X D10GND20V C C40U1S TC 8 9 C 5 2 圖 31 單片機引腳圖 畢業(yè)設計用紙 共 頁 第 頁 單片機最小系統(tǒng) 單片機芯片內(nèi)還有一項主要內(nèi)容就是并行 I/O 口。在訪問片外擴展存儲器時，低 8 位地址和數(shù)據(jù)由 P0 口分時傳送，高 8 位地址由 P2 口傳送。在單片機內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機的 XTAL1 和 XTAL2 引腳外接石英晶體（簡稱晶振），就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機內(nèi)部產(chǎn)生時鐘脈沖信號。 復位電路通常采用上電自動復位和按鈕復位兩種方式。除了上電復位外，有時還需要按鍵手動復位。系統(tǒng)圖如圖32 所示 圖 32 單片機最小系統(tǒng)原理圖 P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R S T9P 3. 0 (R X D )10P 3. 1 (T X D )11P 3. 2 (IN T 0 )12P 3. 3 (IN T 1 )13P 3. 4 (T 0)14P 3. 5 (T 1)15P 3. 6 (W R )16P 3. 7 (R D )17X T A L 218X T A L 119GND20(A 8 )P 2 .021(A 9 )P 2 .122(A 1 0 )P 2 .223(A 1 1 )P 2 .324(A 1 2 )P 2 .425(A 1 3 )P 2 .526(A 1 4 )P 2 .627(A 1 5 )P 2 .728P S E N29A L E / P R O G30E A /V P P31(A D 7 )P 0 .732(A D 6 )P 0 .633(A D 5 )P 0 .534(A D 4 )P 0 .435(A D 3 )P 0 .336(A D 2 )P 0 .237(A D 1 )P 0 .138(A D 0 )P 0 .039V C C408 9C 5 2Y111.0592MHzC230C3 30R71 0KV C C+ C11 0u F1 23 4K0R E S E TV C C 畢業(yè)設計用紙 共 頁 第 頁 顯示系統(tǒng) LED 提示電路 LED 英文單詞的縮寫，主要含義： LED = Light Emitting Diode，發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的 半導體器件 ，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光；它改變了 白熾燈 鎢絲發(fā)光與 節(jié)能燈 三基色粉發(fā)光的原理，而采用 電場 發(fā)光。近幾