【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) 的進(jìn) 度 安排 ： 必須查閱大量資料（包括一定數(shù)量的外文資料），了解課題的研究背景、意義，熟悉設(shè)計(jì)中要用到的相關(guān)電路知識(shí)；完成開題報(bào)告；并完成一篇外文文獻(xiàn)的全文翻譯工作； （ 1 月 1日－ 3月 18日） 進(jìn)行系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)；（ 3月 19日－ 4月 10 日） 熟悉設(shè)計(jì)軟件，并提交中期報(bào)告；（ 4月 10日－ 4月 20日） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；準(zhǔn)備作品的驗(yàn)收；完成論文第一稿；（ 4月 21日－ 5月 10日） 根據(jù)要求對(duì)對(duì)論文及作品進(jìn)行完善，完成論文第二稿；（ 5月 11日－ 5月 20 日） 制作答辯 PPT，準(zhǔn)備答辯材料，準(zhǔn)備答辯，并完成后 續(xù)工作；（ 5月 21日－ 6月 10日） 必須定期與指導(dǎo)老師見面，匯報(bào)進(jìn)展情況，按時(shí)完成論文的撰寫工作。STC89C52 The design of the vision protector Liu Shaoshuai (Grade 2021,Class 01,Major in Communication Engineering,School of Physics and Telemunication Engineering of Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,Shaanxi) Tutor:Liu Yafeng Abstract: With the increasing of social electronic products, vision protection has bee a topic of mon concern. In order to meet the requirements of the protection of vision, a multi function vision protector must be designed basing on single chip theory and hardware design of the vision protector are studied by using the ultrasonic ranging, the light intensity of the photosensitive resistance, the STC89C52 single chip microputer and the 1602 LCD display technology. The test proves that the vision protector can realize the super distance alarm, the light intensity alarm and the timing alarm function, and has the advantages of good reliability, convenient use and easy realization. Keywords: vision protector。研究表明， 99%的近視原因是兒童閱讀、 寫作的 坐姿不正確 導(dǎo)致 視力下降 。 因此，設(shè)計(jì)一個(gè)能多方面保護(hù)視力的視力保護(hù)裝置 是很重要的。 第一步 是 對(duì)各 部分 電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，并選擇合適的元器件。 3)當(dāng) 連續(xù)用眼 時(shí)間達(dá)到 45min（可調(diào) ） 時(shí) ， 電路自動(dòng)發(fā)出聲 音 提示 ， 提醒使用者休息 。經(jīng)過測(cè)試和驗(yàn)證，單片機(jī)和傳感器的工作電壓可以滿足系統(tǒng)的要求。 STC89C52 單片機(jī)具有強(qiáng)大的位操作指令和 I/O 端口可以 按位 尋址， 程序空間 高達(dá) 8K。 方案二： 使用光敏電阻。經(jīng)過全面的比較，我們放棄了計(jì)劃。 方案二： 用 超聲波傳感器檢測(cè)。 方案二： 用 LCD1602 液晶 顯示。 光 敏 電 阻定 時(shí) 報(bào) 警測(cè) 距 報(bào) 警超 聲 波光 強(qiáng) 報(bào) 警8 9C5 2單 片 機(jī) 圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本框圖 STC89C52 單片機(jī) STC89C52 單片機(jī)包括 中央處理器、程序存儲(chǔ)器（ ROM）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)單元和數(shù)據(jù)總線，地址總線和控制總線和總線 [6]。在片內(nèi)接至反相放大器的輸出端內(nèi)部時(shí)鐘電路的輸入端。 4)多功能 I/O 口引腳 8052 單片機(jī)設(shè)有 4 個(gè)雙向 I/O 口（ P0、 P P P3），每一組 I/O 口線都可以獨(dú)立地用作輸入或輸出口，其中： P0口（ 32～ 39 腳），雙向口（三態(tài)），可作為輸入 /輸出口，可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 門電路。 表 P3 口第二用途 端口引腳 第二功能 注 釋 RXD 串行口數(shù)據(jù)接收端 TXD 串行口數(shù)據(jù)發(fā)送端 /INT0 外中斷請(qǐng)求 0 /INT1 外中斷請(qǐng)求 1 T0 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 外部計(jì)數(shù)信號(hào)輸入 T1 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 外部計(jì)數(shù)信號(hào)輸入 /WR 外部 RAM 寫選通信號(hào)輸出 /RD 外部 RAM 讀選通信號(hào)輸出 （ 1） STC89C52 STC89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的 STC89C52 單片機(jī)可提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。晶振的取值也可以是 24M，晶振的取值越高，單片機(jī)的執(zhí)行速度越快。 特別注意的是，對(duì)于 31 腳 (EA)，當(dāng)接高電平時(shí)，單片機(jī)在復(fù)位后從內(nèi)部 ROM 的 0000H開始執(zhí)行；當(dāng)接低電平時(shí)，復(fù)位后直接從外部 ROM 的 0000H 開始執(zhí)行。一旦檢測(cè)到 有 回波信號(hào) 的話，就會(huì)輸出回波信號(hào)。 C）。 3）溫度效應(yīng) 聲波傳播速度可以用以下公式表示。 光線報(bào)警電路 該 模塊的 電路分為光敏電阻控制 的 電路和聲光報(bào)警電路。他們有 2 種模式的操作（計(jì)數(shù)器模式和定時(shí)器模式）和 4 種模式（模式 0，模式 2，模式 1，模式，模式 3）。機(jī)器周期 為 S3P1 的時(shí)候 ，新的計(jì)數(shù)值送入計(jì)數(shù)器。由于單片機(jī)的 IO 口驅(qū)動(dòng)能力是不夠的，不能讓蜂鳴器發(fā)出聲音，所以我們通過三極管驅(qū)動(dòng)電流放大器，使蜂鳴器發(fā)出聲音，通過 單片機(jī)的定時(shí) 功能 產(chǎn)生一個(gè)振蕩脈沖方波輸出高電平， 集電極電流通過蜂鳴器讓蜂鳴器發(fā)聲，當(dāng)輸出低電平時(shí)三極管沒有電流流過蜂鳴器，所以不會(huì)發(fā) 聲。C； 芯片接口說明： 1） CS_ 片選使能，低電平芯片使能。當(dāng)要 進(jìn)行 數(shù) 模 轉(zhuǎn)換 時(shí) ， 要將 CS 使 能端 終端 保持低電平， 直到轉(zhuǎn)換完成。由于其功耗低、顯示的信息量大（例如文本，圖形，曲線等）、無電磁輻射、使用壽命長(zhǎng)，它已被廣泛應(yīng)用在便攜式電子產(chǎn)品。第 1 腳和第 2 腳分別接到了電路的 GND 和VCC，這 2 個(gè)腳是液晶工作的電源輸入腳。 表 1602 液晶引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 1 VSS 電源 地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VCC 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VO 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫 13 D6 數(shù)據(jù) 6 EN 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 第 1腳：接地電源 VSS。 第 7至 14腳： D0D7為 8位雙向數(shù)據(jù)線。合格的程序員必須具備這個(gè)特征 :可以寫高質(zhì)量的符合標(biāo)準(zhǔn)的程序。具體流程圖參照?qǐng)D 。當(dāng)然，在檢查的過程中一定要按照檢查的原理進(jìn)行檢查。當(dāng)調(diào)試程序 時(shí)， 發(fā)現(xiàn)有些指令是不正確的，導(dǎo)致電路功能無法完全實(shí)現(xiàn) 及時(shí)修改。還有可以給其上面再加些功能，如溫度感 應(yīng)裝置，可以在溫度有點(diǎn)低的情況下提醒使用者添加衣服。 該系統(tǒng)具有 很高 的使用價(jià)值 ，很好地達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的 ， 發(fā)展了利用 單片機(jī) 設(shè)計(jì) 視力保護(hù)器 的思想， 增加了單片機(jī)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。焊接完成后，用 STC_ISP 下載軟件并進(jìn)行功能檢測(cè)。在這時(shí)，學(xué)生們應(yīng)該關(guān)掉電源 ，以便進(jìn)行節(jié)能。這個(gè)程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因?yàn)?各模塊程序與電路相互對(duì)應(yīng) ，所以很方便調(diào)試。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 想要讓單片機(jī)匯編成語(yǔ)言，那就不可避免的只有用 Keil Software 來完成這一目的。 第 5 腳： R/W的讀和寫信號(hào)線，高電平為讀操作，低電平為寫操作。第 6腳是液晶的使能腳，接到了單片機(jī)的 P15 腳上。子模塊的軟件不能直接提取的子模塊的數(shù)據(jù) 5 8 點(diǎn)陣，可以從手工提取漢字的字體以模具。為了實(shí)現(xiàn)高速高效的通信，我們用匯編語(yǔ)言編寫了接口 程序。 5） DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。 ADC0832 具有以下特點(diǎn)： 1） 8 位分辨率； 2）雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換； 3）輸入 、 輸出電平與 TTL/CMOS 可以 兼容； 4） 5V 電源供電時(shí)輸入電壓在 0~5V 之間； 5）工作的頻率是 250KHZ，轉(zhuǎn)換 的時(shí)間是 32μ S； 6） 功耗僅為 15mW； 7）商用級(jí) 的芯片溫寬在 0176。當(dāng) 89C52 單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器作為定時(shí)器模式，計(jì)數(shù)輸入信號(hào)是 內(nèi)部 時(shí)鐘脈沖，每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器增加 1。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期等于 12 個(gè)振蕩周期 [12]。反饋到 89C52上， 觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警 [11]。這是因?yàn)檠苌洮F(xiàn)象所引起的球面擴(kuò)散損失，而且還因?yàn)榻殡娢盏哪芰?產(chǎn)生的 吸收損耗。因?yàn)樵S多的物品都可以反射 近 100%的超聲波，所以我們可以很容易地找到這些對(duì)象。 圖 超聲波時(shí)序圖 超聲波的基本特性 超聲波 是在彈性介質(zhì)中的一種機(jī)械振蕩，他的振蕩 頻率超過 20kHz， 分為兩種方向振蕩：橫向和縱向振蕩 ，超聲波在氣體、液體和固體 中都可以傳播。該模塊包含了 超聲波發(fā)射器、接收器和控制電路。典型的 51 單片機(jī)當(dāng) RESET 腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位，所以適當(dāng)組合 RC 的取值就可以保證可靠的復(fù)位 [8]。 單片機(jī)最小系統(tǒng) STC89C52 的最小系統(tǒng)如圖 所示。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè)共 39 頁(yè) P2 口（ 21～ 28 腳），準(zhǔn)雙向口（三態(tài)），可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 門電路。在對(duì)片內(nèi) EPROM 編程時(shí)，編程 脈沖由此輸入。 2)外接晶體或外部振蕩器引腳 XTAL1（ 19 腳），接外部晶振的一個(gè)引腳。 最終方案 經(jīng)過反復(fù)論證，我們最終確定了 方案： 1)用 USB 供電； 2)用 89C52 單片機(jī)作 主控制器； 3)用光敏電阻檢測(cè)光照強(qiáng)度； 4)用超聲 檢測(cè)坐姿； 5)用 LCD1602 液晶顯示； 6)用蜂鳴器提醒。價(jià)格低廉，對(duì)于 促進(jìn)視覺保護(hù)設(shè)備的普及 有一個(gè)很好的優(yōu)勢(shì)。 坐姿檢測(cè)模塊 本系統(tǒng)需要檢測(cè)坐姿是否正確，我們選了兩種方案 方案一： 利用紅外熱釋電傳感器，紅外熱釋電傳感器的紅外感應(yīng)敏感，當(dāng)坐姿良好，然后打開視力保護(hù)器，如果姿態(tài)變化電傳感器將有一個(gè)高到低的電信號(hào)輸出。 對(duì)比以上兩種方案相比，該方案具有較好的設(shè)計(jì)精度和線性度，但成本不如光敏電阻好。 光照強(qiáng)度檢測(cè)模塊 光照度傳感器 方面 的選擇 。采用并行輸入 輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合于大型控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng) 。 電池具有相對(duì)較強(qiáng)的電流驅(qū)動(dòng)能力和穩(wěn)定的電壓輸出性能。在設(shè)計(jì)中利用 89C52 型單片機(jī)的定時(shí)功能即 和 的 T0 和 T1，利用單片機(jī)的C 語(yǔ)言編程 [3]。 在硬件設(shè)計(jì)上，基于超聲 波 技術(shù)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)多功能 視力保護(hù)器 的 距離 控制， 光敏電阻對(duì)光線感應(yīng)進(jìn)行控制，單片機(jī)對(duì)時(shí)間進(jìn)行控制。總體來看，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的視力 保護(hù)裝置的功能特點(diǎn)是比較簡(jiǎn)單的 ，但 它不能很好 地滿足用戶的需求。學(xué)生近視在我國(guó) 已成為一個(gè)日益嚴(yán)重的社會(huì)問題。通過試驗(yàn) 證明該視力保護(hù)器可 實(shí)現(xiàn) 超距 報(bào)警、光線強(qiáng)度報(bào)警 以 及定時(shí)報(bào)警功能 且可靠性良好，使用方便 、 易于實(shí)現(xiàn) 。但這些產(chǎn)品功能單一，不能滿足消費(fèi)者的個(gè)性化需求。 指導(dǎo)教師簽名 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo) 簽名 批 準(zhǔn) 日期 20210110 視力保護(hù)器的設(shè)計(jì) （陜西理工學(xué)院 物理與電信工程學(xué)院 通信工程專業(yè) ,1201班 陜西 漢中 723000） 指導(dǎo)教師： [摘 要 ]隨著社會(huì) 電子產(chǎn)品 的日益增加， 視力保護(hù) 已成為人們共同關(guān)注的話題 。 ultrasonic wave 。大多數(shù)孩子喜歡 趴在桌上書 寫 ， 教師和 家長(zhǎng) 對(duì)孩子 屢教不改 ， 這 一直是 令老師和 父母頭 痛 的事 [1]。 基于以上所述的特點(diǎn)，展開了研究，此次 設(shè)計(jì)是在現(xiàn)有硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上，