【正文】 L 門(mén)電路。 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]。 方案二： 用 超聲波傳感器檢測(cè)。 方案二： 使用光敏電阻。經(jīng)過(guò)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。 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。研究表明， 99%的近視原因是兒童閱讀、 寫(xiě)作的 坐姿不正確 導(dǎo)致 視力下降 。 六、 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(kāi)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(jiàn)面，匯報(bào)進(jìn)展情況，按時(shí)完成論文的撰寫(xiě)工作。 [關(guān)鍵詞 ]視力保護(hù)器 。國(guó)外也致力于對(duì)視力的保護(hù)研究，但更側(cè)重于研究近視 的原因。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)多功能視力保護(hù)器。 但 從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看，我們必須放棄這個(gè)計(jì)劃。方案 二 具有較高的性價(jià)比，同時(shí)能滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，所以選擇光敏電阻作為一個(gè)光傳感器。能更好的滿足系統(tǒng)的要求，所以我們選擇了這個(gè)方案 。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端。可作為輸入 /輸出口，實(shí)際應(yīng)用中一般作為地址總線的高 8 位，與 P0 口一起組成 16 地址總線，用于對(duì)外部存儲(chǔ)器的接口電路進(jìn)行尋址 [6]。 最后一個(gè)是電源部分，采用 5V 的 USB 直接供電，可采用手機(jī)充電器、電腦 USB 口、移動(dòng)電源等設(shè)備進(jìn)行供電。它有折射和反射現(xiàn)象，并且 在傳播 過(guò)程中 是有所衰減 的。超聲波頻率越高 的話 ，衰減率 隨之 越高，超聲波傳播距離越短，這說(shuō)明超聲衰減特性直接影響到超聲波傳感器的有效距離。如果晶體是 12MHz，計(jì)數(shù) 周期 ： T=1/（ 12106） Hz1/12=1μs 當(dāng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，由引腳 T0 和 T1 對(duì) 外部信號(hào) 計(jì)數(shù)， 外部脈沖的下降沿觸發(fā)計(jì)數(shù)。C to +70176。由于 ADC0832 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32us，所以采樣頻率的 A/D 轉(zhuǎn)換可以很快，這樣才能保證 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的某些 場(chǎng)合的實(shí)時(shí)性要求。第 7 腳到第 14 腳是液晶的數(shù)據(jù) /地址 8 位總線，接到了單片機(jī)的陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè)共 39 頁(yè) P0口上。這個(gè)的優(yōu)點(diǎn)是，可以彌補(bǔ) c 語(yǔ)言的缺點(diǎn)，匯編它完成不了的一些必要操作，因?yàn)槌绦驅(qū)r(shí)間的要求特別的嚴(yán)格，而匯編可以滿足他的需求，利用嵌匯來(lái)編寫(xiě)。打開(kāi)電源，定時(shí)器 T1 計(jì)數(shù)器 T0 到下一個(gè)周期的 定時(shí)器， T0、 T1 分別定時(shí)和 計(jì)數(shù)，然后報(bào)警。通過(guò) 超聲波原理 輔助學(xué)生坐直進(jìn)而 保護(hù)其 視力，簡(jiǎn)單方便且不會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的問(wèn)題。 然后加入超聲波測(cè)距程序，并調(diào)整超聲波的來(lái)達(dá)到預(yù)期的效果。因?yàn)榱鞒虉D不能反映概念 的同時(shí)，所以距離、光和時(shí)間的三個(gè)確定沒(méi)有順 序。 第 6腳：使能端 EN，當(dāng) EN 端由 1至 0時(shí)，液晶模塊中的命令開(kāi)始被運(yùn)行。 1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)： 1）顯示容量： 16 2 個(gè)字符 2）芯片工作電壓： ～ 3）工作電流： () 4）模塊最佳工作電壓： 5）字符尺寸： (W H)mm 本液晶模塊的電路的連接圖如圖 所示。 當(dāng) ADC0832 沒(méi)有 工作 時(shí) 的 CS 輸入 是高電平，這時(shí)芯片不能使用 ， CLK 和 DO/DI 電平可以是任意的。 如圖 所示，晶體管主要用于驅(qū)動(dòng)。 89C52 單片機(jī)的有兩個(gè)可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。這些因素決定了理想的超聲檢測(cè)環(huán)境是在開(kāi)放的地方，測(cè)試對(duì)象必須是反射 超聲 波 [9]。 如圖 所示， 只需要提供一個(gè)脈寬 10us 以上的觸發(fā)信 號(hào)，該模塊將發(fā)出 8 個(gè) 40kHz的 周期電平 和回波檢測(cè)。電容的作用在這里是陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè)共 39 頁(yè) 起振作用，能夠幫助晶振更好的起振，取值范圍是 1533PF。 EA 為高電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部存儲(chǔ)器；低電平時(shí)，訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器。圖 是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本框圖。經(jīng)過(guò)綜合考慮，我們放棄了 此方案 [5]。但價(jià)格昂貴， 而且 不容易買(mǎi)。 方案二： 使用 USB 做為單片機(jī)，傳感器 的 電源。 對(duì)于 單片機(jī)的智能處理功能 來(lái)說(shuō) ， 這次設(shè)計(jì) ,使 用理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 相結(jié)合 的方法 ，單片機(jī)芯片為主要部分 的主體電路 。超過(guò) 50%的學(xué)生和家長(zhǎng)缺乏視力保健的最基本的科學(xué) 知識(shí)，不了解“近視 與盲 的 距離只 差 一步”， %的視力不好的 學(xué)生沒(méi)有采取任何糾正措施并 缺乏專業(yè)治療。 五、 畢業(yè)設(shè)計(jì) 應(yīng)收集資料及參考文獻(xiàn)： 應(yīng)收集與課題相關(guān)文獻(xiàn) 12篇（其中包括一篇英文文獻(xiàn)），文獻(xiàn)的發(fā)表年限應(yīng)為 2021年至2021年； 除了文獻(xiàn)之外，所參考的書(shū)目不能超過(guò) 3篇； 所有的參考資料要留存電子版，在交論文時(shí)一并打包交予指導(dǎo)教師。 超聲波 。德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的博士，他 說(shuō) ， 吃魚(yú)和新鮮蔬菜能保 護(hù)視力，降低近視的發(fā)生概率。它 有 以下功能： 1)當(dāng) 用戶 臉 部與 桌面 之間的距離小于 30CM（可調(diào) ） 時(shí) ， 電路 發(fā)出聲 音 提示 。 方案二： 使用 STC89C52 單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)采用 STC89C52 單片機(jī)作為多 功能視力保護(hù)控制單元的核心，我們系統(tǒng)全面的分析，關(guān)鍵在于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警，提醒和處理超聲 波信號(hào)和 光強(qiáng)信息，在這一點(diǎn)上，芯片顯現(xiàn)出它 的優(yōu)勢(shì)，控制簡(jiǎn)單，方便，快捷。 報(bào)警提示模塊 方案一： 使用語(yǔ)音報(bào)警，可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音提示，提醒用 戶進(jìn)行休息，以及是否 是正確的姿勢(shì)，直接 清晰。 顯示模塊 方案一： 用數(shù)碼管顯示。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)接地。 P3 口（ 10～ 17 腳），準(zhǔn)雙 向口（三態(tài)），可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 門(mén)電路。 此外，除了單片機(jī)最小系統(tǒng)的 3 個(gè)部分之外，這里還多了一些外部電路。 超聲波的 特性所述 如下 ： 1）波長(zhǎng) 波的傳播速度是 頻率乘以波長(zhǎng)。 HCRS04型超聲波傳感器的振蕩頻率是 40kHz， 10 米的傳播會(huì)衰減到 40 個(gè) 聲壓級(jí)。一個(gè)計(jì)數(shù)器采樣在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 期間。C，工業(yè)級(jí) 的 芯片溫寬 在 ?40176。數(shù)據(jù)讀取程序中的子程序調(diào)用，方便 程序 移植 。最后第 15腳和第 16腳是液晶的背光電源腳，直接連接系統(tǒng) VCC和 GND。這樣不僅會(huì)方便，也在速度上提高了很多。 超聲波測(cè)距子程序流程圖 如圖 所示為系統(tǒng)坐姿檢測(cè)超聲波測(cè)量主程序流程圖 。 通過(guò)光敏電阻對(duì)光的特性，很好地提醒了學(xué)生不要在光線太強(qiáng)或者過(guò)弱下學(xué)習(xí)。 電路的調(diào)試 首 先燒成顯示程序，控制液晶顯示，顯示是正常的 話，說(shuō)明這部分正常。 然后逐個(gè)判斷其各模塊是不是在規(guī)定范圍內(nèi)，任何一個(gè)不滿足要求就發(fā)出報(bào)警。例如兩端共同為 0 時(shí)能夠?qū)懭朊罨蛘唢@示其地址，當(dāng)兩端同為 1時(shí)可以讀忙碌信號(hào)，當(dāng) RS為 1， R/W為 0時(shí)能夠?qū)?shù)據(jù)錄入。 1602 液晶分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無(wú)差別 [14]。 7） CLK 芯片時(shí)鐘輸入。時(shí)鐘的設(shè)計(jì)是 6MHz，計(jì)數(shù)率為 500kHz，輸入脈沖的時(shí)間間隔為 秒 [12]。它主要是通過(guò)單片機(jī)定時(shí) 與 計(jì)數(shù)功能，完成45 分鐘定時(shí)在超時(shí)后發(fā)出報(bào)警 ，提醒學(xué)生 該 休息 了 。與此同時(shí) ，由于不規(guī)則的反射通常是很難檢測(cè) 的 ，凹凸的表面和斜坡表面 的 對(duì)象。測(cè)試距離 =（高 電平 時(shí)間 *速度（ 340m/s））/ 2。 晶振電路包括 2 個(gè) 30pF 的電容 C2 和 C3，以及 12M 的晶振 X1。 EA（ 31 腳） ,訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器允許 /編程電壓輸入。使用單片機(jī)語(yǔ)言 編程 。紅外熱釋電傳感器不適用于多功能視力保護(hù)器的坐姿 檢驗(yàn)，除非該人 坐在 那一動(dòng)不動(dòng) 。采用先進(jìn)的電路模塊技術(shù)的發(fā)射機(jī)發(fā)展的照度傳感器，用于環(huán)境照明測(cè)量，輸出標(biāo)準(zhǔn) 電壓和電流信號(hào)，體積小，安裝方便，線性度好，傳輸距離遠(yuǎn)， 抗干擾能力 強(qiáng) ，可調(diào)范圍。所以我們放棄了這個(gè)計(jì)劃。 現(xiàn)在很多國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求，視力保護(hù)器才剛剛開(kāi)始，有很大的發(fā)展空間，在這方面的研究在各個(gè)國(guó)家的許多公司 都在進(jìn)行 ，未來(lái)的視力保護(hù)器能對(duì)中小學(xué)生進(jìn)行基本的保護(hù) ，我相信可以得到很大的發(fā)展。統(tǒng)計(jì)顯示，中國(guó) 學(xué)生 的視力低下，初中生 是 %，高中生 是 %，大學(xué)生 是 %。該設(shè)計(jì)的技術(shù)要求是當(dāng)學(xué)習(xí)時(shí)間超過(guò) 45 分鐘時(shí)，產(chǎn)生聲光報(bào)警，提醒學(xué)生注意休息；當(dāng)光線過(guò)強(qiáng)或過(guò)暗，產(chǎn)生聲光報(bào)警，提 醒學(xué)生在適合的光照環(huán)境下學(xué)習(xí)；當(dāng)測(cè)量的距離小于設(shè)定值，產(chǎn)生聲光報(bào)警，確保學(xué)習(xí)時(shí)眼睛和書(shū)本保持一定的距離，從而保護(hù)視力。傳感器 。他們認(rèn)為，通過(guò)適當(dāng)?shù)娘嬍澈蜖I(yíng)養(yǎng)搭配 和正確的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對(duì)視力的保護(hù)能起到事半功倍的效果，但 現(xiàn)實(shí)是 事與愿違。 2)當(dāng) 用戶在 讀寫(xiě)環(huán)境光線照度不足時(shí) ， 電路將發(fā)出聲 音 提示 。其結(jié)果是，單片機(jī)可以充分發(fā)揮其能力，具有更強(qiáng)大的控制功能和可尋址的操作功能，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn) 。雖然使用語(yǔ)音提醒有很多優(yōu)勢(shì)，但語(yǔ)音芯片編程需要專業(yè)的程序員， 復(fù)雜程序，不適用于視力保護(hù)器 的普及。數(shù)碼管顯示 的 速度快，使用 不但 簡(jiǎn)單， 而且 顯示的效果簡(jiǎn)潔明了，但 顯示 較 單一， 而且 不能表達(dá)出很好的人機(jī)界面，因此我們放棄 了 用數(shù)碼管 來(lái) 顯示。 XTAL2（ 18 腳），接外部晶振的另一個(gè)引腳。雙功能口，作為第一功能使用時(shí)，與 P1口一樣；作為第二功能使用時(shí)，每一位都有特定用途，其特殊用途如表 所示。 由于 STC89C52 的 P0 口是漏極 開(kāi)路輸出，因此在 P0口接了一個(gè) 10K 的排阻 R1，使得P0 口可以作為普通的 I/O 口使用，本設(shè)計(jì)用 P0 口來(lái)做液晶的數(shù)據(jù)口。電磁波的傳播速度為 3 108米 /秒，但 在空氣中的聲波傳播速度 卻 很慢，約 344m／ s（ 20176。此時(shí)，超聲波接收探頭 將會(huì) 很難接收到回波信號(hào) [10]。如果一臺(tái)機(jī) 器周期采樣值為 1，下一臺(tái)機(jī)器周期采樣值為 0，則計(jì)數(shù)器加 1。C to +85176。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè)共 39 頁(yè) 開(kāi) 始使 能 芯 片將 值 送 入 指 定 寄 存 器輸 入 通 道 控 制 字產(chǎn) 生 時(shí) 鐘 信 號(hào)讀 取 2 字 節(jié) 數(shù) 據(jù)結(jié) 束字 節(jié) 數(shù) 據(jù) 校 驗(yàn) 圖 ADC0832 數(shù)據(jù) 的 讀取程序流程 1602 液晶顯示器是一種顯示器件，具有體積小、輕重量和低功耗等特點(diǎn)。 1234567891 01 11 21 31 41 51 6G N DV C CR SR WE NP 0 0P 0 1P 0 2P 0 3P 0 4P 0 5P 0 6P 0 7V C CG N DKAD 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0E NR WR SV OV C CV S SL C D1 6 0 2 圖 液晶模塊連接圖 1602引腳 1602的引腳如表 。又由于在開(kāi)發(fā)與測(cè)試匯編的這一過(guò)程中所需要的時(shí)間很多也很辛苦，因此這就要求我們必須選擇好每一部分需要用什么匯編方式，這樣就可以提高效率。 開(kāi) 始發(fā) 送 超 聲 波等 待 發(fā) 射 超 聲 波計(jì) 算 避 障系 統(tǒng) 初 始 化顯 示 結(jié) 果 圖 超聲波測(cè)距子程序流程圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè)共 39 頁(yè) 3 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 安裝步驟 檢查硬件： 一個(gè)完整的電路圖所需要的元器件有很多，當(dāng)然，質(zhì)量也有所不同，所以得先檢查元器件的好壞，用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)方法一一檢測(cè)，期間必須仔細(xì)認(rèn)真，以防因元器件過(guò)差導(dǎo)致的電路運(yùn)行不了。 盡管這次的設(shè)計(jì)達(dá)到了畢設(shè)的要求，但覺(jué)得這些還是不夠人性化，因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系只能做這么多，如果可以讓這個(gè)設(shè)