【正文】 電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 11 級(jí)電氣 作者姓名： 指導(dǎo)教師： 職稱： 講 師 完成日期： 年 月 日 目 錄 隴東學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)誠信聲明 ................................. （ 1） 基于單片機(jī)的超聲波視力保護(hù)儀的設(shè)計(jì) ............................. （ 2） 摘要 ........................................................... （ 2） 關(guān)鍵詞 ......................................................... （ 2） Abstract ....................................................... （ 2） 1 引言 ......................................................... （ 3） 研究的背景 ................................................ （ 3） 研究的主要內(nèi)容 ............................................. （ 3） 應(yīng)解決的關(guān)鍵問題 ........................................... （ 4） 2 總體方案設(shè)計(jì) ................................................. （ 4） 硬件設(shè)計(jì) .................................................. （ 5） 電源穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì) ......................................... （ 5） 主控制器模塊 ............................................. （ 5） 光照強(qiáng)度檢測模塊 ......................................... （ 5） 報(bào)警提示模塊 ............................................. （ 5） 坐姿檢測模塊 ............................................. （ 5） 顯示模塊 ................................................. （ 5） 最終方案 ................................................... （ 6） 3 硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì) ....................................... （ 6） 主控制模塊 ................................................. （ 6） 主控制最小系統(tǒng)電路如圖 所示 ]9[ 。 .......................... （ 6） 蜂鳴器報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路 ......................................... （ 7） 按鍵電路 ................................................... （ 8） 光照強(qiáng)度檢測電路 ........................................... （ 8） 顯示模塊 ................................................... （ 9） 超聲波坐姿測距模塊 ......................................... （ 9） 定時(shí)報(bào)警電路 .............................................. （ 11） 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案 ............................................ （ 11） 系統(tǒng)主程序流程圖 .......................................... （ 12） 5 系統(tǒng)分析 .................................................... （ 13） 測試結(jié)果及誤差分析 ........................................ （ 13） 7 優(yōu)點(diǎn)和不足 .................................................. （ 14） 結(jié) 論 ....................................................... （ 15） 參考文獻(xiàn) ...................................................... （ 15） 致 謝 ......................................................... （ 16） 附錄 1 總電路圖 ............................................... （ 17） 附錄 2 成品展示 ................................................ （ 18） 附錄 3(單片機(jī) C 源程序清單 ) .................................... （ 19） 1 基于 AT89C52 單片機(jī)的超聲波視力保護(hù)儀的設(shè)計(jì) 摘要 :本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是人體視力與桌面距離檢測電路的設(shè)計(jì)與制作，該電路的工作原理是由 AT89C52 單片機(jī)為控制的核心部分，通過超聲波傳感器測距，能實(shí)現(xiàn)使用者距離與學(xué)習(xí)時(shí)間進(jìn)行 定時(shí)并通過報(bào)警來提示時(shí)間已到的功能和使用者注意用眼衛(wèi)生的功能。軟件利用 C 語言進(jìn)行編程，并采用模塊化的設(shè)計(jì)思路。 本設(shè)計(jì)通過實(shí)踐證明該視力保護(hù)器可行且可靠性很好，使用方便。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī)；液晶顯示；報(bào)警；測距 2 Ultrasonic distance measurement based on single chip Abstract: This design is the main content of human vision and desktop distance detection circuit design and production, the working principle of the circuit is controlled by AT89C51 single chip microputer as the core, through the ultrasonic sensor range, can realize user distance and the learning time for timing and by the time has e to prompt the alarm function and user attention with eye health function. Through the LCD display various parameters, and can modify the parameters of the initial value online to meet the needs of different users. Software using C language programming, and USES the modular design thinking. The system has the characteristics of simple and practical, has the very good effect to teenagers vision protection. This design through the practice has proved the vision protector feasible and good reliability, easy to use. This design expectations through the theoretical study of the electronic production and late for further design of multifunctional vision protector and take reasonable measures to improve the effectiveness of eye protection to provide reliable and effective data and information basis. Keywords: microcontroller。 alarm。單片機(jī)已經(jīng)無處不在、與我們生活息息相關(guān)，并且滲透到生活的方方面面，如空調(diào)、 VCD 機(jī)、手機(jī)、微波爐、自動(dòng)洗衣機(jī)及汽車電子設(shè)備等。它具有和普通計(jì)算機(jī)類似的、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，通過使用一些科學(xué)的算法，可以獲得很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。 當(dāng)前由于電視、網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展、學(xué)習(xí)壓力的加重等諸多因素，使得青少年長時(shí)間不衛(wèi)生、超負(fù)荷用眼，造成了青少年近視率大大提高。小學(xué)生近視比例為 34%，初中生為 68%，重點(diǎn)高中生為 90%左右，在校大學(xué)生視力合格者更少。據(jù)衛(wèi)生部、教育部聯(lián)合調(diào)查，目前我國學(xué)生近視發(fā)病率居世界第二，人數(shù)居世界之首，全國近視及眼疾患者近 3 億人，已經(jīng)成為全社會(huì)關(guān)注的公共 衛(wèi)生和社會(huì)問題。 在這種情況下，亟須開發(fā)一種智能視力保護(hù)器。 研究的主要內(nèi)容 自 1992 年全國防近視專家指導(dǎo)小組成立以來，防近 視產(chǎn)品經(jīng)歷了一個(gè)由簡單到復(fù)雜、由單一到多元、由科技含量低到科技含量高的歷程。 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(xué)生 視力保護(hù)器 ” 又名稱坐視寶，它能對(duì)使用者的坐姿不當(dāng)進(jìn)行提示。可以糾正看書，寫字的不良坐姿。 國外也致力于對(duì)保護(hù)視力的研究，但是他們更側(cè)重于對(duì)近視原因的研究。他們認(rèn)為通過合理的飲食營養(yǎng)搭配，以及正確的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對(duì)視力的保護(hù)能起到事半功倍的作用。 課題由 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)、超聲波測距模塊、顯示電路、溫度傳感器等組成。 應(yīng)解決的關(guān)鍵問題 對(duì)主要硬件電路設(shè)計(jì)、制作實(shí)物時(shí)擬解決的關(guān)鍵問題是：溫度等外界干擾對(duì)測距精度的影響。 2 總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)采用 STC89C52 單片機(jī)作為多功能視力保護(hù)器的核心控制單元 ,本系統(tǒng)通過光敏電阻采集光線信號(hào)，通過 AD 采集光線信號(hào)的強(qiáng)弱，把光線強(qiáng)度等級(jí)化，通過設(shè)定報(bào)警等級(jí)來實(shí)現(xiàn)報(bào)警；利用超聲波測距傳感器測出人臉部與桌面的距離，當(dāng)小于設(shè)定距離時(shí)發(fā)出報(bào)警聲提醒；通過單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器計(jì)時(shí)，當(dāng)使用 達(dá)到 45 分鐘時(shí) 電路自動(dòng)發(fā)出聲音提示 ,提醒使用者注意休息；系統(tǒng)采用的報(bào)警電路由三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器組成。 STC89C52 超聲波模塊 復(fù)位電路 晶振電路 蜂 鳴器報(bào)警模塊 光線強(qiáng)度檢測模塊 按鍵模塊 電源供電模塊 5 圖 系統(tǒng)總體方框圖 硬件設(shè)計(jì) 電源穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用電池供電，我們考慮了如下方案為系統(tǒng)供電： 電源電壓通過 7805 穩(wěn)壓芯片為單片機(jī)及其它模塊提供 +5V 電壓。 主控制器模塊 系統(tǒng)采用 STC89C52 單片機(jī)作為智能視力保護(hù)器的核心控制單元， 充分分析系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)報(bào)警與提醒，處理超聲波測得的信號(hào)，以及處理光照強(qiáng)度信息，而在這一點(diǎn)上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來它的優(yōu)勢 ——控制簡單、方便、快捷。 光照強(qiáng)度檢測模塊 光強(qiáng)檢測系統(tǒng)采用光敏電阻。光敏電阻的優(yōu)點(diǎn)有內(nèi)部的光電效應(yīng)和電極無關(guān)，即可以使用直流電源。 報(bào)警提示模塊 報(bào)警系統(tǒng)采用蜂鳴器報(bào)警。價(jià)格實(shí)惠，對(duì)推動(dòng)視力保護(hù)器的普及有很好的優(yōu)勢，能夠較好的滿足設(shè)計(jì)的要求。當(dāng)距離小于設(shè)定距離時(shí)就發(fā)出警報(bào)提醒。價(jià)格實(shí)惠，是一種較為理想的方案。 LCD1602 由于其顯示清晰，顯示內(nèi)容豐富、清晰，顯示信息量大，使用方便，顯示快速而得到了廣泛的應(yīng)用。 最終方案 經(jīng)過反復(fù)論證，我們最終確定了如下方案： （ 1）電源采用 6 節(jié) 5 號(hào)電池。 （ 3）用光敏電阻檢測光照強(qiáng)度。 （ 5）用 LCD1602 液晶顯示。 3 硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì) 主控制模塊 主控制最小系統(tǒng)電路如圖 所示 ]9[ 。它是單片機(jī)的核心，包括運(yùn)算器和控制器