【正文】 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1： 采用紅外熱釋電傳感器，紅外熱釋電傳感器對(duì)紅外線(xiàn)感應(yīng)靈敏，當(dāng)人把坐姿坐好，然后開(kāi)啟視力保護(hù)器，如果坐姿發(fā)生變化，紅外熱釋電傳感器就會(huì)有一個(gè)由高到低的電信號(hào)輸出。除非人坐在那一動(dòng)不動(dòng)，因此紅外熱釋電傳感器不適用于多功能視力保護(hù)器的的坐姿檢測(cè)。方案2： 采用超聲波傳感器檢測(cè)。當(dāng)距離小于30CM時(shí)就提醒。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(shì)。 顯示模塊方案1： 用數(shù)碼管進(jìn)行顯示。方案 2：用LCD1602液晶進(jìn)行顯示。單對(duì)于此系統(tǒng)我們需要顯示豐富的內(nèi)容，人機(jī)界面需要友好，因此我們選擇了此方案。用光敏電阻檢測(cè)光照強(qiáng)度。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2所示。電路如圖3圖3 電源電路 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路 蜂鳴器采用三極管驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)原理圖如圖4。電路如圖5圖5 按鍵電路 光照強(qiáng)度檢測(cè)電路 光照強(qiáng)度檢測(cè)采用光敏電阻，當(dāng)光線(xiàn)發(fā)生變化時(shí)，光敏電阻的阻值也就不同，然后分得的電壓也不同。從而設(shè)定出理想的光線(xiàn)強(qiáng)度報(bào)警值。模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。模塊自動(dòng)發(fā)送 8 個(gè) 40khz 的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回；有信號(hào)返回，通過(guò) IO 口 ECHO 輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。實(shí)物如下圖10。圖8 超聲波模塊實(shí)物 超聲波的基本特性超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，其頻率超過(guò)20KHz，分橫向振蕩和縱向振蕩兩種，超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。超聲波的基本特性如下所述：1． 波長(zhǎng)波的傳播速度是用頻率乘以波長(zhǎng)來(lái)表示。在這種比較低的傳播速度下，波長(zhǎng)很短，這就意味著可以獲得較高的距離和方向分辨率。2． 反射要探測(cè)某個(gè)物體是否存在，超聲波就能夠在該物體上得到反射。由于布、棉花、絨毛等可以吸收超聲波，因此很難利用超聲波探測(cè)到它們。3． 溫度效應(yīng)聲波傳播的速度“c”可以用下列公式表示。因此，要精確的測(cè)量與某個(gè)物體之間的距離時(shí)，始終檢查周?chē)鷾囟仁鞘直匾?，尤其冬季室?nèi)外溫差較大，對(duì)超聲波測(cè)距的精度影響很大，此時(shí)可用18B20作溫度補(bǔ)償來(lái)減小溫度變化所帶來(lái)的測(cè)量誤差，考慮到本設(shè)計(jì)的測(cè)試環(huán)境是在室內(nèi)，而且超聲波主要是用于實(shí)現(xiàn)避障功能，對(duì)測(cè)量精度要求不高，所以關(guān)于溫度效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響問(wèn)題在這里不做深入的探討。如圖9所示，超聲波的頻率越高，衰減率就越高，超聲波的傳播距離也就越短，由此可見(jiàn)超聲波的衰減特性直接影響了超聲波傳感器有效距離。圖9 聲壓在不同距離下的衰減特性 超聲波的電器特性1．聲壓特性聲壓級(jí) (.) 是表示音量的單位，利用下列公式予以表示。圖10 超聲波傳感器的聲壓圖2．靈敏度特性靈敏度是表示聲音接收級(jí)的單位，使用下列公式予以表示。超聲波傳感器的靈敏度直接影響著系統(tǒng)測(cè)距范圍，如圖12所示為幾種中常見(jiàn)超聲波傳感器的靈敏度圖，從圖中可以發(fā)現(xiàn)40KHz時(shí)傳感器的聲壓級(jí)最高，也就是說(shuō)40KHz時(shí)所對(duì)應(yīng)的靈敏度最高。然后，測(cè)量角度與聲壓 (靈敏度) 之間的關(guān)系。超聲波設(shè)備的外表面尺寸較小易于獲得精確的輻射角度。圖13 超聲波傳感器輻射特性示意圖分析以上研究結(jié)果不難看出超聲波傳感器工作在40KHz范圍內(nèi)具有最大的聲壓級(jí)和最高的靈敏度，這為設(shè)計(jì)中選擇合適的超聲波傳感器指明了方向。該復(fù)合式振動(dòng)器是由諧振器以及一個(gè)金屬片和一個(gè)壓電陶瓷片組成的雙壓電晶片元件振動(dòng)器。當(dāng)電壓作用于壓電陶瓷時(shí)，就會(huì)隨電壓和頻率的變化產(chǎn)生機(jī)械變形。利用這一原理，當(dāng)給由兩片壓電陶瓷或一片壓電陶瓷和一個(gè)金屬片構(gòu)成的振動(dòng)器，所謂叫雙壓電晶片元件，施加一個(gè)電信號(hào)時(shí)，就會(huì)因彎曲振動(dòng)發(fā)射出超聲波。圖14 超聲波傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖15 避障原理 如圖15所示，超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。它主要通過(guò)單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)功能完成定時(shí)45分鐘并使報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警聲，用以提醒學(xué)生休息！89c52單片機(jī)內(nèi)有兩個(gè)可編程的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，滿(mǎn)足諸如對(duì)外部脈沖進(jìn)行記數(shù)，產(chǎn)生精確的定時(shí)時(shí)間，作串行口的波特發(fā)生器等功能的需要。其控制字均在相應(yīng)的特殊功能寄存器中，通過(guò)對(duì)它的特殊功能寄存器的編制，可以方便的選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ髂Ｊ胶凸ぷ鞣绞?。顯然，定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關(guān)。如果晶振為12MHz，則計(jì)數(shù)周期為：T=1/（12106）Hz1/12=1μs這是最短的定時(shí)周期。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，通過(guò)引腳T0和T1對(duì)外部信號(hào)計(jì)數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計(jì)數(shù)。若一個(gè)機(jī)器周期采樣值為1，下一個(gè)機(jī)器周期采樣值為0，則計(jì)數(shù)器加1。所以檢測(cè)一個(gè)由1至0的跳變需要兩個(gè)機(jī)器周期，故外部事年的最高計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的1/24。雖然對(duì)外部輸入信號(hào)的占空比無(wú)特殊要求，但為了確保某給定電平在變化前至少被采樣一次，外部計(jì)數(shù)脈沖的高電平與低電平保持時(shí)間均需在一個(gè)機(jī)器周期以上。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的兩個(gè)作用是用來(lái)精確的模擬一段時(shí)間間隔(作定時(shí)器用)或累計(jì)外部輸入的脈沖個(gè)數(shù)(作計(jì)數(shù)器用)。當(dāng)89c52內(nèi)部的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器被選定為定時(shí)器工作模式時(shí)，記數(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)脈沖使計(jì)數(shù)器增1，因此，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的輸入脈沖和機(jī)器周期一樣，為時(shí)鐘頻率的1/12。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案該方案的編程思路是先確定主程序，之后根據(jù)各硬件電路功能來(lái)設(shè)計(jì)子程序模塊，最后再將各模塊嵌入主程序中。本設(shè)計(jì)軟件方框圖如圖18所示。系統(tǒng)初始化開(kāi)始發(fā)送超聲波脈沖等待發(fā)射超聲波計(jì)算避障顯示結(jié)果圖19 超聲波測(cè)距子程序流程圖5 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 安裝步驟按電路圖買(mǎi)好元件后首先檢查買(mǎi)回元件的好壞，按各元件的檢測(cè)方法分別進(jìn)行檢測(cè)，一定要仔細(xì)認(rèn)真。、焊接各元件按原理圖的位置放置各元件，在放置過(guò)程中要先放置、焊接較低的元件，后焊較高的和要求較高的元件。 電路的調(diào)試首先燒入顯示程序，控制液晶顯示，顯示正常。然后加入超聲波測(cè)距程序，調(diào)節(jié)超聲波的靈敏度使達(dá)到理想效果。類(lèi)似的現(xiàn)象還有很多就不一一列舉了。 //SCL定義，連接ADC0832SCL腳sbit DO=P2^5。 //CS定義，連接ADC0832CS腳sbit beep = P2^7。 //1602數(shù)據(jù)/命令選擇引腳 H:數(shù)據(jù) L:命令sbit rw=P3^3。 //1602使能引腳 下降沿觸發(fā)sbit c_send = P3^7。 //超聲波接收uchar flag_hc_value。 //距離uint set_d。 //超聲波超出量程uint flag_time0。uchar guangxian。 //設(shè)置光線(xiàn)的強(qiáng)弱的變量uchar value。 //報(bào)警變量uchar miao = 55,fen = 44,shi。 //開(kāi)始學(xué)習(xí)標(biāo)志位uchar menu_1。 byte_write(0x2000, set_d % 256)。 byte_write(0x2002, set_gx)。 }/******************把數(shù)據(jù)從單片機(jī)內(nèi)部eepom中讀出來(lái)*****************/void read_eepom12(){ set_d = byte_read(0x2001)。 set_gx = byte_read(0x2002)。}/**************開(kāi)機(jī)自檢eepom初始化*****************/void init_eepom(){ read_eepom12()。 value = 2。 write_eepom_12()。* 輸入 : 無(wú)* 輸出 : 無(wú)***********************************************************************/void delay_uint(uint q){ while(q)。 rs = 0。 e = 1。 busy_flag = (bit)(P1 amp。 e = 0。}/********************************************************************* 名稱(chēng) : write_(uchar )* 功能 : 1602命令函數(shù)* 輸入 : 輸入的命令值* 輸出 : 無(wú)***********************************************************************/void write_(uchar ){ while(busy())。 rs=0。 P1=。 e=1。 e=0。 e=0。 rw=0。 delay_uint(3)。 delay_uint(25)。 }/***********************lcd1602上顯示兩位十進(jìn)制數(shù)************************/void write_sfm2(uchar hang,uchar add,uchar date){ if(hang==1) write_(0x80+add)。 write_data(0