基于单片机的智能语音视力保护仪设计

• 156•针对青少年在看书学习时存在的不良习惯，设计一种以STC89C52单片机为控制核心，具检测、测距、测温、参数设置、报警等多种功能的视力保护仪。

若光强在设置范围外、实测距离低于设置值或达到设置学习时间时，进行报警提示，及时纠正坐姿及进行视力保护。

本文详细介绍了设计方案、硬件设计及软件设计方法，并通过Proteus 与Keil 软件的仿真调试分析及系统的实物调试分析，表明系统达到设计要求。

随着社会的进步，青少年也越来越重视学习，学习的时间也不断增加。

但由于不规范的坐姿，长时间的用眼，光线条件不佳等因素，也导致了青少年的近视率越来越高。

如何规范青少年的学习姿势,保护视力，降低近视的发生率，已经成为亟待解决的问题。

本设计从青少年在学习中保护视力的角度出发，设计出一款具有感光检测、测距、测温、参数设置、报警提示等多种功能的视力保护仪，能实时监测使用者在看书学习的状态。

若出现坐姿不正，光线过暗或过亮，或看书时间过长等情况，立即进行报警提示，从而起到保护使用者视力的作用，此外还可具有显示环境温度等附加功能。

1 方案设计及硬件设计1.1 方案设计根据设计要求，得到系统原理框图如图1所示。

系统以ST-C89C52单片机为核心，整个系统主要由单片机最小系统、光线传感器电路、A/D 转换器电路、超声波测距电路、测温电路、参数设置电路、液晶显示屏、报警电路等构成。

软件部分采用C 语言模块化设计，系统采用循环检测模式来对光线强度、人脸部与桌面的距离、学习时间、环境温度等进行显示及报警提醒。

图1 系统原理框图1.2 光线强度检测电路设计本系统的光线强度采用光敏电阻来进行检测。

光敏电阻内部导电率会随光照强度而发生改变。

当光线强度变大时，导电率也随之变大，使电阻值变小，输出电压也将线性增大。

本电路中，采样到的电压值u=VCC ×LDR1/(R2+LDR1),经过AD 转换器ADC0832的CH0通道进行A/D 转换，转换结果经单片机读取后得到对应的电压值并进行处理。

基于单片机的多功能视力保护器视力保护对于现代人来说越来越重要，我们每天都在面对电脑屏幕、手机屏幕等电子产品，长时间使用这些设备容易造成眼睛疲劳和视力下降。

因此，设计基于单片机的多功能视力保护器可以帮助人们缓解眼睛疲劳，保护视力。

本文将介绍这个视力保护器的设计思路和主要功能。

首先，我们需要一个单片机作为控制核心。

可以选择常用的Arduino或者树莓派等。

接下来，我们需要一块TFT液晶屏幕作为显示器，用来显示一些基本信息和设置选项。

在软件方面，我们需要编写一段代码来实现以下功能：1.蓝光过滤：蓝光是电子产品中主要的有害光线之一，长时间暴露在蓝光下会对眼睛造成伤害。

因此，我们要在视力保护器中加入蓝光过滤功能，可以实时调整屏幕的蓝光强度，以减少对眼睛的伤害。

2.提醒休息：长时间注视电子屏幕会导致眼睛疲劳，因此，视力保护器还可以设置一个提醒功能，每隔一定时间提醒用户休息。

可以通过闪烁屏幕或者发出声音等方式来提醒，用户也可以根据自己的需求进行设置。

3.调节亮度：不同的环境对于眼睛的压力也不同，因此，视力保护器还可以根据环境的光线强度自动调节屏幕的亮度，以减轻眼睛的疲劳。

4.调节对比度：适当的对比度可以提高图像的清晰度，减少眼睛对屏幕的疲劳。

因此，视力保护器还可以根据环境的光线强度自动调节屏幕的对比度。

5.眨眼提醒：长时间使用电子产品会导致眨眼频率下降，进而造成眼睛疲劳和视力下降。

视力保护器可以通过计算眨眼频率来提醒用户眨眼，保护眼睛。

6.眨眼检测：为了更好地提醒用户眨眼，视力保护器还可以通过人脸识别技术检测用户的眨眼情况，以便更准确地提醒用户。

7.记录使用情况：视力保护器可以记录用户使用电子产品的时间，眨眼频率等信息，以便用户了解自己的使用情况，并进行相应的调整。

这只是一个基本的多功能视力保护器的设计思路，实际应用中还可以根据需要进行相应的功能扩展。

基于STM32单片机的智能视力保护系统设计智能科技的快速发展已经深刻地影响了我们的生活。

在电子产品日益普及的今天，人们对视力保护的需求也越来越大。

为了帮助人们有效地保护视力，本文将介绍一种基于STM32单片机的智能视力保护系统设计方案。

1. 系统概述智能视力保护系统是一种基于STM32单片机的硬件设备，旨在通过监测使用者的视力状况并采取相应的保护措施，预防视力损伤和疲劳。

它通过与一系列外部传感器和显示器相连接，实时地检测和分析使用者的眼睛状况，并根据需要调整显示器的亮度、对比度和颜色，以减少对眼睛的伤害。

2. 系统组成2.1 STM32单片机本系统采用STM32系列单片机作为核心处理器。

STM32单片机具有强大的计算和控制能力，能够高效地处理各种数据和信号，并实时进行视力状态分析和处理。

2.2 眼动追踪传感器眼动追踪传感器是本系统的重要组成部分，用于实时监测使用者的眼动情况。

传感器通过检测使用者的瞳孔移动轨迹，获取眼睛的位置信息，以及瞳孔的大小和形状等数据，从而判断使用者的视力状况和眼睛疲劳程度。

2.3 光敏传感器光敏传感器用于实时检测周围环境的光强度。

当环境的光强度过强或过弱时，系统可以根据实时采集到的数据调整显示器的亮度，以确保使用者的视觉舒适度和视力保护效果。

2.4 显示器显示器作为用户和系统的交互界面，用于呈现监测数据和调整参数。

本系统中的显示器可以根据使用者的视力状态，智能调整亮度、对比度和颜色等参数，以减少对眼睛的负担。

3. 系统工作原理3.1 数据采集与处理系统通过眼动追踪传感器实时获取使用者的眼睛位置、瞳孔大小和形状等数据，并通过光敏传感器获取环境的光强度数据。

这些数据将被传输到STM32单片机进行处理和分析。

3.2 视力状态分析基于采集到的眼睛位置和瞳孔数据，系统能够对使用者的视力进行实时分析。

通过对比用户的实际视力情况和理想视力情况的差异，系统可以判断出用户的视力健康状态和眼睛疲劳程度。

基于单片机的超声波视力保护器设计与研究超声波视力保护器是一种基于单片机的智能设备，用于检测并提醒用户视力疲劳情况，以避免长时间使用电子产品对眼睛的伤害。

本文将从超声波测距原理、硬件设计和软件设计三个方面介绍基于单片机的超声波视力保护器的设计与研究。

一、超声波测距原理超声波利用声波在空气中的传播速度较快的特点，通过发射器发出超声波脉冲，当超声波遇到障碍物后会发生反射，接收器接收到反射的超声波信号，通过计算发射和接收的时间差，可以确定障碍物与设备的距离。

因此，我们可以利用超声波测距原理来检测用户离设备的距离，从而判断是否需要提醒用户休息。

二、硬件设计1.单片机选择考虑到成本和性能的因素，本设计选择使用8051系列的单片机，如STC89C52、该单片机具有较低的功耗和较强的处理能力，适合用于嵌入式设备的设计。

2.超声波测距模块超声波测距模块包括超声波发射器和接收器。

发射器用于发射超声波脉冲，接收器用于接收反射信号。

模块通常采用数字信号输出，可以直接与单片机进行连接。

3.液晶显示屏为了方便用户查看当前的距离和工作状态，可以选用液晶显示屏作为界面。

液晶显示屏可以通过串行通信接口与单片机进行连接，显示距离和其他相关信息。

4.蜂鸣器当用户离设备距离过近时，需要通过蜂鸣器发出声音提醒用户。

蜂鸣器可以通过PWM控制单片机的输出频率和占空比，产生不同的声音。

5.电源模块超声波视力保护器需要稳定的电源供应。

可以使用直流电源适配器或电池供电。

同时，还需要考虑电源管理电路以确保电源持续稳定。

三、软件设计1.初始化设置在软件设计中，需要先进行单片机的初始化设置，包括IO口配置、计时器设置和中断配置等。

2.超声波测距在主程序中，需要定时发送超声波脉冲，并等待接收到反射信号。

通过计算时间差，可以得到用户离设备的距离。

3.距离判断根据用户设定的距离阈值，当用户离设备的距离小于阈值时，触发蜂鸣器发出声音提醒用户休息。

4.界面显示通过液晶显示屏，可以实时显示用户离设备的距离和工作状态。

基于单片机的视力保护器电路设计摘要：近年来，人们的生活中长时间面对电子设备的使用已经成为常态，如何保护眼睛健康已经成为一项重要的课题。

本文研究基于单片机的视力保护器电路设计，通过控制屏幕亮度和颜色的变化，来减轻眼睛的疲劳感。

设计方案通过单片机的控制，根据预设的时间来调整屏幕的亮度和颜色，从而达到保护视力的目的。

关键词：单片机；视力保护器；屏幕亮度；颜色1.引言随着电子设备在人们生活中的广泛应用，人们长时间面对屏幕已经成为一种常态。

而长时间使用电子设备容易导致眼睛疲劳、干涩等问题，严重影响视力健康。

因此，设计一种能够保护视力的电路方案显得尤为重要。

2.设计原理本设计方案采用单片机作为控制核心，通过控制屏幕的亮度和颜色的变化来减轻眼睛的疲劳感。

具体实现步骤如下：2.1硬件设计本电路主要由单片机、电源电路、光敏电阻、显示屏等组成。

电源电路用于提供电源稳定的工作环境，光敏电阻用于检测环境光强度，显示屏用于显示调整后的亮度和颜色。

2.2软件设计单片机作为控制核心，通过获取光敏电阻的输出值来判断环境光强度。

根据预设的时间段和环境光强度，单片机控制显示屏的亮度和颜色进行相应调整。

3.电路实现3.1单片机编程通过编写单片机的程序，实现根据时间段来调整屏幕亮度和颜色的功能。

程序中需要包含光敏电阻的采样，并与预设的时间段进行比较，根据比较结果来控制屏幕的亮度和颜色。

3.2硬件连线将单片机的IO口与光敏电阻连接，通过IO口采样光敏电阻的输出值。

将单片机的输出口与显示屏的驱动模块连接，通过单片机的控制来调整屏幕的亮度和颜色。

4.实验结果设计的视力保护器电路能够根据环境光强度和预设的时间段来动态调整屏幕的亮度和颜色。

通过对多个测试人员进行长时间使用电子设备的实验，得出实验证明，该电路能够有效减轻眼睛的疲劳感，保护视力健康。

5.结论本文基于单片机的视力保护器电路设计，通过控制屏幕亮度和颜色的变化，从而减轻眼睛的疲劳感。

该设计方案在实验中取得了较好的效果，能够有效保护视力健康。

设计总说明科技进步使得电子产品种类以及使用范围增加、课业负担加重、户外运动减少，种种因素使得我国青少年普遍存在用眼过度、用眼疲劳等问题，使得青少年近视率逐年上升。

视力下降不仅对青少年的日常生活有影响，甚至会影响其身心健康，给青少年的生长发育带来负面影响。

日益严重的青少年视力问题是值得我们关注的。

而青少年保护自我视力意识较薄弱，自制力较差，所以需要一款人性化多功能外部设备来帮助青少年培养其拥有科学的用眼方法，保护青少年的视力不受损害。

在对视力保护仪设计的过程中，主要通过单片机进行相应的设计，选择其作为系统的主控模块，并采用光敏传感、超声波测距技术以及单片机内部定时器可实现测距、测光、计时等功能，同时增设温度传感模块将温度影响声波速度引起的距离测量误差考虑在其中。

软件设计部分主要利用C语言来进行编程，并且可以在线修改各个参数初始值来满足使用者不同需求。

通过使用LCD1602液晶显示屏将检测到的数值实时显示在屏幕上，使用者可以直观的看到其与视力保护仪距离、当前环境光照强度与温度以及剩余学习时间，可以在青少年学习时及时帮助纠正其不良学习习惯，防止用眼疲劳，保护青少年视力。

STC89C52单片机是一种高性能微处理器，速度快、集成化、稳定性高、安全性能好，具有很强的扩展性，可以通过科学的算法来实现强大的数据处理功能，并且能够在线编程，提高设备的智能化。

本次设计选取其为主控制模块，与其他模块相连，利用其强大的数据处理功能处理来自其他模块的信号，保证系统正常运行。

对于超声波测距技术而言，其主要通过超声波传递的特性，进而得知其传播的速度，当超声波在空气中传递时，碰到障碍物会出现反射，因此，通过超声波传递的时间以及超声波反射传递的时间，两者结合便能够计算出实际距离值。

具有非接触式距离感测、指向性性强、能量消耗缓慢等特点，在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中得到普遍使用。

本次设计中超声波测距模块可以实时检测使用者头部与书桌距离，距离过近时报警电路则发出声光报警，及时纠正使用者的不良学习坐姿，保护其视力的同时对使用者的驼背预防也有一定作用。

基于单片机的视力保护系统近年来，随着信息技术的快速发展，人们的生活方式也发生了巨大的改变。

随之而来的是越来越多的人面临视力问题的困扰。

长时间盯着电子屏幕、缺乏户外运动等因素都会对眼睛造成伤害，严重影响视力。

针对这一问题，有人提出了基于单片机的视力保护系统，在帮助人们更好地保护视力方面发挥了重要作用。

基于单片机的视力保护系统是一种智能化的眼睛保护装置，它能够实时监测用户的视力情况，并根据不同的情况提供相应的保护措施。

这种系统不仅能够帮助用户预防视力问题的发生，还能够在视力已经出现问题的情况下提供一些帮助和保护。

下面，我们将对基于单片机的视力保护系统进行详细介绍。

一、系统的基本原理基于单片机的视力保护系统主要由单片机、传感器、显示屏和蓝牙模块等组成。

单片机是系统的核心部件，它主要负责对传感器获取的数据进行处理和分析，并控制各个部件的工作状态。

传感器主要用于监测用户的眼睛情况，包括眼睛的疲劳程度、眨眼频率、眼睛的湿润度等。

显示屏可以向用户显示相关的信息，提醒用户注意休息或者进行眼部保护操作。

蓝牙模块可以将用户的眼睛数据发送给手机或者其他设备，实现对数据的记录和分析。

系统的工作原理如下：当用户使用电子设备，如手机、电脑等，时间过长时，传感器会监测到用户眼睛的疲劳程度和其他相关数据，并将这些数据传输给单片机。

单片机根据这些数据进行分析，如果发现用户的视力疲劳程度较高，就会向用户的显示屏上显示相关的提醒信息。

单片机会控制蓝牙模块将用户的眼睛数据发送给手机或者其他设备，以便进一步的分析和记录。

二、系统的功能特点1. 实时监测：系统能够实时监测用户的眼睛状态，及时发现用户的视力疲劳情况。

2. 自动提醒：系统能够根据监测到的数据自动向用户提醒，提醒用户注意休息或者进行眼部保护操作。

3. 数据记录：系统能够将用户的眼睛数据发送给手机或者其他设备，进行进一步的记录和分析，帮助用户更好地了解自己的眼睛情况。

4. 友好设计：系统的显示屏可以以友好的方式向用户显示相关信息，不会对用户产生额外的压力或者困扰。

毕业设计说明书基于51单片机的视力保护仪设计办学单位：应天职业技术学院班级：电子121班学生：彭小滠指导教师：葛东旭提交日期：2015年3月 20 日摘要摘要：本论文阐述了一种基于单片机的智能视力保护器的设计。

该设计以89C52为核心，可实现距离监测、设置报警距离等功能，通过LCD显示各种参数信息，并能在线修改各个参数初值来适应不同使用者的需求。

测距是利用超声波传感器来实现。

软件利用C语言进行编程，并采用模块化的设计思路。

该系统具有简单实用的特征，对青少年视力保护具有很好的效果。

关键词：STC89C52 ；超声波:视力保护Abstract:This paper expounds a design of intelligent vision protector based on single chip microcomputer. The system with 89C52 as the core uses LCD to display various parameter information, and changes the parameter initial value online to adapt to the needs of different users. Distance measurement is realized by ultrasonic sensors, light intensity detection is achieved by photosensitive element, timer function is realized by 89C52’s timer. Software design uses C language to programe, with modular thought. The system has the characteristics of simple and practical, has the very good effect to teenagers vision protection. Keywords: STC89C52; Ultrasonic; Vision protection目录第一章绪论 (3)1.1选题背景 (3)1.2选题的意义 (3)1.3设计的任务 (3)第2章系统总体方案系统设计 (4)2.2系统主要模块的选择与论证 (4)2.2.1探头检测模块的选择与论证 (4)2.2.2单片机控制模块的选择与论证 (4)2.2.3显示模块的选择与论证 (4)2.3总体系统设计框图 (5)第3章系统硬件系统设计 (6)3.1概述 (6)3.2控制模块 (6)3.2.1 STC89C52单片机简介 (6)3.2.2单片机主控电路设计 (9)3.4.1 1602 液晶简介 (13)3.4.2 指令说明 (14)3.4.3 显示电路原理图 (15)3.5报警模块 (15)第4章系统软件系统设计 (16)第5章系统分析与调试 (18)参考文献 (20)结论 (21)附录 (22)第一章绪论1.1选题背景当前由于电视、网络的高速发展、学习压力的加重等诸多因素，使得青少年长时间不卫生、超负荷用眼，造成了青少年近视率大大提高。

基于单片机的视力保护系统1. 引言1.1 研究背景随着现代科技的不断发展，人们生活中使用电子产品的时间也越来越长，如手机、电脑等，这些电子产品对我们的视力带来了很大的挑战。

长时间盯着屏幕会造成眼睛疲劳，甚至导致视力下降。

研究如何有效保护视力成为了一个亟待解决的问题。

随着单片机技术的不断成熟和普及，基于单片机的视力保护系统应运而生。

通过对人眼疲劳程度的监测和分析，系统可以提供相应的保护措施，比如提醒用户适时休息、调节屏幕亮度等，从而有效减少对眼睛的伤害，保护视力健康。

在这样的背景下，本文将研究基于单片机的视力保护系统的设计与实现，旨在为人们提供一个便捷、有效的方法来保护视力。

通过对系统的功能实现和性能测试，验证系统的可靠性和有效性，为进一步完善和推广该系统奠定基础。

希望通过本文的研究，能为视力保护领域的发展贡献一份力量。

1.2 研究目的视力是人类重要的感觉之一，随着现代社会对电子产品的广泛应用，人们的眼睛受到了越来越大的挑战。

长时间使用电子产品容易造成眼睛疲劳、视力下降甚至眼部疾病。

研究开发一种基于单片机的视力保护系统具有重要的现实意义。

本研究旨在通过设计一个基于单片机的视力保护系统，有效减少长时间使用电子产品对眼睛的伤害。

具体目的包括：1. 设计一套完善的硬件系统，包括传感器、显示器等设备，用于监测用户眼睛的状况并进行有效的保护。

2. 开发一套智能的软件系统，能够根据用户的眼睛状态进行实时监测和提醒，帮助用户合理使用电子产品。

3. 实现多种保护功能，包括定时提醒休息、调节屏幕亮度、滤除蓝光等措施，提高用户的使用体验并减少眼睛疲劳。

通过以上目的的实现，本视力保护系统将能够有效地保护用户的视力，提升用户的生活质量，对于促进社会健康发展具有积极的意义。

1.3 研究意义视力对于人类的生活和工作都至关重要，而随着现代社会中电子产品的普及和智能化程度的提高，人们长时间使用电子设备的情况也越来越普遍。

长时间使用电子设备会给人的视力健康带来一定的危害，例如眼睛疲劳、眼睛干涩等问题。

基于单片机的声光提示预防近视测光器的设
计
声光提示预防近视测光器是一种基于单片机技术的设备，旨在帮助用户预防近
视眼的发生和发展。

该设备的设计原理是通过测量用户眼睛的视力并提供相应的声光提示。

首先，
设备通过单片机内置的光敏电阻感知用户所处环境的亮度。

接下来，使用者将目前视力水平输入设备，单片机会根据用户的输入和环境亮度数据，判断是否存在近视的风险，并给出相应的声光提示。

提示方式可以是声音、振动或LED灯光闪烁等，以提醒用户注意保护视力。

在使用该测光器时，用户只需将设备对准眼睛，让其测量用户的视力。

设备会
自动进行视力检测，通过检测用户眼睛对不同视力程度的反应来判断其视力水平。

当设备检测到近视眼的迹象时，会及时发出声光提示，提醒用户采取相应的眼部保护措施，如远离电子屏幕、保持良好的用眼姿势等。

同时，该设备还可以记录用户的测光数据，以便用户跟踪和评估视力的变化。

声光提示预防近视测光器凭借其简单易用、准确可靠的特点，成为一种有效预
防近视眼的工具。

它不仅能够提醒用户保护视力，还能通过数据记录和分析，帮助用户了解自己的视力状况并采取相应的眼部保健措施。

这种基于单片机技术的测光器为用户提供了一种便捷的近视预防解决方案，有望在近视防治领域发挥重要作用。

基于单片机的视力保护器设计视力保护器（Eye protector）是一种通过给用户提供舒适的显示体验从而减轻眼睛疲劳的设备。

基于单片机的视力保护器设计主要包括屏幕亮度调节、颜色温度调节和眨眼提醒功能。

下面将分别介绍这些功能的设计。

首先是屏幕亮度调节功能。

长期盯着亮度过高的屏幕会对眼睛造成伤害，因此通过调节屏幕亮度来实现视力保护非常重要。

基于单片机的视力保护器可以通过检测环境光亮度来智能调节屏幕亮度。

单片机连接光敏电阻以感测环境光亮度，并将感测到的光亮度数据发送到屏幕控制电路。

屏幕控制电路根据接收到的光亮度数据来调整屏幕的亮度。

当环境光亮度较暗时，屏幕亮度减小；当环境光亮度较亮时，屏幕亮度增加。

这样用户在不同环境下使用设备时都能得到合适的亮度，减轻眼睛负担。

其次是颜色温度调节功能。

屏幕的颜色温度也会对眼睛造成影响。

为了减少蓝光对眼睛的刺激，基于单片机的视力保护器可以实现颜色温度的调节。

通过单片机控制屏幕控制电路改变屏幕的颜色温度，使屏幕显示出更暖色调的图像。

具体实现方式可以利用单片机内部的PWM（脉冲宽度调制）功能控制三基色的亮度比例，从而达到调节颜色温度的目的。

用户可以根据自己的需求调节屏幕的颜色温度，以获得最佳的视觉效果。

最后是眨眼提醒功能。

长时间用眼容易导致眼干症状，因此给用户提供眨眼提醒功能是十分必要的。

基于单片机的视力保护器可以通过检测用户眼睛的状态来提醒用户眨眼。

通过单片机连接红外传感器来检测用户的眼睛是否已经很长时间没有眨眼，当超过设定时间时，单片机发出提醒信号。

可以通过屏幕上的文字或声音进行提醒，提醒用户眨眼以保持眼睛湿润。

综上所述，基于单片机的视力保护器通过屏幕亮度调节、颜色温度调节和眨眼提醒等功能来减轻用户眼睛的疲劳。

这些功能的设计基于单片机的各种能力，并与设备的硬件电路紧密配合。

这种设计可以有效地保护视力，提高用户的使用体验。

同时，该方案还可以根据不同用户的需求进行个性化定制，进一步提升视力保护效果。

电子基础0 引言青少年近视成为社会的一个普遍现象。

因而，需要有一个视力保护装置，来提醒人们注意用眼习惯。

现如今市场上的视力保护仪产品功效比较单一，而且使用不方便。

本文利用单片机设计一款使用方便、具有多重选择功能的视力保护仪来保护学生视力。

1 总体方案设计该设计以单片机为中心,利用光敏电阻感应光线强度，经过A/D转换芯片将感应到的光强度值进行等级划化；利用超声波模块与单片机之间的中断；通过单片机自身所带的定时器对学习时间进行计时；通过显示屏显示各模块参数；2 系统各单元硬件设计■2.1 单片机选型单片机作为该设计的中心模块，其作用在于完成系统的主动报警和语音提示功能，解决超声波模块检测到的距离信息，将光敏电阻检测到的光线信号作以处理。

本系统选用性价比较高的STC89C52单片机作为整个设计系统的核心。

■2.2 光强度检测模块系统中采用光敏电阻对光信号进行采集，光线的强弱能直观的体现在光敏电阻的阻值变化上，间接反映在体现了光敏电阻两端电压值的变化上，而后经过单片机控制的A/D 模数转换芯片对光敏电阻两端的电压信号进行采集，将其转换后通过显示屏显示出光照强度大小。

ADC0832是可以同时进行读和写的A/D转换芯片，转换速度快且稳定性能强，可以适应一般的模拟量转换要求。

该系统采用光敏电阻串联一个色环电阻，其作用是为了限流电阻，防止光敏电阻的阻值变化时造成电压波动。

■2.3 超声波测距模块该装置需要测量人脸和桌面的距离以此来确定坐姿，当间隔低于设定值时就会发出语音提醒。

超声波因为方向性强，而且在空间中传播的距离比较远，因而选用超声波进行距离检测。

HC-SRO4超声波模块是一款非接触式距离检测模块,其性能稳定，可以检测2cm到450cm的间隔，测量精度非常高。

■2.4 语音提示模块语音提示模块具有语音播报提示功能：当视力保护器与人体距离小于设置距离时语音播报“距离近了，请坐直”，当光强度值小于设置光强度值时语音播报“光线暗了，调亮些”，当学习时间达到设定值时语音播报“时间到了，休息一会儿”。

基于单片机的视力保护系统设计概述视力问题已成为现代社会中广泛存在的健康问题之一。

为了帮助人们保护不至于过度使用眼睛，开发基于单片机的视力保护系统是非常必要的。

本文将探讨如何设计一套功能齐全、易于操作的系统，以帮助用户保护视力。

硬件设计选择合适的单片机首先要选择一款合适的单片机作为系统的核心控制器。

合适的单片机应具备足够的计算能力、低功耗、易于编程以及丰富的外设资源。

在选择单片机时，可以考虑采用具有良好生态系统支持和广泛用户社区的型号。

视力检测模块视力检测是该系统的核心功能之一。

可以使用 LCD 屏幕来显示不同的视力测试图像。

单片机通过控制 LCD 屏幕上的显示内容来模拟不同的视力测试，并根据用户输入的结果评估用户的视力水平。

采用简单易懂的视力检测方式，并为用户提供相应的反馈和建议。

闹钟定时提醒长时间盯着电子设备屏幕可能会导致眼睛疲劳。

为了提醒用户应适时休息眼睛，系统可以设置闹钟功能。

基于单片机的系统可以通过触发蜂鸣器来发出定时提醒的声音。

用户可以预先设置闹钟时间和提醒间隔，系统会在设定的时间触发闹钟。

环境亮度检测与调节不同环境下的亮度会对眼睛造成不同程度的影响。

因此，在保护眼睛方面，自动调节显示屏亮度是非常重要的功能。

通过使用单片机上的光敏传感器，系统可以检测当前环境中的光强度。

根据光强度的变化，系统会自动调节 LCD 屏幕的亮度以保持合适的显示效果。

人机交互界面为了使用户能够方便地操作系统，一个简洁直观的人机交互界面是必不可少的。

可以设计一个触摸屏或按钮来提供用户与系统的交互。

通过该界面，用户可以进行视力检测、设置闹钟时间、调节显示屏亮度等操作。

软件设计视力检测算法在视力保护系统中，视力检测算法是关键部分之一。

可以通过采用常用的视力检测图表来评估用户的视力水平，例如 Snellen 图表、E 字图表等。

单片机可以根据用户选择的图表类型和所看到的图表内容来评估用户的视力。

闹钟定时器算法为了实现闹钟功能，需要设计一个定时器算法来计时并触发闹钟提醒。

基于单片机的视力保护系统随着电子产品在我们生活中的普及和使用频率的增加，很多人都面临着由于长时间盯着电子屏幕导致的视力问题。

特别是在年轻人群体中，这一问题尤为突出。

为了解决这一问题，我们可以利用单片机技术制作一款视力保护系统，帮助人们更好地保护他们的视力。

一、系统概述基于单片机的视力保护系统是一种能够自动感知人眼疲劳程度并作出相应调整的系统。

它利用单片机技术和传感器技术，实现了对电子屏幕的亮度、色温等参数的实时调整，从而降低对眼睛的刺激，减少眼睛疲劳，保护视力。

二、系统组成1. 单片机主控模块：负责系统的运行和控制，接收传感器模块的数据，并作出相应的调整。

2. 传感器模块：包括光敏传感器和温湿度传感器，用于感知环境的光照强度和色温，以及人体的疲劳状态。

3. 显示屏模块：用于显示系统当前的状态和参数，也可以向用户显示一些提示信息。

4. 调光模块：根据传感器模块的数据和单片机的控制，实现对电子屏幕亮度和色温的调节。

四、系统优势1. 自动调节：系统能够根据环境和人体的状况自动调节电子屏幕的亮度和色温，无需用户干预。

2. 保护视力：通过降低电子屏幕的刺激，减少眼睛的疲劳，从而保护视力，减少视力问题的发生。

3. 灵活性：系统可以根据不同的环境和人体状况进行实时调整，具有一定的灵活性和智能性。

4. 用户友好：系统可以通过显示屏模块向用户展示当前状态和参数，让用户了解系统的工作情况，从而提高用户体验。

五、系统应用基于单片机的视力保护系统可以广泛应用于各种需要长时间盯着电子屏幕的场景，比如办公室、实验室、家庭等。

尤其适用于那些需要长时间进行电子屏幕相关工作的人群，比如程序员、设计师等。

通过使用这样的系统，可以帮助人们更好地保护他们的视力，减少视力问题的发生。

基于单片机的视力保护系统是一种能够有效保护人们视力的智能化设备。

随着电子产品的普及和使用频率的增加，这样的系统将有着广阔的应用前景。

希望通过这样的技术手段，我们可以更好地保护和呵护我们的视力，让我们能够更健康、更舒适地生活和工作。

现代电子技术Modern Electronics TechniqueDec. 2023Vol. 46 No. 242023年12月15日第46卷第24期0 引 言根据相关报道，全国青少年总体近视率为53.6%，其中小学生为36%，初中生为71.6%，高中生为81%。

由此可见，近视已成为当下青少年比较普遍的眼健康问题。

青少年长时间用眼，过近看书、看电视、玩电子产品，光线过强或过弱等不当用眼习惯，会导致视力下降。

青少年的视力保护已成为家长和社会普遍关心的问题。

学者们围绕着青少年视力防护展开了研究，文献[1‐3]设计的视力防护仪具有距离测量、光线检测、定时功能，可通过蜂鸣器发出报警声音。

但蜂鸣器发出的声音比较尖锐，在一定程度上会影响青少年的学习状态，而且家长无法在不打扰孩子学习的情况下通过远程及时了解相关信息。

文献[4]在上述文献设计的功能基础上，采用语音芯DOI ：10.16652/j.issn.1004‐373x.2023.24.009引用格式：祖一康，徐妙婧.基于单片机的多功能视力保护仪设计[J].现代电子技术，2023，46（24）：47‐53.基于单片机的多功能视力保护仪设计祖一康1， 徐妙婧2（1.黄冈师范学院 机电与智能制造学院， 湖北 黄冈 438000； 2.黄冈师范学院 物理与电信学院， 湖北 黄冈 438000）摘 要： 为了有效保护青少年视力，降低近视率，设计一种多功能视力保护仪。

该视力保护仪以STC89C52单片机为控制器，通过HC‐SR04超声波模块测量距离；采用光敏电阻检测光线，并通过ADC0832转换为数字量；利用单片机内部定时器实现学习时间定时功能；设计LCD1602显示电路实时显示距离、光线强弱以及学习时间；采用WT588D 语音模块实现语音提醒功能，当距离小于设定值、光线大于或小于上下限设定值时发出语音提醒；设计按键电路实现距离、光线和学习时间的设定；还可通过蓝牙通信将信息传输到手机APP ，便于家长远程监督。

基于单片机的视力保护系统视力保护是现代人非常重要的健康问题之一，特别是对于长时间进行电子设备使用的人群。

为此开发一款基于单片机的视力保护系统，可以有效降低长时间使用电子设备所产生的眼睛疲劳。

本文将介绍该系统的设计思路及实现方法。

首先，该系统具有以下基本功能：1. 自适应亮度调节：通过感光电阻实时监测外界光线强度，智能调节屏幕亮度，以适应不同的环境光线强度。

2. 定时提醒：根据用户设定的时间，定期提醒用户休息，放置长时间注视屏幕导致视力损伤。

3. 眨眼提醒：通过摄像头监测用户眼睛状态，当用户长时间不眨眼时，系统会发出声音提醒用户眨眼，保护眼睛健康。

4. 色温调节：智能调节屏幕的色温，使其更加符合人眼的视觉特征，减轻视力疲劳。

5. 界面友好：采用人性化的界面设计，方便用户操作，提高用户体验。

系统硬件设计主要包括单片机、感光电阻、摄像头、蜂鸣器、OLED显示屏等。

其中单片机作为系统的核心控制器，对各个模块进行控制与调度。

系统的软件设计主要包括5个模块：感光电阻模块、定时提醒模块、眨眼提醒模块、屏幕色温调节模块和界面交互模块。

感光电阻模块通过读取感光电阻的电压信号，并通过ADC转换将电压转换为数字值，实现对外界光线强度的实时监测。

定时提醒模块通过单片机内部定时器模块实现，当设定的时间到达时，系统自动发送提醒消息，保证用户长时间使用眼睛时定时休息。

屏幕色温调节模块通过单片机调用PWM信号控制LED的色素，调节屏幕色温的红、绿、蓝三原色的比例，实现屏幕暖色调和冷色调之间的切换。

界面交互模块通过OLED显示屏实现，将系统各个功能的状态进行实时显示，提供友好的界面交互。

本系统具有良好的实用性和普适性，可以广泛适用于长时间进行电子设备使用的人群，如程序员、学生、白领等。

通过该系统的使用，可以有效降低眼睛疲劳程度，勇于调整身心状态，保护眼睛健康，提高工作和学习效率。

综上所述，基于单片机的视力保护系统是一种有益的健康保障设备，该系统的设计能够有效保护用户的视力健康，提高工作效率和生活质量。

电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering电子技术Electronic Technology智能语音提示视力保护仪的设计李钢（广州柜龙包装设备有限公司 广东省广州市511442 ）摘 要：本文介绍了一种基于STC15f2k60s2单片机的智能语音视力保护仪。

设计的硬件电路有：主控模块控制电路；语音播放电路; 电源电路三个部分构成。

其中主控模块控制电路通过STC15f2k60s2单片机主控芯片检测读写者读写距离及环境亮度等进行语音播放提示， 主要负责用眼等方面的控制，包括灯亮度、坐姿纠正等功能。

并且该电路还有测光灵敏度可调等功能。

本设计的视力保护仪精确、稳定、可靠、实用性强。

关键词：STC15f2k60s2单片机；超声波；视力保护；语音模块随着现代社会电子产品的高速发展，在给人们的生活、学习、 工作带来方便的同时，也相应的带来了诸多负面作用，比如长时间的用眼，导致眼睛的疲劳，错误的用眼坐姿等，都对眼睛造成了 极大的伤害⑴。

同时手机、电脑、电视机、游戏机，也带来了一系列的影响，进而引发青少年的近视，导致近视眼的大量出现。

近视已经成为当今世界范围内发病率较高的眼病之一，如何保护视力已经引起了社会各界的广泛关注。

尤其对中小学生来说沉重的学业是导致青少年视力下降的重要因素之一，2018年8月我国发布首份《义务教育质量监测报告》（以下简称报告）。

报告指出学生视力不良问题突出，四年级、八年级学生视力不良检出率分别为36.5%和65.3%叫我国青少年近视率已经高居世界第一，学业和应试教育的压力让青少年长期处于近距离的学习状态，并养成了不良的用眼习惯，保护青少年视力已十分重要。

因此，本文设计了一款基于STC15f2k60s2单片机智能语音提示视力保护仪，主要采用超声波模块、光线强度检测模块、语音播放模块实现本系统的功能。

系统总体的设计方框图如图1所示。

基于单片机的视力保护系统随着现代科技的发展和社会生活的快节奏，人们的生活方式也发生着巨大变化。

特别是随着电子产品的普及和智能化，人们长时间盯着电子屏幕已经成为一种普遍现象。

然而长时间使用电子产品容易伤害眼睛，导致视力下降甚至眼部疾病。

我们迫切需要一种可行的方法来保护我们的视力。

在这种情况下，基于单片机的视力保护系统应运而生。

基于单片机的视力保护系统是一种用于监测眼部疲劳、提醒用户适当休息以及提供合理的眼部保护建议的系统。

本文将详细介绍基于单片机的视力保护系统的设计原理和功能，并探讨其在现代社会中的重要性和实际应用。

让我们来了解一下基于单片机的视力保护系统的设计原理。

这种系统利用单片机的数据采集和分析功能，通过摄像头或传感器实时监测用户的眼部活动和眼睛疲劳程度。

通过分析用户的视觉活动和眼部疲劳程度，系统可以根据个体差异，给出合理的保护建议和提醒提示。

系统还可以结合智能算法和大数据分析，为用户提供更加精准的视力保护方案。

整个系统的设计是基于人机交互，能够实时监测用户的眼部健康状况，保护用户的视力。

基于单片机的视力保护系统主要包括以下功能：1.实时监测眼部健康状况：系统通过摄像头或传感器实时监测用户的眼部活动和眼睛疲劳程度，获取眼部健康状况的数据。

2.智能分析和识别：系统利用单片机的数据分析功能，对眼部健康数据进行智能分析和识别，准确判断用户的眼睛疲劳程度和视力状况。

3.提醒和警示：根据用户的眼部健康状况和使用习惯，系统可以及时提醒用户适当休息，避免长时间用眼造成眼疲劳。

4.给出合理的眼部保护建议：系统根据用户的眼部健康状况和使用习惯，给出合理的眼部保护建议，帮助用户有效保护视力。

5.个性化定制：系统可以根据个人的眼部健康数据和使用习惯，为每个用户定制个性化的视力保护方案，提供更加有效的视力保护。

基于单片机的视力保护系统的重要性不言而喻。

在现代社会，人们长时间盯着电子屏幕的情况普遍存在，尤其是青少年和上班族群体。

基于单片机的视力保护系统随着科技的发展和生活方式的改变，人们在日常生活中长时间面对电子屏幕的情况越来越普遍。

长时间使用电子设备对视力造成了严重的威胁，因此视力保护成为了一个迫切的问题。

为了解决这一问题，基于单片机的视力保护系统应运而生。

本文将介绍该系统的设计思路、功能和工作原理，以及如何使用这一系统来保护视力。

一、设计思路基于单片机的视力保护系统主要是通过监测用户的使用电子设备的时间和频率，以及屏幕的亮度和对比度来保护视力。

系统利用单片机控制各种传感器和执行器，实时监测用户的眼睛疲劳程度和屏幕的亮度，当发现用户的眼睛疲劳程度达到一定程度或者屏幕亮度过高时，系统会自动调整屏幕的亮度和对比度，或者提醒用户休息一会儿。

二、功能和工作原理1. 眼睛疲劳监测功能系统通过使用红外传感器或者摄像头监测用户的眼睛疲劳程度。

当发现用户的眼睛疲劳程度达到一定程度时，系统会自动调整屏幕的亮度和对比度，以减轻眼睛的疲劳。

2. 屏幕亮度和对比度调节功能系统会根据用户的使用习惯和眼睛疲劳程度实时调整屏幕的亮度和对比度，以确保用户在长时间使用电子设备时眼睛不受到过度刺激。

3. 用眼提醒功能当用户连续使用电子设备时间过长时，系统会通过声音或者震动提醒用户该休息一会儿，以减轻眼睛的疲劳。

三、系统的实现基于单片机的视力保护系统主要由传感器和执行器、单片机、显示屏、控制面板和电源模块等组成。

传感器和执行器用于监测用户的眼睛疲劳程度和屏幕的亮度，单片机用于控制各种传感器和执行器的工作，显示屏用于显示用户的使用信息和系统的工作状态，控制面板用于用户与系统的交互，电源模块用于系统的电源供应。

四、系统的使用方法1. 开启系统用户按下系统的开关按钮，系统开始工作。

2. 用户信息输入3. 监测眼睛疲劳程度和屏幕亮度系统通过传感器监测用户的眼睛疲劳程度和屏幕的亮度，将监测到的信息传输给单片机。

5. 提醒用户休息。

基于单片机的视力保护系统
视力保护系统是一种基于单片机的辅助设备，旨在帮助用户保护视力，预防近视的发生。

该系统可以根据用户的使用习惯和需求，监测并控制电子产品的使用时间和亮度，提
醒用户进行眼睛保健活动，以减少对眼睛的伤害。

该系统采用单片机作为控制核心，通过传感器和显示器等外部设备与用户进行交互。

它可以通过检测电子产品的使用时间和亮度来监控用户的使用行为。

一旦用户使用时间超
过设定的阈值，系统会发出警报声，提醒用户进行休息。

系统还可以根据亮度的变化来自
动调节屏幕的亮度，以减少对眼睛的刺激。

为了使系统更加智能化，在设计中还可以加入眼球运动检测模块。

该模块可以通过红
外传感器和图像处理算法来检测用户的眼球运动，判断用户是否专注于电子产品的使用。

当系统检测到用户的眼球运动不稳定或长时间处于不适合视力的距离时，会及时发出提醒，帮助用户调整使用姿势和距离，保护视力。

还可以在系统中加入眼保健操的提醒功能。

通过定时器和显示器等配件，系统可以定
时提醒用户进行眼保健操，以缓解眼睛疲劳和肌肉紧张。

用户可以根据需要调整提醒的间
隔时间和眼保健操的种类，这样可以更好地满足不同用户的需求。

整个系统的设计应该注重简洁易用和实用性，尽量减少用户的操作步骤和复杂性。

也
可以通过与手机应用的连接，实现更多的功能，如数据统计和分析、儿童模式等。