基于单片机的视力保护及身姿矫正器设计

• 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。

本科学生毕业论文（设计）题目基于52单片机多功能视力保护器坐姿矫正仪设计姓名学号论文编号院 (系)专业指导教师职称（学历）完成时间摘要本文提出了一种基于单片机的多功能视力保护器，该设计主要对视力保护器的硬件和软件进行了研究。

在硬件设计中主要利用了89C52型单片机作为主控芯片，外围还设计了超声波报警电路、光线强度报警电路和定时报警电路；在软件设计中利用C语言编程实现该多功能视力保护器。

该设计实现了当距离近、光线弱和时间较长时均报警提示的功能。

关键词：单片机；超声波；视力保护AbstractThis paper presents a multi-functional eye protection based on microcontroller, which is designed primarily for vision protection hardware and software were studied. In the hardware design of the main advantage of the 89C52 microcontroller as the master chip peripherals designed ultrasonic alarm circuit, light intensity and timing alarm circuits alarm circuit; the use of C language programming This versatile eye protection in software design. The design achieved her from the past, all alarm functions longer weak light and time.Keywords:MCU; ultrasonic; vision protection目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................ I I 0 前言 . (1)0.1选题背景 (1)1总体方案设计 (1)1.1主要器件的选择 (1)1.1.1 单片机的选择 (1)1.1.2显示器件的选择 (2)1.1.3 光照强度检测模块选择 (2)1.1.4报警提示模块选择 (2)1.1.5电源稳压电路设计的选择 (3)1.1.6坐姿检测模块的选择 (3)1.2系统整体设计概述 (3)1.3超声波的工作原理 (4)1.4定时报警电路 (4)2 硬件实现及单元电路设计 (5)2.1主控制电路模块 (5)2.2 电源电路设计 ......................................................................... 错误!未定义书签。

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。

中文摘要目前，青少年视力低下已成为国外共同关心的问题。

资料显示，我国小学生视力低下率为26.96%，初中生53.43%，高中生72.8%，大学生77.95%。

特别是调查显示50%以上的学生与家长缺乏视力保健最基本的科普知识，不懂得不提前预防和与时治疗近视的危害性，因而有41.6%视力低下的学生并未采取任何矫正措施，又缺专业机构的治疗。

基于以上原因，本论文提出了智能红外视力保护仪的设计思路。

智能红外视力保护仪主要包含测距、感光和定时三大功能。

其中测距和感光模块由相应功能的传感器构成，能实现对使用者距离与周围光线强弱的检测和报警功能。

处理模块由STC89C51单片机运行程序构成，能实现对学习时间进行定时并通过报警来提示时间已到的功能。

总体上讲，本设计的这三个功能能同时生效，并通过报警灯闪烁和蜂鸣器报警的方式提醒使用者注意用眼卫生。

本文通过实践证明该视力保护器可行且可靠性很好，使用方便。

本文期望通过该电子硬件的制作和理论的研究，能为后期进一步设计多功能视力保护器并采取合理措施提高视力保护的有效性提供可靠和有效的数据源和信息依据。

关键词：传感器，测距，红外，视力保护ABSTRACTAt present,adolescent eyesight has become the domestic andinternational issues of common concern.Data show that China's primary vision,low rate of 26.96%,53.43%junior high schoolstudents,72.8%senior high school students,college students77.95%.Especially the survey shows that50% more of the students and parents lack of vision care the most basic scienceknowledge,harmfulness does not know ahead of time is not timely prevention andtreatment of myopia,thus there are 41.6%low vision students did not take any corrective measures,treatment and lack of professional organizations. Based on the above reasons,this paper puts forward intelligentinfrared vision protection design instrument.Intelligent infraredeyesight protecting instrument mainly includes the location,sensitiveand timingof three functions.The location and the photosensitivesensor module iscomposed of the corresponding functions,can realize the detection ofthe user distance and ambient light intensityand alarm function.The processing module is composed ofSTC89C51 microcontroller running the program,can realize time and through the alarm to prompt the time has come for the function oflearning time.Generally speaking,thethree function of this designcan in effect at the same time,and through the alarm lights andbuzzer alarm way to remind users to pay attention to eye health.In this paper,through the practice proved the vision protector is feasible and has good reliability,easy to use.In this paper,through the study of the electronic hardware production and theoretical,for the latter part of the further design of multi-function vision protectionand provide the reliable and effective source of data and informationon the basis of improving the effectiveness of vision protection and reasonable measures taken.Keywords:Sensor, ranging, infrared, eyesight protection目录第一章绪论41.1课题的选题背景41.2 国外发展现状51.3 本论文主要研究容61.3.1主要容61.3.2 基本要求6第二章智能视力保护器总系统设计7 2.1 系统总框图72.2 单片机的选择72.3 传感器的选择82.4 编程语言的选择8第三章系统硬件电路的设计93.1系统硬件总电路构成93.2单片机系统93.2.1单片机引脚介绍103.2.2单片机最小系统123.3显示系统133.3.1 LED提示电路133.3.2数码管显示143.4蜂鸣器报警电路143.5按键电路153.6光敏模块电路163.7测距电路17第四章系统软件程序的设计184.1 Keil C51软件平台184.2 程序的模块化划分19第五章结论与展望21参考文献22附录 A22附录 B24致28第一章绪论1.1课题的选题背景当前由于环境变化、电视、网络的高速发展等诸多因素，使得青少年长时间不卫生、超负荷用眼，造成了青少年近视疾病的大量发生。

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。

毕业设计课题: 基于单片机的视力保护及身姿乔正器设计学生姓名：学号：专业：电子信息工程班级：电子G31202院（系）：机械与电子信息工程学院指导教师：职称：中级工程师二○年月日Abstract (5)基于单片机的视力保护及身姿乔正器设计 (6)第一章、产品开发背景 (6)1.1引言 (6)1.2研究背景与意义 (6)第二章、产品的功能 (7)2.2、具体设计 (7)第三章、硬件设计 (8)3.1、主电路的组成 (8)3.2、单片机最小系统电路 (8)3.3、超声波检测电路 (8)3.4、光线检测电路 (9)3.5、显示电路 (10)3.6、报警电路 (10)3.7、其他辅助电路 (11)第四章、软件设计 (12)4.1、程序框图 (12)第五章、产品的制作、组装、调试 (13)5.1、元器件的购买 (13)5.2、产品制作步骤 (13)5.3、电路的调试 (13)5.4、程序的烧录 (13)第六章、结论 (14)参考文献 (17)附录 (13)毕业设计真实性承诺及指导教师声明学生毕业设计真实性承诺本人郑重声明：所提交的毕业设计是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。

除文中已经注明引用的内容外，本设计不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

如被发现设计中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担相应的法律责任和一切后果。

学生（签名）：日期：指导教师关于学生毕业设计真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生毕业设计所涉及的内容进行严格审核，确定其成果均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。

指导教师（签名）：日期：注：此声明由指导教师和学生本人亲笔签名。

基于单片机的坐姿矫正智能台灯的设计与实现摘要：本设计以单片机作为带矫正坐姿的多功能智能台灯的控制器，是一款具有护目、触控、低功耗、低辐射LED台灯的功能扩展到对坐姿提醒、桌面空气进化功能，利于环保，操作简单，预防脊椎变形和眼睛近视的智能台灯，是增加感光检测模块及触摸检测模块设计出的一款提醒使用者及时矫正对错误坐姿进行矫正，为台灯用户提供更加舒适的智能化体验。

本文通过智能台灯与控制器结合的设计，实现了快速养成良好的坐姿习惯和保护视力的可矫正坐姿和保护视力的智能台灯。

关键词：单片机；智能台灯；坐姿矫正；台灯；1.前言在日常生活中，台灯是学习和伏案工作中经常用到的小家电，但是错误的坐姿容易导致疲劳，还会使视力下降，更严重的话还会导致孩子的脊椎变形，是家长非常担心的问题。

市场上有很多种台灯，LED台灯是最常用的。

LED使用固态半导体元件将电能转换为光能。

由于其节能，LED灯已广泛应用于日常学习和生活中，给我们带来了极大的便利。

常见的LED台灯，控制装置很简单，一般有"开/关”、"手动调节亮度等基本功能，智能台灯和传统灯具虽都可用来照明，但智能台灯基于智能化，它能根人们的需要自动调节，通过特定的应用程序，还可不断扩功能。

通过研究分析发现，目前市面上已经有一些智能矫姿产品，主要以通过传感器来识别的硬件设备居多，也有少量以矫正坐姿为主要功能的软件产品，但是这些产品普遍识别的智能化不够高，远不能满足用户人群不断拓展的需求。

本文研究了一种基于单片机的坐姿矫正智能台灯，通过蜂鸣器和直线电机自动调节LED贴片的亮度，提醒人们正确的坐姿，利用感光检测模块及触摸检测模块的自动开关LED贴片，并可视化地显示在发光二极管显示屏上。

2.基于单片机的坐姿矫正智能台灯的关键技术本坐姿矫正智能台灯包括：底座1；灯罩3；低功耗LED模块4；单片机调节控制模块5；电源模块6；光强感应模块7和运放电路模块8。

其中，低功耗LED模块4，从数模转换模块输出的小电流经过运放电路模块8放大后最终输出端能达到4～5V电压，但其输出功率比较小，不足以驱动点亮台灯中的低功率led灯，所以通过运用5个8050三极管的控制放大作用来点亮5个led灯，将运放电路模块8输出端各接上各个8050三极管的基极和发射极，而把低功耗LED模块4接在各个相对应三极管的集电极和发射极间，组成8050三极管的共射放大电路，从而保证了足够大的功率来驱动点亮各个低功耗LED模块4，这样的好处是避免了运用LED灯驱动芯片的复杂过程，使电路简单化，减小了低功耗LED模块4驱动过程的电能损耗，而且我们的低功耗LED模块4加起来的功率还不到5W，并且不像市面上的台灯会有频闪，采用LED，就是为了节能还有不令其发生频闪，起到护眼和保护视力的作用。

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。

基于单片机的视力保护系统1. 引言1.1 背景介绍视力保护系统是一种利用单片机技术开发的智能系统，旨在帮助人们有效预防和改善视力问题。

随着现代社会信息化程度的不断提高，人们长时间盯着电子屏幕、缺乏户外活动等不良习惯已经成为导致视力下降的主要原因之一。

白领、学生等群体中不少人出现了不同程度的眼睛疲劳、近视等问题，为了提高人们对眼睛健康的重视，视力保护系统的研究与发展变得尤为迫切。

在传统的视力保护方法中，人们多采用眼睛休息、规律作息等被动性保护措施。

这些方法仍难以满足现代人对视力保护的需求。

基于单片机的视力保护系统应运而生。

通过对人眼进行实时监测、定时提醒、智能调节等功能，视力保护系统能够个性化地为使用者提供视力保护方案，帮助其减少视力疲劳、预防近视等问题，从而提高人们的生活质量和工作效率。

视力保护系统的研究和应用，对于促进人们的健康生活方式、提高生产力水平具有积极的意义和价值。

1.2 问题阐述在现代社会，由于人们长时间使用电子设备，如手机、电脑等，导致了越来越多的人出现视力下降的问题。

据统计，超过50%的青少年近视率超过500度，而且幼儿园小朋友也开始出现近视的情况。

这个问题不仅仅影响了个人的生活质量，还给社会带来了一定的负担。

如何科学有效地保护视力成为了当今社会亟待解决的问题。

当前市面上存在许多种视力保护产品，如防蓝光眼镜、定时眨眼提醒器等。

这些产品存在一些不足之处，比如效果不够显著、使用繁琐等。

基于此，我们需要设计一款智能、便捷、高效的视力保护系统，以解决当前视力保护产品的不足之处，为人们提供更好的视力保护服务。

本文旨在介绍一款基于单片机的视力保护系统的设计与实现。

通过研究视力保护系统的原理、硬件设计、软件设计、功能实现和系统测试等方面，探讨如何利用现代科技手段有效保护人们的视力，为解决当今社会视力下降的问题做出贡献。

【问题阐述完】1.3 研究意义视力保护系统的出现为人们的生活和工作带来了极大的便利和保障。

济南大学泉城学院毕业设计题目基于单片机的视力保护器设计学院工学院专业电气工程及其自动化班级1302班学生张越学号**********指导教师张兴达魏志轩二〇一七年五月十六日摘要最近几年来，青少年近视出现低龄化趋向。

青少年视力下降主要受以下几个因素的影响：眼睛距书本过近、长时间用眼、过度使用视屏终端、学习时光线太强或太弱等。

其中光线强弱不适和长时间用眼又是造成青少年视力损伤的重中之重。

本文以STC89C52单片机为中心，围绕其进行硬件电路设计和软件程序设计。

硬件电路有：报警提示电路、超声波测距电路、光线检测电路、定时电路和显示电路。

软件程序的编写以C语言为主以及利用单片机内部自带的定时器实现具体的功能。

本文给出了系统主要的硬件电路、软件程序流程图、程序设计及部分子程序的流程图、程序设计，并制作了仿真实物，能够达到预期效果。

本文提出了尚需解决的问题，并给出了解决方法，介绍了视力保护器的应用和市场前景，为进一步开发应用提供了技术支持。

关键词：单片机；传感器；视力保护ABSTRACTIn recent years, juvenile myopia younger age trend. Juvenile visual decline mainly by the following factors: the eyes from the book too close, long time with the eye, excessive use of the screen terminal, with the eyes when the light is too strong or too weak. Which light intensity and discomfort and long time with the eye is caused by the importance of adolescents with visual impairment.In this paper, STC89C52 microcontroller as the center, around its hardware circuit design and software program design. Hardware circuits are: sound and light alarm circuit, ultrasonic distance measurement circuit, light induction circuit, timing circuit and display circuit. The preparation of software programs to C Programming Language and the use of single-chip internal built-in timer to achieve specific functions. This paper gives the main hardware circuit, software program flow chart, program design and some subroutine flow chart, program design, and produced a simulation of the kind, to achieve the desired results. In this paper, the problems that need to be solved are put forward, and the solutions are given. The application and market prospect of vision protection are introduced, which provides technical support for further development and application.Key words：microcontroller technology；sensor；protection of eyesights目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (1)1.1 选题背景与意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1 国内研究现状 (1)1.2.2 国外研究现状 (2)1.3 设计要求 (2)2 系统方案选择 (3)2.1 系统总体设计 (3)2.2 系统硬件方案设计 (3)2.3 系统软件方案设计 (5)3 系统硬件设计 (7)3.1 主控制模块 (7)3.1.1 晶振电路 (7)3.1.2 复位电路 (8)3.2 超声波检测电路 (9)3.2.1 超声波发射电路 (9)3.2.2 超声波接收电路 (10)3.3 光线检测电路 (10)3.4 显示电路 (11)3.5 声光报警提示电路 (12)3.6 按键电路 (13)3.7 定时电路 (13)4 系统软件设计 (15)4.1 Keil μVision4软件平台 (15)4.2 主程序设计 (15)4.3 子程序设计 (16)4.3.1 光照检测子程序 (16)4.3.2 超声波测距子程序 (17)4.3.3 定时子程序 (18)4.3.4 中断子程序 (20)5 系统仿真与调试 (23)5.1 系统仿真 (23)5.2 PCB设计 (23)5.3 系统电路实现 (25)5.4 系统调试 (25)6 结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录A 电气原理图 (32)附录B 电路PCB图 (33)附录C 实物图 (34)附录D 元件清单 (35)附录E 系统源程序 (36)1前言1.1选题背景与意义当今社会，青少年近视呈现“低龄化”趋势，这种趋向和平时的学习环境、沉重的作业任务以及学生自律性差，家长监督不及时等方面有很大的关系。

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。

单片机技术在超声波视力防护器中的应用设计摘要近年来，为了避免让孩子在学业起跑线上处于劣势，许多家长已对孩子施加了较大的学业压力。

孩子们普遍面临用眼时间过长、书籍与眼睛距离过近、以及阅读环境光线不佳的问题，这些因素共同导致了近视眼问题的日益普及。

特别是长时间用眼与不适宜的阅读光线，是引发近视眼的主要因素。

本文介绍了一款基于单片机的超声波视力保护器，详细探讨了其硬件电路和软件设计，实现了光线、定时和传感器报警功能。

在单片机技术日益受到关注的背景下，本设计依托STC89C52电路，运用C语言编程，成功地实现了所设定的功能。

文章还对该系统未来的发展做了展望，并为尚存的问题提供了合理的解决方案。

关键词：单片机，传感器，视力保护器第1章绪论1.1选题背景与意义21世纪是儿童学业压力最大的时期。

随着国家发展越来越强大，需要越来越多的人才，需要更多的人开发未知领域，父母的共同理念是孩子不应该在起跑线上输。

要从小培养孩子，密切关注孩子的学习，打着为了孩子好的旗号，报名参加无数的课外班，孩子不断学习，眼睛不停歇，近视的可能性普遍增加，镜片也随着书本变厚了。

根据中国眼科网络最新的近视调查，我国现有青少年十个人当中有五个以上就是近视眼，不仅是小学生，中学生占比更是达到了55%，大学生当中十个人约有7个是近视眼，占比达到了77%，中国目前近视眼患者约有3亿人，其中包括有大约2个亿的年轻人。

虽然近视是遗传性的，但大多数近视是后天造成的，包括：阅读时光线强度不适、坐姿不正确和过度使用眼睛。

面对现在因学习任务带来的巨大压力，更加需要一个可以保护视力的仪器来保护儿童的眼睛。

目前，国内外公共卫生组织共同关注的话题无疑就是近视眼的问题，根据近年来的调查，一半以上的家长缺乏对视力保护的基本认识。

不知道“近视和失明只是一种倒退”的风险。

随着医疗技术的进步，大多数人通过眼科手术摘下眼镜，然而，大多数学生和家长只看到手术的好处，却看不到手术的坏处。