基于单片机的简易视力保护器的研究设计

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。

word 文档 下载后可自由复制编辑班代学密题（中、英文）作者姓指导教师姓学科门 业 名 称word文档下载后可自由复制编辑基于单片机的多功能视力保护器摘要:本文主要探讨如何将视力保护器多功能化，利用单片机内部的定时和计数功能，以及单片机的c语言编程，同时利用光敏电阻感知光的强度实现光强度的报警系统。

在距离方面，采用超声波技术来实现距离的报警系统。

本文主要对单片机的发展和作用多个方面做了详细的分析，并且对保护视力的方法和仪器做了研究，探讨了怎么满足广大保护视力使用者的需求。

从多方面分析视力保护器的前景和推广价值。

关键词：传感器报警光线强度报警定时器汇编语言Microcontroller-based multi-functional eye protection Abstract：This article discusses how the multi-functional eye protection, the use of single-chip internal timing and counting functions, as well as microcontroller c language programming, while taking advantage of perceived light intensity photoresistor light intensity to achieve the alarm system. In the distance, the use of ultrasound technology to achieve from the alarm system. This paper focuses on various aspects of the development and the role of SCM done a detailed analysis, and to protect the eyesight of methods and instruments to do the research, discusses how to meet the needs of the majority of users to protect their eyesight. Eye protection and promotion of the value of prospects from various perspectives.Keywords: sensor alarm, light intensity alarm, timer, assembly language.word文档下载后可自由复制编辑目录摘要 (I)Abstract (I)1绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2视力保护器的现状 (1)1.3本文研究的内容 (2)2.硬件系统的设计 (3)2.1 89C52单片机的介绍 (3)2.2超声波测距报警电路 (4)2.3 89c52单片机的中断系统 (7)2.4 光线报警电路 (7)2.4.1 光敏电阻控制电路 (8)2.5 定时报警电路 (9)2.5.1 单片机控制电路 (10)2.5.2 蜂鸣器报警发声电路 (11)2.6 液晶显示模块LCD1602 (11)3 开发系统软件设计 (12)3.1 系统软件设计 (12)3.2 主要程序介绍 (17)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)1绪论现代中学生的视力状况越来越不容乐观，许多学生从很小就带上了眼镜。

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。

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。

电子基础0 引言智能家居的目标是为人类提供一个安全、舒适、高效和方便的生活环境。

随着社会科技水平的不断发展，智能家居产业在互联网影响下呈现物联化的发展趋势，日益受到研发人员的关注。

其中，绿色环保照明研究成为照明设施研发的重要方向。

现有的台灯虽能满足基本的照明要求，但无法根据周围环境科学地调整适合学习和工作的光照强度，随着人们用眼量的不断增加，越来越多的人饱受视力下降的困扰[1]，因此研制一种自动化程度高、能实现自动调光、保护视力的智能台灯显得尤为必要。

发光二极管（leD）是距今为止电光转换效率最高的发光材料，采用leD作为光源的照明设备已广泛应用于各行各业，正逐步替代传统光源照明设备。

它具有高效节能、发热量低、体积微小、经久耐用、响应快速和低压安全等优点[2]。

本文采用柔光leD作为光源器件，设计一款集自动调节光强、声控启动、红外测距、测温和屏显等功能为一体的视力保护智能leD台灯，以满足用户的日常照明需求。

arduino是一款基于avR单片机的硬件电路和软件开发环境共同开源的控制系统，它可提供交互式编程学习媒介，是为嵌入式开发学习而研发的一种控制终端[3]。

arduino平台由硬件（微处理器系统、arduino电路板等）和软件（编程语言arduino iDe）两部分组成，arduino 编程软件与 java、C语言等程序开发环境类似，可使用 arduino 语言与多种软件进行跨平台互动和融合，并可以在windows、linux等操作系统上运行，具有良好的兼容性。

1 台灯系统总体介绍台灯基于arduino开源电子原型平台，利用子系统模块设计开发了自动调光、声控启动、红外测距、测温和屏显等功能模块，框架如图1所示。

其中包括七个模块：（1）柔光leD照明模块；（2）光强采集模块，光敏电阻传感器采集光强信息，转换为模拟电信号输出；（3）台灯光照强度的手动调光则由电位器完成，调节旋钮即可改变光强；（4）声控传感模块，黑暗环境下通过声音强度来开启台灯电源；（5）手动和自动模式切换，由电容型的触摸传感器实现，触摸一次台灯则工作模式自动切换；（6）红外测距模块，能自主发射和接收特征频率的红外线并检测距离，并附带提示音功能；（7）周围环境温度信号采集由lM35温度传感器完成，直接输出对应的电平模拟压值，程序处理后在lCD1602液晶显示屏上显示。

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。

摘要近年来，我国青少年近视率大大增加。

对此本文提出了一种以单片机为核心的视力保护及坐姿矫正器设计。

本文利用大学三年课堂中所学习的的一些理论知识和实训课中所学到的实践能力，以STC89C52单片机为核心元器件，围绕它进行硬件电路设计和软件程序设计。

其中硬件电路有：整体电路的核心单片机最小系统电路、用来检测书写距离的红外线检测电路、用来检测学习时光线强弱的光线检测电路、用来作为显示设备的LCD1602液晶显示电路、以及用来作为提醒报警的蜂鸣器LED提醒电路。

软件程序方面，本设计主要利用单片机C语言作为软件语言，其中比较主要的有红外线模块驱动程序、定时报警程序、单片机驱动程序等。

本设计以单片机原理与接口技术、C语言程序设计、数字电子技术、模拟电子技术等课堂里的知识传感器等知识为主要理论依据，具体就多功能视力保护器的理论与硬件设计进行了研究。

关键词：单片机原理与接口技术；传感器技术；C语言程序设计；目录第一章设计背景1.1引言1.2研究背景与意义第二章产品的功能2.1、预计功能2.2、具体设计思路第三章硬件设计3.1、主电路的组成3.2、单片机最小系统电路3.3、红外线检测电路3.4、光线检测电路3.5、报警电路3.6、其他辅助电路第四章软件设计4.1、程序框图第五章心得体会第六章结论第一章设计背景1.1引言青少年时期是身体发育的重要阶段，由于青少年在看书、写字时不能持久保持正确姿势，容易造成近视、驼背等疾病，严重危害青少年的正常发育。

目前很多学生由于不注意自己的坐立姿势，小小年纪就给人一种精神不振的感觉，时间长了对其自身的骨骼成长也有很大影响。

据调查，现在的青少年有60% 80%都有不同程度的近视、驼背、偏肩等情况，对未来的学习、工作、生活造成很大影响。

另外，成年人也需要保持正确的坐姿，以防脊椎患病。

1.2研究背景与意义通过对现有产品的调查，市场上的视力坐姿矫正器主要机械平衡式坐姿矫正器，列如电子平衡式防瞌睡报警器、背背佳、利资坐姿乔正器、支架式坐姿矫正器等等。

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。

基于单片机的超声测距视力保护仪作者：张晓杰来源：《农家科技下旬刊》2015年第06期摘要：超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，传播距离较远等优点。

本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性，以及STC公司的STC89C52的单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距的原理的基础上，给出了以STC89C52单片机为核心的低成本、高精度、液晶显示超声波测距系统的硬件电路和软件设计方法。

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：单片机；液晶显示；报警；测距一、绪论1.研究的背景。

单片机技术的迅速兴起与蓬勃发展，其稳定、安全、高效、经济等优点十分突出，所以其应用也十分广泛。

随着社会的发展和进步，超声波测距系统日益重要，应用范围迅速扩大，由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境具有一定的适应能力，因此用途极度广泛。

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。

视力下降不仅影响青少年的日常生活和学习，对青少年的身心健康造成极大的影响，同时给青少年的成长与发育造成极大的障碍。

因此亟须开发一种智能视力保护器。

2.应解决的关键问题。

（1）对主要硬件电路设计、制作实物时拟解决的关键问题是：温度等外界干扰对测距精度的影响。

（2）超声波测距采用软件编程实现，通过仿真验证其正确性。

二、电路方案论证1.超声波测距。

超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射电到障碍物的实际距离，可见这与雷达测距原理相似。

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。

2.电路总体方案。

图2.1是电路总体框图，包括51单片机最小系统，HC-SR04超声波测距模块，1602 LCD显示电路，蜂鸣器，按键电路，5V电路。

编号：毕业设计说明书题目眼睛视力保护器的设计院（系）：电子工程与自动化学院专业：光信息科学与技术学生姓名：学号：指导教师：职称：题目类型：理论研究实验研究√工程设计工程技术研究软件开发2013年5 月13 日摘要视力保护已成为当前社会的关注热点问题之一，尤其是青少年的视力保护。

目前，青少年视力低下，已成为国内外共同关心的公共卫生问题。

资料显示，我国小学生视力低下率为%，初中生%，高中生%，大学生%。

特别是调查显示50%以上的学生及家长缺乏视力保健最基本的科普知识，不懂得“近视与盲只差一步”的危害性，因而有%视力低下的学生并未采取任何矫正措施，并且缺乏专业机构的治疗。

因此设计一个视力保护器用来保护视力是由为重要的。

本文是基于超声波的眼睛视力保护器的设计，讨论了眼睛视力保护器的硬件设计与软件控制。

本设计采用以STC852单片机为核心的低成本，高精度，微型化眼睛视力保护器的硬件电路。

并通过软件控制实现所需功能。

硬件设计包含：超声波发射接收电路，距离报警电路，距离显示电路，光强检测电路，光强报警电路与定时报警电路。

本文祥细介绍各部件、电路的工作原理以及关于测距显示，距离报警，光强转换，光强报警，定时报警的等模块的程序设计。

经实验证明，本系统硬件设计合理、操作简单、抗干扰能力强、实时性好，可以有效地起到视力保护的作用。

关键词：视力保护器，距离报警，光强检测，定时，程序设计AbstractEye protection has become one of the hot issues of social concern, especially young people's eyesight protection. At present, young people with low vision has become a public health problem of common concern at home and abroad. The data show that China's low vision students was %, junior high school students %, % of high school students, college students %. Survey shows that more than 50% of the students and their parents lack the most basic scientific knowledge of eye care, do not know the dangers of "short-sighted and blind only one step", thus % of students with low vision has not taken any corrective measures, and lack of professional organizations therapy. Design a vision protector to protect eyesight by important.This article is based on the design of ultrasonic eye sight protection, eye sight protection hardware design and software control. The design uses a the STC852 microcontroller as the core, low-cost, high-precision, miniaturization eye sight protection hardware circuit. And is controlled by software to achieve the desired function. The hardware design includes: ultrasonic transmitting and receiving circuit from the alarm circuit from the circuit, the light intensity detection circuit, the light intensity alarm circuit and timing alarm circuit. This article xiangxi describes the programming of the various components, the circuit works ranging from the alarm, the light intensity conversion intensity alarm, timer alarm module.The experiment proved that the system hardware design is reasonable, simple operation, strong anti-jamming capability, real-time, can effectively play the role of vision protection.Key words: Eye protection from the alarm light detection, timing, program design目录1 绪论 (1)课题设计的目的及意义 (1)眼睛视力保护器设计思路 (1)课题的设计任务与章节安排 (1)2 原理与方案设计 (2)超声波测距原理 (2)光强检测原理 (3)系统方案 (3)3 硬件电路设计 (3)单片机系统设计 (3) (3)单片机的引脚功能 (4) (6)超声波发射接收电路设计 (8) (8) (12)四位数码管显示电路 (14)报警电路设计 (15)光强检测电路设计 (16) (16)AD0809芯片的结构与功能 (17)74LS74芯片功能及其分频电路 (18) (19)4 系统软件设计 (20) (20)中断处理程序 (20)计算及数码管显示子程序 (20)AD转换与光强报警子程序 (22)距离报警与定时报警程序 (23)5 硬件组装及调试 (23)6 总结与展望 (25)谢辞 (26)参考文献 (27)附录 (31)1 绪论课题设计的目的及意义根据网上调查，，我国有3亿人患近视，占全世界近视眼总数的30%左右。

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。

基于单片机的多功能视力保护器设计作者：赵晖来源：《电子技术与软件工程》2018年第22期摘要眼睛是人心灵的窗户，现在信息网络技术的发展，手机成了人们的必备之物，青少年不良的习惯导致现在视力问题严重。

越来越多的视力保护产品得到了研发，其中基于单片机的新型视力保护装置，为视力保护产生了积极的作用。

本文分析一种基于单片机的多功能视力保护器的设计。

【关键词】单片机多功能视力保护器设计青少年的视力保护一直都是学校、老师、社会所关注的问题，而且视力问题严重，特别是近视的现象严重，很多学生在小学就开始戴起了眼镜。

如今越来越多的公司都在研发保护视力的相关产品，也有一部分产品进入了人们的生活，比如电脑护眼仪，眼保姆，以及护眼灯和坐姿矫正器等产品。

但是功能单一，并不能满足需求，所以提出了单片机的多功能视力保护器。

1 什么是单片机多功能视力保护器？单片机，单片微型计算机，是一种嵌入式微控制器，由运算器，控制器，存储器，输入输出设备等构成，相当于一个微型的计算机。

多功能的视力保护器，这是一种新型的基于单片机的实力保护装置，功能全，装置受到广大欢迎，对于装置的底座，在底部设有缓冲垫，而且底座上固定有外支撑柱，在外支撑柱的内壁上滑动连接有内支撑柱，同时都是属于中空结构，在柱内设有伸缩点机。

这样的装置无论是从外形还是保护的性能都满足了需求，它的外形比较小巧，方便携带，同时实现不同的保护，可以根据自身的实际情况调制到合适的保护，而且这种多功能的保护器，设有红外发射装置、红外接收装置、计时装置和单片机配合测量精准且反应迅速，它的实用性强，比起原有的一些视力保护产品更加设计人性化，功能更加全面，满足不同状态下的使用，可通过按键和显示屏的提示自主设置防近视距离。

2 多功能视力保护器的设计根据上述内容的分析，可见基于单片机的视力保护器有着避免长期读书写作而发生的近视、驼背、斜视以及颈椎等疾病的发生，采用科学手段来防范和避免因不良习惯带来的身体伤害，特别是眼睛的保护。

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。

基于单片机的视力保护器设计-开题报告初稿山东理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机的视力保护器设计姓名： ***** 学号： **************年级： 2012级专业：电子信息工程指导教师：姓名 ***** 职称讲师学科: 电力电子与电力传动山东理工大学教务处制2016年3月2日一、选题依据（拟开展研究项目的研究目的、意义）21世纪是广大中小学生学习压力最大的时期。

学生近视在我国已成为一个日益严重的社会问题。

国家有关部门对许多职业均有明确的视力要求，而一旦近视，花再多的钱医治也不可能恢复原有的视力。

专家认为造成学生近视的最主要原因是读写姿势不正确。

国家教委规定：学生在读写时，应在一定亮度下，眼睛离读物一尺。

学习压力如此之大，学习时间如此之多，那么，有一个保护视力的装置便显得越来越重要。

目前，青少年视力低下，已成为国内外共同关心的公共卫生问题。

资料显示，我国小学生视力低下率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%以上的近视学生及家长缺乏视力保健最基本的科普知识，不懂得“近视与盲只差一步”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。

对此我们进行了多功能视力保护器的研究设计。

这个时代在给了我们太多好处的同时，也给了我们太多的悲哀，比如：如果顺其自然90％的孩子将来注定要和眼镜做一辈子“伴侣”。

近视，作为一种现代通病，几乎没有办法根治它，目前的激光切除手术其实是伤害了人体的自然完整，戕害着身心的健全。

于是，百年来人们沿用着“玻璃凹凸”的笨办法维系着人们对外界求索的目光。

既然治疗近视这么困难，人们为什么不听听2000年前中国中医经典的劝谏呢？“是故圣人不治已病治未病”，防患于未然正和现在的“预防医学”不谋而合。

研究表明，造成近视99％的原因，源自于孩子们平时读书、写字时坐姿不标准，导致眼睛距离书本太近。

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。

基于单片机的视力保护系统随着科技的不断发展，人们的生活方式也越来越多样化，大部分时间都是处于对着电子设备屏幕的状态。

这种生活习惯可能会对我们的视力造成一定的损害，视力保护变得愈发重要。

基于单片机的视力保护系统应运而生，它能够帮助用户合理使用电子设备，减少对眼睛的伤害，对于保护视力有着积极的作用。

一、视力保护系统的原理基于单片机的视力保护系统主要是通过监测用户使用电子设备的时间和距离，然后根据一定的算法来进行分析和提醒，以达到保护视力的目的。

系统的原理可以分为以下几个步骤：1. 传感器检测：系统通过配备的传感器来监测用户使用电子设备的时间和距离。

传感器能够精确地获取用户的操作信息，包括使用时间、距离等。

2. 数据采集：系统将传感器获取到的数据进行采集和存储，以备后续分析使用。

这些数据可以包括使用时间、距离、使用频率等信息。

3. 数据分析：系统通过内置的算法对采集到的数据进行分析，得出用户的使用习惯和时间、距离等信息。

4. 提醒机制：系统根据用户的使用情况，通过屏幕提醒、声音提示等方式来提醒用户注意使用的时间和距离，从而达到保护眼睛的目的。

1. 实时监测：基于单片机的视力保护系统能够实时监测用户的使用情况，对用户进行及时提醒，帮助用户正确使用电子设备，减少对眼睛的伤害。

2. 定制性强：系统可以根据用户的个人需求进行个性化设置，包括提醒频率、提醒方式等，满足不同用户的需求。

3. 节约成本：视力保护系统采用单片机进行实时监测和分析，可以大大减少人力成本和时间成本，提高了系统的性价比。

4. 操作简便：系统操作简便，用户只需进行简单设置，即可使用，无需过多的学习成本。

5. 多功能性：除了保护视力外，系统还可以加入其他功能，如提醒休息、保护姿势等，提高了系统的综合效益。

1. 办公场所：在办公场所，人们通常要长时间对着电脑屏幕工作，基于单片机的视力保护系统可以根据工作习惯提醒用户适当休息，保护眼睛。

2. 学生群体：学生在学习和娱乐时间中使用电子设备的频率较高，视力保护系统可以提醒他们合理使用电子设备，保护视力。