基于单片机的超声测距视力保护器

毕业设计设计题目：基于单片机的超声波视力保护仪的设计目录陇东学院本科生毕业设计诚信声明 (1)基于单片机的超声波视力保护仪的设计 (2)摘要 (2)关键词 (2)Abstract (2)1 引言 (3)1.1 研究的背景 (3)1.2 研究的主要内容 (3)1.3 应解决的关键问题 (4)2 总体方案设计 (4)2.1 硬件设计 (5)2.1.1 电源稳压电路设计 (5)2.1.2 主控制器模块 (5)2.1.3 光照强度检测模块 (5)2.1.4 报警提示模块 (5)2.1.5 坐姿检测模块 (5)2.1.6 显示模块 (5)2.2 最终方案 (6)3 硬件实现及单元电路设计 (6)3.1主控制模块 (6)主控制最小系统电路如图3.1所示]9[。

(6)3.3 蜂鸣器报警驱动电路 (7)3.4 按键电路 (8)3.5 光照强度检测电路 (8)3.6 显示模块 (9)3.7 超声波坐姿测距模块 (9)3.8 定时报警电路 (11)4 系统软件设计方案 (11)4.1 系统主程序流程图 (12)5 系统分析 (13)5.1测试结果及误差分析 (13)7优点和不足 (14)结论 (15)参考文献 (15)致谢 (16)附录1 总电路图 (17)附录2成品展示 (18)附录3(单片机C源程序清单) (19)陇东学院本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

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。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

作者签名：二 O 一五年月日基于单片机的超声波视力保护仪的设计赵学琴，吴志荣（陇东学院电气工程学院甘肃庆阳 745000）摘要:本设计主要内容是人体视力与桌面距离检测电路的设计与制作，该电路的工作原理是由AT89C52单片机为控制的核心部分，通过超声波传感器测距，能实现使用者距离与学习时间进行定时并通过报警来提示时间已到的功能和使用者注意用眼卫生的功能。

• 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。

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。

基于单片机的视力保护器设计毕业设计课题: 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 (6)基于单片机的视力保护及身姿乔正器设计 (8)第一章、产品开发背景 (8)1.1引言 (8)1.2研究背景与意义 (8)第二章、产品的功能 (9)2.2、具体设计 (9)第三章、硬件设计 (10)3.1、主电路的组成 (10)3.2、单片机最小系统电路 (10)3.3、超声波检测电路 (10)3.4、光线检测电路 (11)3.5、显示电路 (12)3.6、报警电路 (12)3.7、其他辅助电路 (13)第四章、软件设计 (14)4.1、程序框图 (14)第五章、产品的制作、组装、调试 (15)5.1、元器件的购买 (15)5.2、产品制作步骤 (15)5.3、电路的调试 (15)5.4、程序的烧录 (15)第六章、结论 (16)参考文献 (19)附录 (15)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。

基于单片机的视力保护及身姿乔正器设计摘要近年来，我国青少年近视率大大增加。

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。

基于单片机超声波测距器设计设计要求基于单片机超声波测距器LED显示1、设计思路超声波传感器及其测距原理超声波是指频率高于20KHz的机械波。

为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。

完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。

超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。

超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。

超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF（time of flight）。

首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离测量距离的方法有很多种，短距离的可以用尺，远距离的有激光测距等，超声波测距适用于高精度的中长距离测量。

因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒，由单片机负责计时，单片机使用12.0M晶振，所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。

由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离远，因而超声波可以用于距离的测量。

利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也能达到要求。

超声波发生器可以分为两类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。

本课题属于近距离测量，可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。

根据设计要求并综合各方面因素，可以采用AT89S52单片机作为主控制器，用动态扫描法实现LED数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成，超声波测距器的系统框图如下图所示：图02、系统组成硬件部分主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分组成。

采用AT89C5或其兼容系列来实现对CX20106A红外接收芯片和74LS04系列超声波发射模块的控制。

单片机通过P1.0引脚经反相器来控制超声波的发送，然后单片机不停的检测INT0引脚，当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。

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。