摘 要

由于电子设备的普及和人们户外运动的减少，视力大幅度下降的人数不断增加。对保护视力缺乏相关基本知识的家长和学生非常地多，不仅不懂得提前预防也不明白近视的危害后果。

为了保护人们的视力，这次设计了一种基于单片机的视力保护装置，它能够感应环境光的强弱，检测人和电子产品的距离，以及计时在人超过规定的阅读时间后发出提醒，借助这三个功能，能够防止人在光线条件不好情况下阅读，或者检测到人过于靠近电子产品，还有及时提醒人不要过久观看电子产品。为了实现这些功能，使用了光敏电阻来感知光线强弱，用超声波来探测距离，并使用单片机自带的定时功能来及时提醒人们，并且使用液晶显示屏来实现与人的交互。因此使用单片机作为这次设计的核心，再对各部分电路进行设计，然后再挑选合适的元件。仿真实验后，证明该视力保护装置能够很好地起到保护人们视力的功能。

关键词：视力保护；AT89C52；光敏电阻；A/D转换

Abstract

The number of people whose eyesight has fallen sharply is increasing because of the popularity of electronic devices and the decrease of people's outdoor activities. parents and students who lack basic knowledge about the protection of vision accounted for nearly half of the survey population, not only do not know how to prevent in advance but also do not understand the harmful consequences of Myopia.

In order to protect people's vision, a vision protection device based on a single-chip computer is designed, which can sense the intensity of the ambient light, detect the distance between people and electronic products, and time people to send out a reminder after they have exceeded the prescribed reading time, with these three functions, it can prevent people in poor light conditions to read, or detect people too close to electronic products, and timely remind people not to look at electronic products too long. In order to realize these functions, photosensitive resistors are used to sense the intensity of light, ultrasonic waves are used to detect distance, and the timing function of the single chip microcomputer is used to remind people in time, and the liquid crystal display is used to realize the interaction with people. Therefore uses the Monolithic Integrated Circuit as this time design core, again carries on the design to each part circuit, then selects the suitable component. After the simulation experiment, it is proved that the vision protection device can play a good role in protecting people's vision.

Key Words： Eye Protection; AT89C52; Photoresistor; A/D transform

目 录

第1章 绪论 1

1.1 设计的背景和意义 1

1.2 系统设计需求与性能指标 1

第2章 器件选择 3

2.1 总体设计框图 2

2.2 设计方案 2

2.3 主控制模块 3

2.3.1 AT89C52 3

2.3.2 单片机最小电路 5

2.4 超声波检测电路 7

2.4.1 超声波工作原理 7

2.4.2 超声波基本特性 8

2.4.3 SRF04 9

2.5 光线检测电路 9

2.6 显示电路 10

2.7 报警电路 10

2.8 定时模块 11

第3章 硬件设计 12

3.1 主控制系统 12

3.2 超声波检测电路 12

3.3 环境光检测电路 13

3.4 显示模块电路 13

3.5 报警电路 14

3.6 整体电路展示 14

第4章 软件设计 15

4.1 主程序流程图 15

4.2 程序结构分析 16

4.3 超声波测距流程图 16

4.4 光照检测流程图 17

4.5 定时程序流程图 18

第5章 仿真与调试 20

5.6 软件编程工具 20

5.6 仿真工具 20

5.6 调试过程 20

第6章 结论 22

参考文献 23

附录 源程序 24

致谢 42

第1章 绪论

1.1设计的背景和意义

近年来，青少年逐渐攀升的近视率已经不容忽视，其中不乏电子产品造成的后果，但同时青少年容易会忘记阅读时间而长时间阅读、或者在光线很差的环境下阅读，这样都会导致近视的发生。青少年体质健康状况近年来得到改善，但一直没有解决视力的不良问题。国内外，诸多电子公司都会使用视力保护装置来保护员工视力，在国内有学保视力保护仪，主要用于矫正中小学生的坐姿规范和用眼距离，其他的矫正方式也无非是控制使用时间和使用距离，基本方法和原理都比较简单。^[1]而国外注重于导致视力下降的根本原因进而改善学生的视力，他们在进行调查后发现过多使用电子设备是重要原因之一。另外，许多青少年在行走和乘坐交通工具时会使用电子设备，要么是在光线非常昏暗的环境下使用电子设备。美国疾控中心的调查显示，每天使用手机等数字媒体的时间超过3个小时在高中生占比40%。^[2]

1.2 系统设计需求与性能指标