多功能视力保护器

石家庄铁道大学四方学院毕业设计石家庄铁道大学四方学院毕业设计多功能视力保护器MultifunctionalVisionProtector2012届电气工程系专业学号学生姓名指导教师孙克军完成日期2012年5月15日石家庄铁道大学四方学院毕业设计毕业设计成绩单学生姓名学号20班级专业自动化毕业设计题目多功能视力保护器指导教师姓名孙克军指导教师职称副教授评定成绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长（主任）签字：年月日石家庄铁道大学四方学院毕业设计毕业设计任务书题目多功能视力保护器的设计学生姓名学号2班级专业自动化承担指导任务单位电气工程系导师姓名孙克军导师职称副教授一、主要内容设计一个由测距、感光、定时三大功能于一体的多功能视力保护器。二、基本要求1．当使用者脸部距离写字台低于25cm时，报警灯灯闪亮，提醒使用者及时调整座姿。2．学习环境光线自动检测。当光线照度低于国家教委规定的100lx时，报警灯闪亮，提醒用户调整光强。3．学习时间自动检测。当学习时间达到45分钟时，报警灯闪亮，提醒使用者休息片刻。三、主要技术指标1．电压直流6V，工作电流小于8mA。2．完成主要功能3．电路原理图4．使用说明书撰写5．论文正文不少于1.5万字，查阅文献资料不少于15篇，其中外文文献2篇以上，翻译与课题有关的外文资料不少于3000汉字。四、应收集的资料及参考文献1．CD4060芯片。2．电机驱动模块。3．单片微型计算机原理及接口技术高峰科学出版社4．实用声光电及无线电遥控电路300例赵健中国电力出版社，2005.五、进度计划1．第1周—第2周：调研、收集材料，完成开题报告；2．第3周—第4周：分析、确定方案；3．第5周—第7周：设计系统、电路实现、编写单片机程序；4．第8周：中期检查；5．第9周—第12周：调试、攥写论文；6．第13周—第14周：论文审核定稿；7．第15周—第16周：答辩。教研室主任签字时间年月日石家庄铁道大学四方学院毕业设计毕业设计开题报告题目多功能视力保护器学生姓名学号班级专业自动化一、课题研究背景我国是世界上近视发病率最高的国家之一，近视眼人数世界第一。在众多近视人群中，学生占了大多数。中国学生视力低下的状况令人担忧，而写字看书姿势不正确和看书写作业的时间太长是导致近视的主要原因。所以设计一款人性化的视力保护器意义重大。二、国内外研究现状现在国内外已经有许多电子公司都有自己公司生产的视力保护器。国内这方面的研究现状为：在国内新疆乌鲁木齐市旭之龙科技有限公司生产的“学生1.5视力保护器”又名称坐视宝，它能有效的对使用者的坐姿不当进行语音提示。国外也致力于对保护视力的研究，但是他们更侧重于对近视原因的研究。美国德克萨斯大学西南医学中心何于光博士表示，吃鱼和新鲜蔬菜能够保护视力，降低发生近视的概率。他们认为通过合理的饮食营养搭配，以及正确的学习习惯，对视力的保护能起到事半功倍的作用。三、论文进行的主要工作采用单片机AT89C52为控制核心，测距模块由包含超声波发出与接收功能的超声波传感器组成、感光模块由光敏电阻与OP07构成的电压比较器组成、定时报警电路分为单片机控制电路和定时器报警电路，它主要通过单片机的定时计数功能实现功能、电源使用线性稳压芯片，7805为单片机及其他模块提供+5V电源。然后通过以上4个模块的组合，能同时实现对视力起保护作用的报警功能。四、采用的方法、手段运用单片机和传感器，设计一款具有测量距离、检测光线、检测时间的多功能视力保护器。以AT89S52单片机为核心，测距传感器、时钟电路、LED显示器、蜂鸣器、发光二级管等组成外部电路，运用C语言实现定时报警的功能。五、预期达到的结果1．当使用者脸部距离写字台低于25cm时，报警灯闪亮，提醒使用者及时调整座姿。2．学习环境光线自动检测。当光线照度低于国家教委规定的100lx时，报警灯闪亮，提醒用户调整光强。3．学习时间自动检测。当学习时间达到45分钟时，报警灯闪亮，提醒使用者休息片刻。指导教师签字时间年月日石家庄铁道大学四方学院毕业设计摘要目前，青少年视力低下已成为国内外共同关心的问题。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%以上的学生及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及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，本论文提出了多功能视力保护器的设计思路。多功能视力保护器主要包含测距、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。定时模块由AT89S52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。关键词：传感器测距定时石家庄铁道大学四方学院毕业设计AbstractAtpresent,theteenagerslowvisionhasbecomeacommonconcernathomeandabroadandpublichealthproblems.DatashowsthatChinesepupilspooreyesightratewas26.96%,53.43%injuniorhighschoolstudents,highschoolstudents72.8%,77.95%ofcollegestudents.Especiallyinvestigationshowsthatmorethan50%ofthestudentsandparentslackofvisioncarethemostbasicscienceknowledge,don'tknownottopreventandtimelytreatmentofmyopiainadvanceofthehazards,andsothereis41.6%ofthepooreyesightstudentsdidnottakeanycorrectivemeasures,andlackofprofessionalinstitutionstreatment.Basedontheabovereasons,thispaperpresentsthedesignideaofmulti-functionvisionprotector.Multifunctionalvisionprotector,mainlyincludesranging,photographicandregular3bigfunctions.Onerangingandphotographicmodulebycorrespondingfunctionofsensors,whichcanrealizethedistancetotheuserandambientlightofthestrengthofthedetectionandalarmfunction.TimingbyAT89S52microcontrollerrunningtheprogrammodule,whichcanrealizethetimetolearnandthroughthealarmtotimingtipsthefunctionofthetimehascome.Ingeneral,thedesignofthethreefunctioncanalsogointoeffect,andthroughthealarmlightsflashingandthewaytowarnusersbuzzeralarmattentionwiththeeyehealth.Keywords:SensorRangingTiming石家庄铁道大学四方学院毕业设计目录第1章绪论................................................................-1-1.1课题的选题背景........................................................-1-1.2国内外发展现状........................................................-1-1.3本论文主要研究内容....................................................-2-1.3.1主要内容..........................................................-2-1.3.2基本要求..........................................................-2-第2章多功能视力保护器总系统设计...........................................-3-2.1多功能视力保护器整体设计方案..........................................-3-2.2系统总框图...........................................................-3-2.3单片机的选择..........................................................-3-2.4传感器的选择..........................................................-4-2.5编程语言的选择........................................................-4-第3章多功能视力保护器硬件设计.............................................-5-3.1AT89S52单片机........................................................-5-3.2传感器...............................................................-7-3.2.1超声波测距模块....................................................-7-3.2.2光照检测模块.....................................................-12-3.3电源模块............................................................-12-3.4报警模块............................................................-13-3.5振荡电路............................................................-14-3.6复位电路............................................................-14-3.7数码管显示..........................................................-15-第4章系统软件设计........................................................-16-4.1KeilC51软件平台....................................................-16-4.2程序的模块化划分.....................................................-17-4.3子模块设