基于单片机的视力保护器设计
电子设计工程
EleｃtroniｃDesign Engineering
第２3卷Vol．２3第3期Ｎo．3２０１5年２月Feb．２０１5
收稿日期：２０１４－０5－3１
稿件编号：２０１４０5２０8
基金项目：陕西省军民融合研究基金项目（１3JMR１６）；陕西省自然科学基金项目（２０１3JM１００６）；渭南市科技局自然科学基金（２０１２KYJ_7）
作者简介：何冰（１９8２—），男，陕西合阳人，硕士，讲师。研究方向：图像处理，数字水印，信息隐藏。
为了保护青少年的视力，现如今越来越多的公司都在研发生产各种视力保护产品，国内主要有眼保姆，坐姿矫正器和各种护眼灯；国外有法国艾斯·布鲁斯研发的光明天使博士镜，以及美国眼科专家威廉贝茨研发的阿瞳二代产品。但这些产品功能单一，不能满足消费者的个性化需求。针对这一问题，本文将单片机与视力保护相结合，利用单片机芯片的智能处理功能，结合超声波测距原理，光敏电阻随光强变化的特点，单片机定时器Ｔ０，Ｔ１的工作原理，以及LＣD１６０２液晶显示器的使用方法，设计了一个多功能视力保护器。该设计的技术要求是当学生的面部与书本或电脑的距离小于3０ｃｍ时，蜂鸣器产生声光报警，提醒学生注意坐姿；当学生学习时间超过４5分钟时，蜂鸣器产生声光报警，提醒学生休息片刻；当光线过强或过弱时，蜂鸣器产生声光报警，提醒学生注意学习环境；能够分辨是什么原因引起的声光报警；并具有设置功能，能够自行设定相应的数据。1
总体设计
1.1
系统设计方案
本系统采用SＴＣ8９Ｃ5２RＣDＰIＰ４０单片机作为核心控制
单元，通过HＣ－SR０４超声波测距模块测量人的面部到书本的距离，当测得距离小于3０ｃｍ或设定距离时产生声光报警。利用光敏电阻的光电导效应采集光线模拟信号，并通过
ＡDＣ０83２模数转换器转换为数字信号，对数字信号进行光强
等级处理并用１６０２液晶显示器显示光的强弱，当光太强或太弱时产生报警。通过单片机内部定时器Ｔ１对学习时间进行计时，当学习时间超过４5分钟或设定值时产生报警，其中报警电路由一个ＰＮＰ型三极管驱动。系统总体设计方框图如图１所示。
1.2系统设计的基本步骤本设计的主要步骤如下：
１）认真分析视力保护器的技术要求。２）确定硬件设备，选好器件的型号。
基于单片机的视力保护器设计
何冰，王菊霞，苏变玲
（渭南师范学院物理与电气工程学院，陕西渭南7１４０００）
摘要：设计了一种基于单片机的视力保护器。该设计采用模块的设计方法，首先利用单片机内部定时器进行定时；其次使用光敏电阻测量光强并利用超声波模块测距离；最后利用三极管驱动蜂鸣器以及用液晶显示各种数据信息。实现了当学习时间超过４5分钟时，产生声光报警，提醒学生注意休息；当光线过强或过暗，产生声光报警，提醒学生在适合的光照环境下学习；当测量的距离小于设定值，产生声光报警，确保学习时眼睛和书本保持一定的距离，从而保护视力。
关键词：单片机；超声波模块；光敏电阻；视力保护中图分类号：ＴＮ7１０
文献标识码：Ａ
文章编号：１６7４－６２3６（２０１5）０3－００8９－０４
Design of vision protector based on MCU
HE Bing ，WＡＮG Ju -xia ，SU Bian -ling
（Department of Physics and Electronic Engineering ，Weinan Normal University ，Weinan 7１４０００，China ）
Abstract:Ａvision proteｃtor based on MＣU is designed．Ｔｈe design uses tｈe ｍetｈod of ｍodule ，and uses tｈe internal tiｍer of MＣU for tiｍing in tｈe first plaｃe ；Ｔｈen ，pｈoto resistor is used to ｃolleｃt tｈe intensity of ligｈt and ultrasoniｃｍodule is used for ｍeasuring tｈe distanｃe ；finally ，tｈe transistor is used to drive buｚｚer and tｈe LＣD sｃreen is used for displaying various inforｍation．Wｈen students study ｍore tｈat ４5ｍinutes ，tｈe buｚｚer produｃe sound and ligｈt alarｍto reｍind tｈe student to ｈave a rest ；Wｈen tｈe intensity of ligｈt is too strong or too dark ，it reｍind tｈe student of studying under tｈe suitable ligｈt intensity ；Wｈen tｈe distanｃe value is below tｈe preset warning value ，it inforｍtｈat tｈe Student's eyes and books sｈould be kept at a ｃertain distanｃe．In tｈis way we ｃan proteｃt our eyesigｈt．Key words:MＣU ；ultrasoniｃｍodule ；pｈoto resistor ；vision proteｃtion
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