1。3　本文研究内容与安排

本论文的主要研究内容是设计一款基于单片机的视力保护器，以STC89C5252单片机为核心处理器、HC-SR04超声波模块、光敏电阻、LCD1602液晶显示屏、DS18b20温度补偿、蜂鸣器等器件设计的一款简单视力保护器。本设计采用理论计算和实验验证方法相结合，具体安排如下：

1。 查阅基于单片机的视力保护器设计的相关资料进行系统总体结构设计；

2。 设计各整个电路和各单元电路，并选择合适的元器件，进行视力保护器模块的设计；

3。 编写单片机程序语言，制作仿真电路图进行调试；

4。 安装焊接电子元器件进行调试软硬件，并运行。

主要电路采用常用超声波测距，它的原理是利用超声波的发射与接收，根据超声波传播的时间来计算出传播距离。

2  视力保护器总体方案设计

2。1　系统控制要求

本设计主要达到的控制要求为：

（1）当使用者的头部与视力保护器间的距离小于25cm（距离可以手动调整，超声波测量精度为1cm）时,电路将发出报警提示，调整坐姿增大头部与书本距离达25cm开外即可解除报警；

（2）当使用者的读写环境中，光线或过强或过弱（光线范围默认为30%-70%）时,电路将发出声光报警，调节灯光至默认光线范围内则报警解除；

（3）当学习时间达到默认的45min时，电路发出警报，蜂鸣器滴滴提示，此时按下电源按键即关闭视力保护器休息，防止过度伤身。

（4）视力保护器的液晶显示屏可以显示学习时间，光线强度，距离和室内温度；

（5）按下设置按钮显示器上出现设置状态，可通过设置按钮依次移位，用加、减按键来实现对时间，光线范围和距离的设置。

该设计可以简单的帮助学生在读书写字学习时，光线在一定亮度下，眼睛离读物一尺，身体离书桌一拳，提醒学生学习时间不要超出规定的时间。

2。2  控制系统总框图

硬件主要以STC89C52单片机为核心，功能电路主要包括超声波测距传感器电路、光线检测电路、计时模块、报警电路和温度补偿电路等核心电路。软件程序利用C语言进行编程。本设计的系统总框图如图2-1所示。

系统总体框图

2。3  单片机最小系统

2。3。1  STC89C52单片机引脚功能

STC89C52 是一款超强抗干扰，加密性强，在线可编程，高速低功耗CMOS 8位单片机[3,5]。其芯片内含 8k bytes 的可反复擦写Flash只读程序存储器和512字节的随机数据存储器（RAM）。共有40个引脚，其中有32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KB 的EEPROM,MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构，全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。文献综述

STC89C52的 4 个 8 位I/O口的功能说明如下：

（1）P0口：P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低 8 位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。