单片机的视力保护pcb板的设计
日期 【】在我国学生读书的压力也越来越大，不但有课堂作业，还有老师布置的各种各样的家庭作业。学历的升高，学习压力负担也十分严重。学生的近视问题也愈发严重，此设计是基于51单片机的视力保护设计。中央处理器也就是CPU采用51单片机8051内核来处理，学生的坐姿问题用超声波测距SR-04超声波模块来检测，ADC0832来转换光敏电阻检测的当前光线强度。蜂鸣器来报警提示。51单片机来处理信息，然后AD转换得到的电压值来模拟成数字输出。最后通过LCD1602液晶显示屏显示当前的信息。这一款设计可以应用在很多的场合，如教育事业，光线检测，公司办公，坐姿纠正等众多场合。也因为此设备性能优越、价格低廉、简单操作、便于携带、装配简单等特点被广泛应用。
目录
引言 1
一、 方案设计 2
（一） 设计原理 2
（二） 系统结构 2
（三） 设计的主要内容及功能 3
二、 硬件电路设计 3
（一） 系统硬件原理图 3
（二） 单片机系统 4
（三） AD转换电路 6
（四） 按键原理 7
（五） 显示电路 8
（六） 蜂鸣器电路 8
（七） 光敏电路 9
（八） 超声波电路 9
三、 软件设计 10
（一） 主程序设计 10
（三） ADC0832 11
（四） 显示子程序 12
（五） 报警程序 13
（六） 超声波流程图 14
四、 系统调试 15
（一） 实物焊接正面图 15
（二） 实物焊接背面走线图 15
（三） 实物整体效果演示图 16
（四） 按键设置演示图 16
总结 18
致谢 19
参考文献 20
引言
超声波坐姿可以很大程度上纠正学生的坐姿和视力问题。是一种安装环境方便，应用面积较小效，低功耗的一款设计。超声波坐姿的原理是通过超声 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
波检测当前学生距离书本的距离，并且通过光敏电阻获取到的光线强度通过AD转换输出电压值，计算出当前的光线的强弱，当达到其中一种违规信息时，蜂鸣器警示用户需要改善当前的坐姿问题。本设计的所有相关信息都会显示在LCD1602液晶显示屏上，非常的有效，简单，直观。使用操作也方便，检测到的数据也十分准确。使用年限也比较久，在现有的市场上学生或者是教育事业被广泛的应用。
在市场前景里，超声波坐姿系统可以应用在很多的场合，比如公司办公、教育事业、坐姿调整很多场合。而且此设计加上了DS18B20温度检测模块，它可以精确的检测超声波的工作环境的温度，以便准确检测超声波的距离，距离也可以根据使用者的不同调节来进行调节设计。不收周围环境的影响如：温度，使用者升高大小，年龄等条件。操作方便只需要放在使用者办公场所中就可以了，也不需要调试修改等麻烦的操作，造价成本低廉。所以这些调节也让此设计的应用前景十分广阔。
本系统是以AT89C51[1]单片机为核心，得到的数据全部显示在液晶显示屏上，能让用户非常直观的观察到数据。超声波模块通过DS18B20来纠正不同环境情况下测到的数据，所以不需要担心距离不准等问题。光敏电阻检测当前的光线强度，之所以采用光敏电阻而不采用专门的光照传感器是因为，一般专门的光照传感器占用面积比较大，价格成本非常高，我们通过了解市场得知，使用者根本不需要如此高精度的数据。一般光敏电阻很多设计者最大的通病是用LM393比较器来做，这样就造成对于光线的强弱判断只有强和若，数据不客观，受到的环境影响也十分严重。并且此产品是用ADC0832模拟电路转换成数字电路来实现，非常简单明了。
方案设计
设计原理
此设计是基于51单片机超声波坐姿[4]纠正系统，这个系统由检测部分和显示部分两个部分组成。超声波坐姿的原理是通过超声波检测当前学生距离书本的距离，并且通过光敏电阻获取到的光线强度通过AD转换输出电压值，计算出当前的光线的强弱，当达到其中一种违规信息时，蜂鸣器警示用户需要改善当前的坐姿问题。
具体设计
（1）当用户面部与桌面小于30CM时，设备将发出警报声提醒。
（2）当作业环境关照强度低于适用值时，设备发出警报声提醒。
当ADC0832采集到不同的电压时产生的不同值，来显示当前的光照强度情况系统的工作原理图如图11所示。
图11 工作原理图
系统结构
本次设计的坐姿纠正系统是依据AT89C51单片机为主要数据控制核心，结合距离检测模块、液晶显示器、光敏检测[5]、AD转换、蜂鸣器报警电源供电等构成一个完整水浊度检测系统。
由于AT89S52单片机、ADC0832、报警器、液晶显示器、光敏检测、温度检测、距离检测和复位电路以及振荡电路组成，其结构图如图12所示：
图12 系统结构图
设计的主要内容及功能
此款设计采用以8051为内核的51单片机，检测距离使用超声波SR04模块，AD转换用8位的ADC0832[2]，光线检测用光敏电阻实现，报警提示用以蜂鸣器报警来实现，温度采集则使用DS18B20进行。具体功能如下：
1.能满足在不同光照条件下对光线的检测；
2.用LCD1602[3]液晶显示器来显示当前的信息；
3.具有上下限蜂鸣器报警作用；
4.测距用SR04超声波模块；
5.超声波测距误差用DS18B20纠正；
6.AD采集用ADC0832；
硬件电路设计
系统硬件原理图
其硬件电路原理图如图21所示。
图21 硬件电路图
单片机系统
用于本次设计的处理器芯片是AT89C51单片机。对于本次的设计从整个电路的构成和程序流程考虑此程序的代码并不是十分的难以处理，所以为了节约此设计的成本采用了以51，4kb存储的内存而没有使用52[6]的单片机。因为51单片机本身是一个可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的5V电压，高性能CMOS8位微处理器。与当前的工业定义标准的MCS51输出管脚和指令集是相互兼容的。从设计的角度上综合考虑，选择使用了多功能的8位CPU和闪烁存储器在一起的ATMEL的AT89C51的一种高效微控器。用户编写代码使用起来非常方便好用，在当前的国际市场上被广泛用于制造业、通信工程、计算机外部设备、和数据采集等各个领域。在本次设计中AT89C51单片机引脚图如图22所示。
图22 AT89C51引脚图
单片机主要特性
单片机是1000写/擦循环的使用寿命，具有5个中断源；含有两种模式：低功耗和掉电模式；其在全静下工作频率范围是0Hz24Hz；并具有128*8位内部RAM和2个16位定时器/计数器以及32可编程I/O线；单片机与MCS51 相兼容且片内有时钟电路和振荡器并且备有4K字节可编程闪烁存储器；单片机内的数据可以保存时间：10年
目录
引言 1
一、 方案设计 2
（一） 设计原理 2
（二） 系统结构 2
（三） 设计的主要内容及功能 3
二、 硬件电路设计 3
（一） 系统硬件原理图 3
（二） 单片机系统 4
（三） AD转换电路 6
（四） 按键原理 7
（五） 显示电路 8
（六） 蜂鸣器电路 8
（七） 光敏电路 9
（八） 超声波电路 9
三、 软件设计 10
（一） 主程序设计 10
（三） ADC0832 11
（四） 显示子程序 12
（五） 报警程序 13
（六） 超声波流程图 14
四、 系统调试 15
（一） 实物焊接正面图 15
（二） 实物焊接背面走线图 15
（三） 实物整体效果演示图 16
（四） 按键设置演示图 16
总结 18
致谢 19
参考文献 20
引言
超声波坐姿可以很大程度上纠正学生的坐姿和视力问题。是一种安装环境方便，应用面积较小效，低功耗的一款设计。超声波坐姿的原理是通过超声 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
波检测当前学生距离书本的距离，并且通过光敏电阻获取到的光线强度通过AD转换输出电压值，计算出当前的光线的强弱，当达到其中一种违规信息时，蜂鸣器警示用户需要改善当前的坐姿问题。本设计的所有相关信息都会显示在LCD1602液晶显示屏上，非常的有效，简单，直观。使用操作也方便，检测到的数据也十分准确。使用年限也比较久，在现有的市场上学生或者是教育事业被广泛的应用。
在市场前景里，超声波坐姿系统可以应用在很多的场合，比如公司办公、教育事业、坐姿调整很多场合。而且此设计加上了DS18B20温度检测模块，它可以精确的检测超声波的工作环境的温度，以便准确检测超声波的距离，距离也可以根据使用者的不同调节来进行调节设计。不收周围环境的影响如：温度，使用者升高大小，年龄等条件。操作方便只需要放在使用者办公场所中就可以了，也不需要调试修改等麻烦的操作，造价成本低廉。所以这些调节也让此设计的应用前景十分广阔。
本系统是以AT89C51[1]单片机为核心，得到的数据全部显示在液晶显示屏上，能让用户非常直观的观察到数据。超声波模块通过DS18B20来纠正不同环境情况下测到的数据，所以不需要担心距离不准等问题。光敏电阻检测当前的光线强度，之所以采用光敏电阻而不采用专门的光照传感器是因为，一般专门的光照传感器占用面积比较大，价格成本非常高，我们通过了解市场得知，使用者根本不需要如此高精度的数据。一般光敏电阻很多设计者最大的通病是用LM393比较器来做，这样就造成对于光线的强弱判断只有强和若，数据不客观，受到的环境影响也十分严重。并且此产品是用ADC0832模拟电路转换成数字电路来实现，非常简单明了。
方案设计
设计原理
此设计是基于51单片机超声波坐姿[4]纠正系统，这个系统由检测部分和显示部分两个部分组成。超声波坐姿的原理是通过超声波检测当前学生距离书本的距离，并且通过光敏电阻获取到的光线强度通过AD转换输出电压值，计算出当前的光线的强弱，当达到其中一种违规信息时，蜂鸣器警示用户需要改善当前的坐姿问题。
具体设计
（1）当用户面部与桌面小于30CM时，设备将发出警报声提醒。
（2）当作业环境关照强度低于适用值时，设备发出警报声提醒。
当ADC0832采集到不同的电压时产生的不同值，来显示当前的光照强度情况系统的工作原理图如图11所示。
图11 工作原理图
系统结构
本次设计的坐姿纠正系统是依据AT89C51单片机为主要数据控制核心，结合距离检测模块、液晶显示器、光敏检测[5]、AD转换、蜂鸣器报警电源供电等构成一个完整水浊度检测系统。
由于AT89S52单片机、ADC0832、报警器、液晶显示器、光敏检测、温度检测、距离检测和复位电路以及振荡电路组成，其结构图如图12所示：
图12 系统结构图
设计的主要内容及功能
此款设计采用以8051为内核的51单片机，检测距离使用超声波SR04模块，AD转换用8位的ADC0832[2]，光线检测用光敏电阻实现，报警提示用以蜂鸣器报警来实现，温度采集则使用DS18B20进行。具体功能如下：
1.能满足在不同光照条件下对光线的检测；
2.用LCD1602[3]液晶显示器来显示当前的信息；
3.具有上下限蜂鸣器报警作用；
4.测距用SR04超声波模块；
5.超声波测距误差用DS18B20纠正；
6.AD采集用ADC0832；
硬件电路设计
系统硬件原理图
其硬件电路原理图如图21所示。
图21 硬件电路图
单片机系统
用于本次设计的处理器芯片是AT89C51单片机。对于本次的设计从整个电路的构成和程序流程考虑此程序的代码并不是十分的难以处理，所以为了节约此设计的成本采用了以51，4kb存储的内存而没有使用52[6]的单片机。因为51单片机本身是一个可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的5V电压，高性能CMOS8位微处理器。与当前的工业定义标准的MCS51输出管脚和指令集是相互兼容的。从设计的角度上综合考虑，选择使用了多功能的8位CPU和闪烁存储器在一起的ATMEL的AT89C51的一种高效微控器。用户编写代码使用起来非常方便好用，在当前的国际市场上被广泛用于制造业、通信工程、计算机外部设备、和数据采集等各个领域。在本次设计中AT89C51单片机引脚图如图22所示。
图22 AT89C51引脚图
单片机主要特性
单片机是1000写/擦循环的使用寿命，具有5个中断源；含有两种模式：低功耗和掉电模式；其在全静下工作频率范围是0Hz24Hz；并具有128*8位内部RAM和2个16位定时器/计数器以及32可编程I/O线；单片机与MCS51 相兼容且片内有时钟电路和振荡器并且备有4K字节可编程闪烁存储器；单片机内的数据可以保存时间：10年
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzdq/507.html
