超声波视力保护仪

【摘要】近年来，随着科学技术的迅猛发展，超声波传感器无论是在生活还是工业中都扮演着举足轻重的角色，对人类社会的进步起着关键的作用。并且随着工业控制领域要求的提高，单片机的性能和功能不断提高，从最初的8位发展到如今的32位，基于51单片机的教室灯光控制系统已经成为现实，这极大地推动了单片机和超声波传感器在生活中和工业中的普及和应用。本文以“基于51单片机教室灯光控制系统设计”为研究对象，阐述了超声波传感器和AT89C51单片机的起源发展和原理、硬件整体结构以及软件设计，并着重介绍了“基于51单片机的超声波视力保护仪”是如何设计以及实现的。【关键词】：AT89C51，LCD1602液晶显示器，超声波传感器，蜂鸣器，ABSTRACTInrecentyears,withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,ultrasonicsensors,whetherinlifeorinindustryplaysaveryimportantroleintheprogressofhumansocietyplaysakeyrole.Andasthefieldofindustrialcontrolrequirementsincrease,theperformanceandfunctionofsinglechipisconstantlyincreasing,from8to32now,theinitialdevelopmentofthelightingcontrolsystembasedon51singlechipmicrocomputerhasbecomeareality,whichgreatlypromotedtheCPUandtheultrasonicsensorinlivingthepopularizationandapplicationofneutralizationinindustry.Taking51single-chipdesignbasedonclassroomlightingcontrolsystemastheresearchobject,describestheultrasonicsensorandAT89C51SCMorigindevelopmentandprinciple,hardwarestructureandsoftwaredesign,andemphaticallyintroducestheultrasoniceyesightprotectinginstrumentbasedon51singlechipmicrocomputerishowtodesignandrealization.【KEYWORD】:AT89C51，LCD1602，UltrasonicSensor，Buzzer，目录一、引言....................................................................................................................................1（一）、课题的背景........................................................................................................1（二）、设计内容..........................................................................................................1（三）、设计意义............................................................................................................1二、系统总体方案及硬件设计..............................................................................................2（一）、方案选择..........................................................................................................2（二）、最终方案简介....................................................................................................2三、系统硬件设计....................................................................................................................3（一）、系统简介............................................................................................................3（二）、AT89C51单片机简介.......................................................................................4（三）、晶振电路模块....................................................................................................5（四）、复位电路模块....................................................................................................6（五）、超声波传感器模块............................................................................................7（六）、按键指示电路及实现........................................................................................9（七）、声光报警模块..................................................................................................11四、系统软件设计..................................................................................................................11（一）、主程序流程图设计..........................................................................................11（二）、子程序流程图设计..........................................................................................13总结..........................................................................................................................................15参考文献..................................................................................................................................16附录一原理图........................................................................................................................17附录二PCB图.......................................................................................................................18附录三元器件清单................................................................................................................18附录四程序............................................................................................................................201一、引言（一）、课题的背景当今中国社会，物质基础已经远远超过了过去，人民的生活质量得到了迅速的提高。然而随着科学技术的发展，许许多多不同种类的游戏机、电视、电脑等进入了每家每户，这类电子设备的大屏幕虽然给人们到来了视觉上的空前享受，然而过度使用却造成了孩子的视力下降，青少年的近视率每年正在不断增长，这种情况引起了当今社会各界广泛的关注。根据一份机构的调查数据显示，我国的大学生、高中生、初中生以及小学生的近视率分别占其总人数的80%、73%、73、27%。比这跟糟糕的情况是占调查人数近一半的家长和学生对保护视力缺乏相关基本知识，既不懂得提前预防也不明白近视的危害后果，所以导致42%的学生本来能够通过矫正技术来改善视力但却没有得到治疗而最终近视。根据国家教育部和卫生部的一个联合调查显示，我国青少年的近视发生率已经处于第二的位置，更为严重的是，人数处于全球之首。这些数据的公布得到了全社会的广泛关注同时也让人们不禁担忧起来。（二）、设计内容本次主要是设计一个基于单片机技术的超声波视力保护仪，它能够实现对学生坐姿是否规范，并且在不规范时进行报警的功能。本设计的主要原理是通过超声波传感器像书桌发出超声波，当超声波遇到书桌被反射时，超声波模块会再次接受到这个超声波，当接收到时，单片机将这段往返的时间差记下来，通过时间、声速的公式将距离换算出来，并由此判断学生坐姿是否规范。在本设计中，认为当学生带上保护仪后测到的距离如果小于25厘米，那么就判定学生的坐姿不规范，并进行声光报警，提示学生尽快改正坐姿。（三）、设计意义本文结合了本人大学期间所学的所有知识，通过单片机的控制来实现超声波测距视力保护仪，这不仅是一次对自我的展示，再大的方面，对预防近视也能起到应有的作用。本设计跟其他类型的视力保护设备相比具有方便携带、使用简单、测距准确的有点。2二、系统总体方案及硬件设计（一）、方案选择方案一：采用51单片机作为控制核心，配合片外结合超声波传感器模块、LCD1602液晶显示器模块、报警模块、晶振电路模块以及复位电路等模块而构成，由于51单片机再业界内已经具备了相当成熟的开发技术并且开发资料丰富，对于完成本次毕业设计是绝对有利的，另外该方案成本低廉，模块分明并且稳定性强。方案二：采用DSP芯片作为控制核心，DSP处理器顾名思义就是处理数字信号的处理器，它主要是将信号从模拟域变