唐山师范学院本科毕业论文唐山师范学院本科毕业论文 唐山师范学院本科毕业论文 题 题题 题 目 目目
目 多功能视力保护器的设计
多功能视力保护器的设计多功能视力保护器的设计 多功能视力保护器的设计 学 学学 学 生 生生
生 刘盘石 刘盘石刘盘石 刘盘石
指导教师 指导教师指导教师 指导教师 崔乃忠 崔乃忠崔乃忠 崔乃忠 教授 教授教授 教授 年 年年 年 级 级级
级 2008级 级级 级 专 专专 专 业 业业
业 电子信息科学与技术
电子信息科学与技术电子信息科学与技术 电子信息科学与技术 系 系系 系 别 别别
别 物理系
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唐山师范学院物理系 2012年5月 2
郑重声明
郑重声明郑重声明 郑重声明
本人的毕业论文（设计）是在指导教师崔乃忠教授导下独立撰写 完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的 行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通 过网络接受公众的监督。特此郑重声明。 毕业论文（设计）作者（签名）：
年 月 日 3 目 目目 目 录 录录 录 摘要 摘要摘要
摘要 ............................................................... 1 1 11 1 引言 引言引言
引言 ............................................................ 1 1.1 选题背景 .................................................... 1 1.2 视力保护器的现状 ............................................ 2 1.3 本文主要研究内容 ............................................ 3 2 22 2
系统硬件设计
系统硬件设计系统硬件设计
系统硬件设计 .................................................... 3 2.1 89c52单片机简介 ............................................ 4 2.2 超声波测距报警电路 .......................................... 5 2.3 89c52单片机的中断系统 ...................................... 7 2.4 光线报警电路 ................................................ 8 2.4.1 光敏电阻控制电路 ........................................ 8
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文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 2.5 定时报警电路 ................................................ 9 2.5.1 单片机控制电路 ......................................... 10 ...................................... 11 3 3 3
3 开发系统软件设计
开发系统软件设计开发系统软件设计
开发系统软件设计 ............................................... 11 3.1 系统软件设计 ............................................... 11 3.2 主要程序介绍 ............................................... 15 4 44 4 结论 结论结论
结论 ........................................................... 18 参考文献
参考文献参考文献
参考文献 ....................................................... 19 致谢 致谢致谢 致
谢 .......................................................................................................... 20 外文页
外文页外文页 外文页
................................
................................................................ ........................................................ ................................................ ........................ 21
多功能视力保护器的设计 刘盘石 摘要 摘要摘要
摘要：本文提出了一种基于单片机的多功能视力保护器。讨论了89c52型单片机的硬
件电路和软件设计。并在此硬件基础上实现传感器报警电路、光线强度报警电路及定时报警 电路。目前各种单片机控制的理论和实际应用系统的设计正在引起人们的广泛关注。主要为 单片机的发展概况以及视力保护器的发展概况，并通过89c52单片机实现控制电路并利用c 语言编程产生脉冲的方法，以及利用单片机的定时功能和汇编语言实现定时的方法。可以知 道单片机控制的原理及设计和系统主要硬件组成部分及其作用，给出了整个系统软件流程图 和部分子程序流程图。介绍了该技术的应用前景和推广价值。而且提出了本系统尚需解决的
3word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。
文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 一些问题，并给出了可能解决这些问题的途径和方法。本设计以超声波技术为主要理论依据。 具体就视力保护器的理论与硬件的设计进行了研究。
基于实验室现有的硬件平台，本文的研究目标是完成多功能视力保护器的硬件开发与
设计，并完成相应的硬件制作。其研究内容分为两部分：对视力保护器的硬件设计和硬件制 作。在设计中存在着如何有效的提高视力保护以及对硬件电路准确调试的难点。在硬件设计 中，基于超声波技术设计的多功能视力保护器电路，通过超声波接收头对接收的超声波信号 进行调制输出，实现控制声光提示电路工作的理论研究有一定的研究意义。
本文设计出了基于超声波发射与接收技术的多功能视力保护器。通过实践证明该视力
保护器可行且可靠性良好，使用方便。本文期望通过该电子硬件的制作和理论的研究，能为 后期进一步设计多功能视力保护器并采取合理措施提高视力保护的有效性提供可靠和有效 的数据源和信息依据。 关键词
关键词关键词
关键词：传感器报警、光线强度报警、定时器、c语言 、超声波 引言 引言引言 引言
学生近视在我国已成为一个日益严重的社会问题。国家有关部门对许多职业 均有明确的视力要求，而一旦近视，花再多的钱医治也不可能恢复原有的视力。 专家认为造成学生近视的最主要原因是读写姿势不正确。国家教委规定：学生在 读写时，应在一定亮度下，眼睛离读物一尺，身离书桌一拳。学习压力如此之大， 学习时间如此之多，那么，有一个保护视力的装置便显得越来越重要。 2
1.1 选题背景
目前，青少年视力低下，已成为国内外共同关心的公共卫生问题。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“近视与盲只差一步”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。
因此我们进行了多功能视力保护器的研究设计。通过创造健康的读写环境和科学方式， 避免因长期读写(现代意义的读写包括：看书、写字、用电脑、看电视等)而导致的近视、驼 背、脊柱侧弯、斜视、颈椎病等疾病的发生和发展，用非医药的手段，防范和解除因不良读 写习惯，避免给人们身体带来伤害。
近视，作为一种现代通病，几乎没有办法根治它。目前的激光切除手术其实是伤害了人 体的自然完整，戕害着身心的健全。于是，百年来人们沿用着“玻璃凹凸”的笨办法维系着 人们对外界求索的目光。
研究表明，造成近视99％的原因，源自于孩子们平时读书、写字时坐姿不标准，导致
眼睛距离书本太近所致。大部分孩子喜欢趴在课桌上读写，并且老师、家长屡教不改，很难 扭转习惯，是家长一直头疼的事。 1.2 1.2 1.2
1.2 视力保护器的现状
视力保护器的现状视力保护器的现状 视力保护器的现状
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：在国内生产的视力保护器，又称坐视宝，它能有效的对使用者的坐姿不当进行语音提 示。还有国内一些厂家生产的坐姿矫正器。可以纠正看书，写字的不良坐姿。总体看来，国
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文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 内生产的视力保护器功能特点比较单一，与人们的个性化需求尚有很大的差距。故不能很好 的满足广大使用者的需求。
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。
研究证明，市场上真正的多功能视力保护器几乎没有。现有的产品只是侧重视力保护的 一方面，功能比较单一，不能从多个角度保护使用者的视力。
现在市场上设计的有以超声波技术为主要理论依据的视力保护器。它就具体就视力保护 器的理论与硬件的设计进行了研究。
3基于实验室现有的硬件平台，研究目标是完成多功能视力保护器的硬件开发与设计，并 完成相应的硬件制作。其研究内容分为两部分：对视力保护器的硬件设计和硬件制作。在设 计中存在着如何有效的提高视力保护以及对硬件电路准确调试的难点。在硬件设计中，基于 超声波技术设计的多功能视力保护器电路，通过超声波接收头对接收的超声波信号进行调制 输出，实现控制声光提示电路工作的理论研究有一定的研究意义。通过实践证明该视力保护 器可行且可靠性良好，使用方便但也存在一些问题，比如说没有光线控制报警的功能，光线 也是伤害学生的视力的一个重要因素。该设计通过该电子硬件的制作和理论的研究，能为后 期进一步设计多功能视力保护器并采取合理措施提高视力保护的有效性提供可靠和有效的 数据源和信息依据。
由于现在国内外大量的市场需求，视力保护器的起步才刚刚开始，存在很大的发展空间， 各个国家的很多公司均在此方面展开了研究，相信未来视力保护器一定会得到巨大的发展， 为广大的中小学生的视力保护做出根本的保障。[1] 1.3 1.3 1.3
1.3 本文主要研究内
本文主要研究内本文主要研究内 本文主要研究内容 容容
容 鉴于单片机芯片的智能处理功能本设计采用理论计算和实验验证的方法相结合的以单 片机芯片为核心的主体电路。首先是对各单元电路进行设计，并选择合适的元器件。在选择 元器件时，要注意所选芯片的性价比，对于电阻、电容等常用元件要先进行参数计算后再选 择。其次是设计整个电路，并在计算机上对各单元电路进行相应功能的调试仿真！其中单片 机芯片选用较为普遍的89c52型，传感器选用水银滚珠型重力传感器，光线报警选用光敏电 阻来实现，报警发声系统选用以HFC5219芯片为核心的发声硬件电路。在设计中利用8052 型单片机的定时功能即P3.4和P3.5的T0和T1，利用单片机的c语言进行编程。电路通过 编程实现自动复位。本次毕业设计的研究内容是设计一个多功能视力保护器。它具备以下功 能：
1．当使用者脸部与桌面之间的距离小于20CM时,电路将发出声音提示； 2．当读写环境光线照度不足时,电路将发出声音提示；
3．当使用时间达到45分钟时,电路自动发出声音提示,提醒使用者注意休息； 4．单片机的主频为6KHZ；电路测光报警的灵敏度可调； 5．电路可靠,要求通过计算机仿真并且能够实现相应的功能。
真正帮助学生做到国家教委规定：学生在读写时，应在一定亮度下，眼离读物一尺，身 离书桌一拳。 42
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文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 2 2
2 系统硬件设计
系统硬件设计系统硬件设计 系统硬件设计
硬件主要以89c52型单片机为核心，功能电路主要包括超声波测距报警电路、光线报
警电路、定时报警电路以及报警发声电路等核心电路。利用单片机的c语言。图2是本系统 设计的基本框图。[2] [3] 图2系统设计基本框图 2.1 8
2.1 82.1 8 2.1 89c 9c9c 9c5 55 52 22
2单片机简介
单片机简介单片机简介 单片机简介
89c52单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、
并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。 图2-1为89c52单片机的芯片原理图。 89c52单片机片内含有掩膜ROM型程序存储器。因为这种只读存储器中的程序要由单片
机生产厂制作芯片时为用户固化于片内，所以只适用于批量极大、程序要永久性保留且不会 修改的场合。其主要组成部分为：
5A．中央处理器(CPU)。它是单片机的核心，包括运算器和控制器两个主要组成部分，用 于实现运算和控制功能。运算器主要包括算术逻辑运算部件(ALU)、位处理器、累加器A、 寄存器B、缓存器TMP1和TMP2、程序状态字寄存器PSW以及十进制调整电路等。其主要功 能是实现数据的算术运算、逻辑运算、位操作及数据传送等。控制器主要由时钟和时序电路 以及一些控制寄存器组成。其主要功能是协调整个单片机的工作，产生时序脉冲和提供控制 信号等。
B．数据存储器。MCS-52系列单片机芯片数据存储器共有128个存储单元，用于存放可
读写的数据。为了与外部扩展的数据存储器相区别，通常称芯片内部的数据存储器为内部数 据存储器，简称内部RAM。
C．程序存储器。89c52芯片内部有4KB掩膜ROM用来存放程序和原始数据。通常称之 为内部程序存储器或内部ROM。
D．定时器/计数器。MCS-52共有两个16位的定时器/计数器，以实现定时和计数功能。 E．并行I/O口。MCS-52共有四个8位的I/O口(即P0、P1、P2和P3)，用以完成数据 的并行输入/输出。
F．串行I/O口。MCS-52有一个全双工串行口，以实现单片机和其他计算机或设备之间 的串行数据传送。
G．中断控制系统。MCS-52共有5个中断源，分高和低两个优先级别。[4] 2.2 2.2 2.2
2.2 超声波测距
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文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 超声波测距超声波测距 超声波测距报警电路 报警电路报警电路 报警电路
下面具体论述传感器的结构和工作原理。 图2-2的运用原理是：（1）采用I0口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号； （2）模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；（3）有信号返回，通过 IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离 =（高电平时间*声速（340M/S））/2; 6
图2-2.1超声波时序图
以上时序图表明你只需要提供一个10us以上的脉冲触发信号，该模块内部将发出8个
40KHZ周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号。回响信号的脉冲宽度 与所测距离成正比。由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。 当距离小于设定的距离时，触发报警发声电路工作，发出声音提醒该学生坐直，从而达 到保护该学生视力的目的。[5] [6] 7
图2-2超声波测距报警电路 2. 2.2. 2.3 33 3 8 88 89c 9c9c 9c5 55 52 22 2单片 单片单片
单片机的中断系
机的中断系机的中断系 机的中断系统 统统 统
(1)中断概述
中断是由硬件驱动或者软件驱动的信号，中断信号使C5416 DSP暂停正在执行的程序， 并进入中断服务程序(ISR)。C5416 DSP既支持软件中断也支持硬件中断： 由程序指令(INTR、TRAP或RESET)请求的软件中断。 ②由外部物理设备信号请求的硬件中断。
当同时有多个硬件中断被触发时，C5416 DSP按照中断优先级别的高低对它们进行服务。 (2)中断分类
7word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。
文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 ① 可屏蔽中断。② 非屏蔽中断。 (3)中断处理步骤
8① 接收中断请求。② 应答中断。③ 执行中断服务程序(ISR)。 (3)中断标志寄存器(IFR)
中断标志寄存器是一个存储映射的CPU寄存器，可以识别和清除有效的中断。当一个中 断出现时，IFR中的相应的中断标志位置1，直到CPU识别该中断为止。
该设计在软件编程中需用到单片机的中断系统和中断指令，具体指令和程序见下章。 2. 2.2. 2.4 44 4
光线报警电路
光线报警电路光线报警电路 光线报警电路
该电路分为光敏电阻控制电路和光线发声报警电路。其功能是完成由光敏电阻控制的电 路在条件满足时发出脉冲，该脉冲作用于89c52单片机的P1.0口，通过检测p1.0口是否为 高电平，由中断控制利用P1.1口给出满足发声电路需要的脉冲，再由发声电路发出声音提 醒学生光线太暗了，需要调节光的亮度，进而达到保护学生视力的目的。[7] 2. 2.2. 2.4 44 4.1 .1 .1
.1 光敏电阻控制电路
光敏电阻控制电路光敏电阻控制电路 光敏电阻控制电路
图2-3 光敏控制电路 图2-3是光敏控制电路原理图。当光敏电阻受到较强的光照照射时，光敏电阻阻值变低，
输出端输出高电平，为模拟信号，经1/4LM339（四电压比较器，用其中的一个即可）转换 成数字信号然后经反相器传给单片机，此时，传过去的信号为低电平，即光线正常时输出信 9号为低电平；当光敏电阻受到较弱的光照照射时，光敏电阻阻值为无穷大，输出电压为 Vce=0.7v，为低电平，经比较器输出为零，再经反相器作用后输出为1，即光线较暗淡时， 总的输出电压为高电平即1。反馈到单片机上，触发蜂鸣器报警。[8] 图2-4为LM339的结构图。其中LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压
比较器的特点是：(1)失调电压小，典型值为2mV；(2)电源电压范围宽，单电源为2-36V， 双电源电压为±1V-±18V；(3)对比较信号源的内阻限制较宽；(4)共模范围很大，为
0~(Ucc-1.5V)Vo；(5)差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；(6)输出端电位可灵 活方便地选用。
LM339集成块采用C-14型封装，图2-5.1为LM339原理图的外型及管脚排列。由于LM339 使用灵活，应用广泛，所以世界上各大IC生产厂、公司竟相推出自己的四相比较器，如 IR2339、ANI339、SF339等，它们的参数基本一致，可互换使用。 2. 2.2. 2.5 55
8word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。
文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 5 定时 定时定时 定时报警电路 报警电路报警电路 报警电路
报警电路分为单片机控制电路和报警发声电路。它主要通过单片机的定时计数功能完成 定时45分钟并使报警电路发出报警声，用以提醒学生休息！
89c52单片机内有两个可编程的定时器/计数器，满足诸如对外部脉冲进行记数，产生
精确的定时时间，作串行口的波特发生器等功能的需要。它们具有两种工作模式(计数器模 式和定时器模式)及4种工作方式(方式0，方式1，方式2，方式3)。其控制字均在相应的 特殊功能寄存器中，通过对它的特殊功能寄存器的编制，可以方便的选择适当的工作模式和 图2-4 LM339的结构图 10工作方式。
当定时器/计数器为定时工作方式时，计数器的加1信号由振荡器的12分频信号产生， 即每过一个机器周期，计数器加1，直至计数满溢出为止。显然，定时器的定时时间与系统 的振荡频率有关。因一个机器周期等于12个振荡周期，所以计数频率fcount=1/12osc。如 果晶振为12MHz，则计数周期为： T=1/（12×106）Hz×1/12=1μs
这是最短的定时周期。若要延长定时时间，则需要改变定时器的初值，并要适当选择定 时器的长度(如8位、13位、16位等)。
当定时器/计数器为计数工作方式时，通过引脚T0和T1对外部信号计数，外部脉冲的
下降沿将触发计数。计数器在每个机器周期的S5P2期间采样引脚输入电平。若一个机器周 期采样值为1，下一个机器周期采样值为0，则计数器加1。此后的机器周期S3P1期间，新 的计数值装入计数器。所以检测一个由1至0的跳变需要两个机器周期，故外部事年的最高 计数频率为振荡频率的1/24。例如，如果选用12MHz晶振，则最高计数频率为0.5MHz。虽 然对外部输入信号的占空比无特殊要求，但为了确保某给定电平在变化前至少被采样一次， 外部计数脉冲的高电平与低电平保持时间均需在一个机器周期以上。
工作方式控制寄存器TMOD用于控制定时器/计数器的工作模式及工作方式，它的字节地 址为89H。定时器/计数器的两个作用是用来精确的模拟一段时间间隔(作定时器用)或累计 外部输入的脉冲个数(作计数器用)。当作定时器用时，在其输入端输入周期固定的脉冲个数， 即可计算出所定时间的长度。当89c52内部的定时器/计数器被选定为定时器工作模式时， 记数输入信号是内部时钟脉冲，每个机器周期产生一个脉冲使计数器增1，因此，定时器/ 计数器的输入脉冲和机器周期一样，为时钟频率的1/12。本设计采用的时钟周期为6MHz， 记数速度为500KHz，输入脉冲的时间间隔为0.5秒。[10] 2. 2.2. 2.5 55 5.1 .1 .1
.1 单片机控制电路
单片机控制电路单片机控制电路 单片机控制电路
单片机控制电路由89c52单片机的P3.4和P3.5即T0和T1定时/计数器通过单片机的
9word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。
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100ms用T0定时设置T0工作方式1，30000次用T2计数，设T2工作方式为11。 T0的定时初值为：2^16-100ms/2us=15536=C3B0H； T1的计数初值为65536-30000=35536=8AD0H
其中T0为定时器，T1为计数器，定时器T0定时100ms后，计数器T1计数一次，此时， 11 定时器T0进行中断服务程序ZDT0进行定时器T0循环定时进入下一个定时周期，当满足又
一次定时满100ms时，再由计数器T1计数一次，如此循环下去，直到满足计数器T1计数 30000次，计数器T1进入中断服务程序ZDT1，其功能是使单片机的P3.0引脚发送一个脉冲 触发定时报警发声电路，由定时报警发声电路发出报警信号，使学生意识到已经学习了45 分钟了，需要休息一下，进而达到保护学生视力的目的。此时，学生应关闭视力保护器电源， 休息后在开启电源以进行节能。开启电源后，定时器T0和计数器T1进行到下一循环，对定 时器进行赋值，T0定时，T计数，再进行报警。 定时用的c语言程序见附录。 2.5.2 蜂鸣器
蜂鸣器蜂鸣器
蜂鸣器报警发声电路
报警发声电路报警发声电路 报警发声电路
图2-5 蜂鸣器报警发声电路 如图2-5所示，三极管主要是做驱动用的。因为单片机的IO口驱动能力不够让蜂鸣器
发出声音，所以我们通过三极管放大驱动电流，从而可以让蜂鸣器发出声音，利用单片机的 定时功能通过P3.3产生一个振荡脉冲方波，输出高电平，三极管导通，集电极电流通过蜂 鸣器让蜂鸣器发出声音，当输出低电平时，三极管截止，没有电流流过蜂鸣器，所以就不会 发出声音。 3 3 3
3 开发系统软件设计
开发系统软件设计开发系统软件设计 开发系统软件设计
由于简单的程序可以用汇编明显提高执行速度，但在大型程序开发时，需要考虑多方面 因素，工程开发周期等需要合理选择编程语言，所以本文主要采用单片机c语言来完成软件 设计和程序代码的编写，程序简单易懂，可执行性强。 3.1
系统软件设计
系统软件设计系统软件设计 系统软件设计 软件采用Keil Software，使用单片机汇编语言。因为汇编可以完成有些C语言完成不
12了的操作。程序中对时间要求苛刻的部分可以用内嵌汇编来重写，以促进速度上的显著提高。
但是，开发和测试汇编代码是一件辛苦的工作，它将花费更长的时间，因而要慎重选择要用 汇编的部分。一个合格的程序员应该是写出高质量标准化程序。
主程序的流程采用模块的方法设计，先规划出各功能子模块，然后各个击破，这也是软 件开发的方式，可以由简入难，比较符合人的思维习惯。
10word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。
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单片机控制电路由89c52单片机的P3.4和P3.5即T0和T1定时/计数器通过单片机的 汇编语言来实现！定时时间为45分钟，其计时初值可计算如下： 50*60=3000s=30000*100ms
100ms用T0定时设置T0工作方式1，30000次用T2计数，设T2工作方式为11。 T0的定时初值为：2^16-100ms/2us=15536=C3B0H； T1的计数初值为65536-30000=35536=8AD0H
其中T0为定时器，T1为计数器，定时器T0定时100ms后，计数器T1计数一次，此时， 定时器T0进行中断服务程序ZDT0进行定时器T0循环定时进入下一个定时周期，当满足又 一次定时满100ms时，再由计数器T1计数一次，如此循环下去，直到满足计数器T1计数 30000次，计数器T1进入中断服务程序ZDT1，其功能是使单片机的P3.0引脚发送一个脉冲 触发定时报警发声电路，由定时报警发声电路发出报警信号，使学生意识到已经学习了45 分钟了，需要休息一下，进而达到保护学生视力的目的。此时，学生应关闭视力保护器电源， 休息后在开启电源以进行节能。开启电源后，定时器T0和计数器T1进行到下一循环，对定 时器进行赋值，T0定时，T计数，再进行报警。 13 图 3-1 图 开始 定时器初始化
开中断，启动定时器 检测P1.0是否为高电平 等T0,T1中断请求 P1.0是高？
向P1.1发送2秒的高电平脉冲 ，进行报警 否 是 14 开始
到000BH执行 中断服务程序 定时器T0初始 化
定时100ms到？T0赋初值，向T1的计数端P3.5发送脉冲 开中断，启动
定时器T0硬件定时等中 断TF0是 否图
3-2 T0中断程序流程图 15 3. 3.3. 3.2
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主要程序介绍
主要程序介绍主要程序介绍 主要程序介绍
本设计采用c语言编写。c语言是一种计算机程序设计语言。它既有高级语言的特点， 又具有汇编语言的特点。它可以作为系统设计语言，编写工作系统应用程序，也可以作为应 用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。因此，它的应用范围广泛。 各个主要程序段介绍如下：
1．设计要求满足定时50分钟后报警，其初值计算如下： 开始 到0013H执行 中断服务程序 定时器T1初始 化
计数30000次
是否到？P3.3发出一个 脉冲触发报警 电路
开中断，启动
定时器T1硬件计数等中 断TF1是 否图
3-3 T1中断程序流程图
1650min*60=3000s=30000*100ms
100ms用T0定时设置T0工作方式1，30000次用T2计数，设T2工作方式为11。 T0的定时初值为：2^16-100ms/2us=15536=C3B0H； T1的计数初值为65536-30000=35536=8AD0H 2．程序为： //***********
液晶lcd显示****************// #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit trig=P2^0; sbit echo=P3^2; sbit baojing=P3^3; sbit lcdrs=P1^2; sbit lcdrw=P1^1; sbit lcden=P1^0; bit succeed_flag; //测量成功标志 uchar tH,tL; long xx; void lcd_delay(uchar x); void trig_delay() { 12word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 uchar i; for(i=100;i>1;i--); } void write_com(uchar com) //写命令函数 { lcdrs=0; P0=com; lcd_delay(20); lcden=1; 17 lcd_delay(20); lcden=0; } void write_date(uchar date) //写数据函数 { lcdrs=1; P0=date; lcd_delay(20); lcden=1; lcd_delay(20); lcden=0; } void init_lcd() //初始化函数 { lcden=0; //默认开始状态为关使能端，见时序图 lcdrw=0; //选择状态为 写 write_com(0x0f); write_com(0x38); //显示模式设置，默认为0x38,不用变。 write_com(0x01); //显示清屏，将上次的内容清除，默认为0x01. write_com(0x0c); //显示功能设置0x0f为开显示，显示光标，光标闪烁；0x0c 为开显示，不显光标，光标不闪 write_com(0x06); //设置光标状态默认0x06,为读一个字符光标加1. write_com(0x80); //设置初始化数据指针，是在读指令的操作里进行的 } void display() //显示函数 { uchar bai=0,shi=0,ge=0,xiao=0; bai=xx/1000; shi=xx%1000/100; ge=xx%100/10; xiao=xx%10; write_com(0x80); write_date('l'); write_date('o'); write_date('n'); 13word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 write_date('g'); write_date('='); write_date('0'+bai); write_date('0'+shi); write_date('0'+ge); write_date('.'); write_date('0'+xiao); 18} void lcd_delay(uchar x) { uint i,j; for(i=x;i>0;i--) for(j=10;j>0;j--); } void main() { init_lcd(); trig=0; //首先拉低脉冲输入引脚 TMOD=0x01; //定时器0，定时器1，16位工作方式 IT0=0; //由高电平变低电平，触发外部中断 //ET1=1; //打开定时器1中断 EX0=0; //关闭外部中断 EA=1; //打开总中断0 while(1) //程序循环 { uchar num=0,i; for(i=0;i<20;i++) { EA=0; trig=0; trig_delay(); trig=1; //产生一个20us的脉冲，在Trig引脚 while(echo==0); //等待Echo回波引脚变高电平 succeed_flag=0; //清测量成功标志 EX0=1; //打开外部中断 TH0=0; //定时器1清零 TL0=0; //定时器1清零 TR0=1; //启动定时器1 EA=1; while(TH0 < 30);//等待测量的结果，周期65.535毫秒（可用中断实现） TR0=0; //关闭定时器1 EX0=0; //关闭外部中断 if(succeed_flag==1) { 14word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 xx=((tH*256+tL)*340.0*12.0/11.0592/10000.0/2.0)*10; //微秒的单位除以58等于厘米 } //为什么除以58等于厘米， Y米=（X秒*344）/2 19 display(); // X 秒= （ 2*Y米）/344 ==》X秒=0.0058*Y米 ==》厘米=微秒/58 if(xx<200) num++; if(succeed_flag==0) { xx=0; //没有回波则清零 } } if(num>12) { baojing=0; num=0; } else { baojing=1; num=0; } } } //*************************************************************** //外部中断0，用做判断回波电平 INTO_() interrupt 0 // 外部中断是0号 { tH =TH0; //取出定时器的值 tL =TL0; //取出定时器的值 succeed_flag=1; //至成功测量的标志 EX0=0; //关闭外部中断 } //**************************************************************** 结论 结论结论 结论 本次毕业设计硬件上完成了一个89c52单片机的单通道语音信号处理平台的设计，并在 此平台上用单片机汇编语言进行软件设计，经过测试，基本满足设计目标，可以完成各项基 本功能。本系统开发空间大，接口方便，使用灵活，便于用户扩展功能。当然，由于时间关 系，本次设计的系统也有某些不太完善的地方，如光敏电阻的使用，也不能实现调节光度和 压缩浪费大量空间，有待进一步改善。 本文探索并实现了多功能视力保护器设计的完整过程。，该系统具有很高的使用价值， 15word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 很好地达到了设计的目的； 20本文创新点：1．发展了利用单片机设计视力保护器的思想，增加了单片机在现实生活 中的应用。利用光敏电阻电路产生脉冲，通过辅助坐直传感器帮组学生坐直进而校正其视力， 简单方便且不会产生系统稳定性方面的问题。 2．尽可能发挥系统优势，可以方便向其他功能扩展，也就是利用平台优势可以衍生更 多功能。 参考文献 参考文献参考文献 参考文献 [1] 家庭电子1998年合订本.[J]1999. 212-214 [2] 康华光.电子技术基础模拟部分.[M]北京：高等教育出版社，2005.1-20 [3] 康华光.电子技术基础数字部分.[M]北京：高等教育出版社，2005.40-60 [4] 电子工艺实习.[J]成都，2003.1-23 [5] 电子技术实验.[J] 成都， 2005.1-20 [6] 电子线路设计实验测试第二版.[M]武汉：华中科大出版社， 2002.1-40 [7] 赵健.实用声光电及无线电遥控电路300例.[J]北京：中国电力出版社，2005.90-100 [8] 郑浩，高静.怎样用万用电表检测电子元器件修订本.[J] 北京：人民邮电出版社， 2005.32-66 [9]全新实用电路集粹编辑委员会编著.全新实用电路集粹. [M]北京：机械工业出版社， 2006.56-74 [10] 王新贤.通用集成电路速查手册第二版.[M] 山东科学技术出版社,22-57 [11] The Institute of Electrical and Electronics Engineers,Inc.IEEE Std 802.3,2000 edition,2000.44-94 21 致 谢 伴随论文的完稿，紧张而又充实的大学生活也将随之结束，回忆在唐山师院的学习生活， 感触颇深。可以说，唐山的学习经历使我学到了许多更加珍贵的东西，这对我今后的学习工 作和人生道路的选择很有意义。 我的毕业论文撰写工作自始至终都是在崔乃忠老师全面、具体的指导下进行的。崔乃忠 老师知识渊博、待人热情，经常与我交流自己的想法，尽最大努力给予了我多方面指导。崔 乃忠老师严谨的治学态度和对工作兢兢业业、一丝不苟的精神将永远激励和鞭策我认真学 习、努力工作。 在和崔老师探讨问题过程中，崔老师的谆谆教导使我受益匪浅。在论文的写作过程中， 老师提出了许多宝贵的意见，并不辞辛苦多次加以修改。从他身上，我不仅学到了科学的学 习方式，还培养了不断追求创新的思维方式，同时教育了我要耐心的去干任何一件事，而不 是急于求成。在此，我要向我的老师致以最衷心的感谢和深深的敬意。 同时也感谢太军君老师和杨俊锋老师的关心和帮助，他们在论文开题答辩过程中提出了 很多宝贵的意见和建议。 最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位老师。 22 Student to use visual design of protection Liu panshi Directed by Vice-prof.Cui Naizhong Abstract: This paper presents a Multi-functional Sight protector based on Single-chip. Discussed the 89c52-based single-chip hardware circuit and software design. And hardware based 16word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 on this sensor alarm circuits, light intensity alarm circuit and alarm circuit from time to time. At present, single-chip microcomputer to control a variety of theoretical and practical application of system design is a cause for widespread concern. This paper introduces the development of SCM as well as the vision of the development of protective device, and control circuitry 89c52. This paper describes the use of c language programming methods have a pulse, and the use of single-chip timing function and assembly language to achieve the method from time to time. SCM can be a profound experience of the principles and design. Details of the hardware components of the system and its role, given the entire system software flowchart flow chart and some subroutines. Introduced the technology and promote the value of prospects. But the system still need to be put forward to solve some of the problems, and gives a possible way to solve these problems and methods. The design of ultrasonic technology as the main theory. Specific vision for the protection of the theory and hardware design of the study. Based on the laboratory's existing hardware platforms, the study aims to complete multi-functional vision for the protection of the hardware development and design and complete the corresponding hardware production. Its content is divided into two parts : the right vision for the protection of the hardware design and production of hardware. In the design of the existence of effective ways to protect and enhance vision for accurate circuit debugging difficult. In hardware design, based on ultrasonic technology of multi-circuit protection of eyesight, ultrasonic receiver through the first right to receive the ultrasonic signal modulation output. achieve sound and light control circuit theory study a certain significance. 23 This paper describes the design based on the ultrasonic transmitter and receiver technology for the protection of multi-functional vision. Practice has proven through the vision Protection feasible good reliability and convenient. In this paper, and hope that through the electronic 17word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 hardware production and theoretical research, for the latter part of the further design multifunctional vision for the protection and take reasonable measures to enhance the effectiveness of protection vision to provide reliable and effective source of data and information based. Keywords: Sensor alarm light intensity alarm timer c language Ultrasonic 18word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容