1.2 视力保护器的现状及其展望

就目前的状况来说，国内外均业已有许多电子科技公司自己都在生产本公司的视力保护器。就国内目前发展状况方面来说，比如说，有乌鲁木齐市旭之龙科技有限公司，该公司生产的“学生1.5视力保护器”也被称之为“坐视宝”，当使用者的坐姿不正确时，它能及时而有效的发出语音提醒。也还有深圳市华恒电子有限公司的“MS-3032坐姿矫正器”，矫正作业和阅读时的不良坐姿。然而，从总体状况来说，国内生产的视力保护器的功能不够丰富，甚至可以说是单一，但人们多视力保护器的多样化和个性化要求是日益增长的，故而相矛盾。从国外方面来说，他们也十分地重视对视力保护的研究。然而，他们更加倾向于对产生近视原因的思考和研究。他们普遍认为可以通过合理的饮食营养搭配，例如多吃鱼和新鲜蔬菜，和正确的学习习惯，能降低近视发生的概率。

经市场的调研表明，真正功能丰富视力保护器在广大的销售市场上是不存在的。现有的视力保护器只能实现多功能视力保护器的三大目标（定时、感光、测距）的某一个方面，功能不全面，不突出。基于以上的因素，视力保护器存在着大量的市场需求，对于视力保护器的研究和开发才处于刚刚起步的阶段，还有着很大的发展空间。在经过广大市场需求的刺激和国家大力支持此项研究的前提下，多视力保护器的发展将是十分巨大的，同时也即将为广大学子的视力问题作出很好的预防效果。

1.3 主要研究内容

因单片机普遍地具有智能处理的功能，能满足人们基础的设计需求。故而本次的设计以单片机芯片为核心，结合了理论指导和实验验证两方面的优点。首先是各个电路模块和所需的元器件的选择，同时也需对电路模块的元器件的电阻值，电容量进行大致范围的估算。进行了初步的范围的筛选后再进行进一步的精确的选择，最后确定使用。接着对各个单元电路进行调整组合，使之形成完整的电路模式，且在计算机上进行调试和仿真。单片机选择C51型，以光敏电阻来判定光照值是否达到国家标准来实现对光线强弱的警报，以水银滚珠型重力传感器来实现垂直电路从而达到对使用者坐姿的检验，以C51单片机的定时和汇编功能来实现对使用者使用时间的判定,以编程的方式来实现电路的自动复位。本次设计的多功能视力保护器主要能实现

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以下几种功能：

（1）自动检测使用者的头部与书桌的距离，当使用者的头部与书桌的距离 过近即小于25cm时，报警闪光，提醒使用者调整坐姿。

（2）自动检测光线强度，当光线强度小于国家标准1001X，报警闪光， 提醒使用者调整光线强度。

（3）自动检测学习时间，当使用者使用的时间达到了本设计初始设定的45分钟，报警发生电路报警闪光，提醒使用者需要进行适当的休息，比如向远处眺望，来保护视力。

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第二章 系统硬件设计

本设计的硬件设计系统是以8051单片机为核心，同时由定时报警电路

系统、光线报警电路系统、传感器辅助坐直报警电路系统、报警发声电路系统这四个局部的电路系统而共同组成了视力保护器的硬件设计部分。设计基本框图如下所示：

图2-1系统设计基本框图

2.1 AT89C51简介

89C51型单片机是一种八位单片机。优点较多，例如：体积小，功能较为完善，同时能面向控制，且开发应用十分方便，不论是在测控理论或者是应用方面，都是较为理想的，是一种不错的选择。中央处理器、储存器、并串行口、定时器/计数器、中断系统构成了C51的主要组成部分。数据总线、控制总线以及地址总线是C51单片机的三条总线，具有很好的完整性。

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图2-2 89C581单片机内部结构

上图为89C51内部结构，由以下几个部分组成：

（1）1个8位中央处理器（CPU）。运算器和控制器是CPU的核心，构成了其组成部分的主要器件。同时其内部的运算器有个一个布尔处理器，能进行位数据操作。同时面向控制的能力大幅的增强。因此既能对字节数据进行处理，也能对位变量进行处理。

（2）程序存储器（片内ROM）。其主要的功能是储存程序和表格以及常数等。多见的是采用的是只读储存器，且类型多种多样。

（3）数据存储器（片内RAM）。可以快速的储存数据、工作时的变量、中间结果。简而言之就是数据暂存、缓冲、标志位等。

（4）并行输入/输出接口。主要是由四个八位并行输入/输出口组成，主要功能是实现数据的并行输入和输出。

（5）串行输入/输出接口。该接口是全双工串行口。主要是用来实现单片机与其他的微机之间的串行通信，形成多台计算机互联系统。

(6)定时器/计数器。是由两个定时器/计数器T0与T1组成。可以实现精确的定时控制和外部事件的计数。

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