視力保護(hù)器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 電子科學(xué)技術(shù)專業(yè)

目錄32528_WPSOffice_Level21緒論 327999_WPSOffice_Level22總體技術(shù)方案 412189_WPSOffice_Level22.1技術(shù)方案比較 48467_WPSOffice_Level12.2總體技術(shù)方案 66931_WPSOffice_Level23硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 630348_WPSOffice_Level23.1硬件總體原理框圖 631651_WPSOffice_Level23.2關(guān)鍵元件介紹 729128_WPSOffice_Level23.3電源電路設(shè)計(jì) 727999_WPSOffice_Level33.3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 729128_WPSOffice_Level13.3.2超聲波測(cè)距電路 926192_WPSOffice_Level13.3.3聲光報(bào)警提示電路 1011401_WPSOffice_Level13.3.4環(huán)境光強(qiáng)度采集電路 1125552_WPSOffice_Level13.3.5供電電路 1123373_WPSOffice_Level23.4總體電路原理圖 1226192_WPSOffice_Level24軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1311325_WPSOffice_Level24.1軟件設(shè)計(jì)思想 1311401_WPSOffice_Level24.2程序流程框圖 1324737_WPSOffice_Level24.3程序的實(shí)現(xiàn) 1425552_WPSOffice_Level25裝置樣機(jī)的制作與調(diào)試 16135_WPSOffice_Level26測(cè)試 1718831_WPSOffice_Level17總結(jié) 1827015_WPSOffice_Level2參考文獻(xiàn) 1915171_WPSOffice_Level1致謝 21視力保護(hù)器的設(shè)計(jì)摘要:當(dāng)下，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也隨之得到一定的進(jìn)步，在一定程度上改變了當(dāng)下社會(huì)的通訊結(jié)構(gòu)，但是也帶來了一些不利影響，最近幾年來，青少年近視出現(xiàn)低齡化趨向。青少年視力下降主要受以下幾個(gè)因素的影響：眼睛距書本過近、長(zhǎng)時(shí)間用眼、過度使用視屏終端、學(xué)習(xí)時(shí)光線太強(qiáng)或太弱等。此次設(shè)計(jì)主要針對(duì)解決青少年視力下降的問題，設(shè)計(jì)出一款視力保護(hù)器，保護(hù)器主體以單片機(jī)作為整體的控制核心，對(duì)整體硬件電路以及軟件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)操作。其中還包括超聲波測(cè)距儀模塊、光線檢測(cè)模塊、報(bào)警提示，模塊以及相應(yīng)的按鍵模塊組成。這一款視力保護(hù)器，主要是為了能夠加強(qiáng)青少年在學(xué)習(xí)過程中對(duì)于視力的保護(hù)。當(dāng)青少年距離桌面太近或者光線太強(qiáng)時(shí)進(jìn)行提醒。為了對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)行了實(shí)物的制作，在最后的調(diào)試環(huán)節(jié)，最后的結(jié)果顯示，這款視力保護(hù)器基本達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。從最后的系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果上來看，整體設(shè)計(jì)基本符合預(yù)期目標(biāo)，通過超聲波測(cè)距模塊以及光線檢測(cè)模塊的工作，可以在青少年過近或者所處環(huán)境太暗的狀態(tài)下進(jìn)行報(bào)警提示，在實(shí)際意義上做到了保護(hù)視力的主要目的。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；傳感器；定時(shí)器；超聲波DesignofvisualprotectorAbstract:Nowadays,thiseraiscalledtheinformationage.Inrecentyears,therapiddevelopmentofcomputernetworkcommunicationtechnologyhaschangedthecurrentsocialcommunicationstructuretoacertainextent,butithasalsobroughtsomeadverseeffects.Inrecentyears,youngpeople'smyopiaappearsatrendofyoungerage.Thevisualacuitydeclineofadolescentsismainlyaffectedbythefollowingfactors:tooclosetothebook,toolonguseofeyes,excessiveuseofvideoterminals,toostrongortooweaklearningtimeline,etc.Thisdesignmainlyaimsatsolvingtheproblemofyoungpeople'svisiondecline,anddesignsavisionprotector.Thisprotectormainlytakesthesinglechipcomputerasthecontrolcoreofthewholesystem,anddesignsandoperatesthewholehardwarecircuitandsoftwarecircuit.Italsoincludesultrasonicrangefindermodule,lightdetectionmodule,alarmprompt,moduleandthecorrespondingcasemodule.Thiseyesightprotectorismainlydesignedtoenhancetheprotectionofyoungpeople'seyesightinthelearningprocess.Remindteenagerswhentheyaretooclosetothedesktoporwhenthelightistoostrong.Inordertovalidatethedesign,theactualproductionwascarriedout.Inthefinaldebugginglink,thefinalresultsshowthatthevisionprotectorbasicallyachievesthedesiredgoal.Fromthefinalsystemdebuggingresults,theoveralldesignbasicallymeetstheexpectedgoals.Throughtheworkoftheultrasonicrangingmoduleandthelightdetectionmodule,thealarmwarningcanbegivenwhentheteenagersaretoocloseortheenvironmentistoodark.Inpracticalsense,themainpurposeofprotectingeyesightisachieved.Keywords:microcontroller;sensor;timer;ultrasou1緒論當(dāng)下電子科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，相對(duì)應(yīng)的電子設(shè)備層出不窮。在我們?nèi)粘Ｉ钪?，電子設(shè)備的使用范圍相當(dāng)廣泛的，這一現(xiàn)象一方面給人們的日常生活帶來了極大的便利，滿足了人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化需求。但是也帶來了一些不利的影響，由于長(zhǎng)期使用電子設(shè)備或通訊軟件，導(dǎo)致人們視力整體下降，尤其是在青少年人群中，近視的發(fā)病率日益提高。據(jù)有效統(tǒng)計(jì)，我國(guó)是近視發(fā)病率最高的國(guó)家之一，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在青少年群體中導(dǎo)致視力下降的主要原因是因?yàn)樽瞬粶?zhǔn)確，學(xué)習(xí)環(huán)境較差，光線強(qiáng)弱影響了對(duì)視力的保護(hù)。由于缺少家長(zhǎng)的監(jiān)督，學(xué)生自律性較差，導(dǎo)致近視率的提高。我國(guó)政府在對(duì)青少年視力保護(hù)的工作開展中重視度不夠，青少年由于日常學(xué)習(xí)，經(jīng)常用鹽，導(dǎo)致在全國(guó)近視眼人群中占據(jù)了較大比例，據(jù)調(diào)查，我國(guó)學(xué)生近視度數(shù)較高，而且人數(shù)沒有減少逐年遞增，遞增比例較大。這一問題需要引起政府的相關(guān)部門重點(diǎn)關(guān)注。為了能夠?yàn)閷W(xué)生減壓，對(duì)于廣大學(xué)生來說具有重要的實(shí)踐意義[1]。從目前市場(chǎng)上視力保護(hù)器的相關(guān)研究成果來看，類型較多，無論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都有一部分電子設(shè)備科技研究團(tuán)隊(duì)展開對(duì)視力保護(hù)器的研究，從研究成果上來看，在使用者操作過程中，一旦其坐姿不準(zhǔn)確或者距離目標(biāo)太近時(shí)，就會(huì)相應(yīng)的發(fā)出語音提示功能，不能夠滿足不同工作狀態(tài)下人們對(duì)于視力保護(hù)的要求。在對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)使用過程中的市場(chǎng)調(diào)研結(jié)果來看，視力保護(hù)器主要實(shí)現(xiàn)定時(shí)、感光、測(cè)距三種要求。為了滿足市場(chǎng)上對(duì)于視力保護(hù)器的使用需求，相關(guān)研究應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際所需，結(jié)合技術(shù)不行進(jìn)一步的研發(fā)工作。視力保護(hù)器發(fā)展具有廣闊的空間，具有重要的研究意義。根據(jù)市場(chǎng)的調(diào)查研究，現(xiàn)在有很多公司開始設(shè)計(jì)生產(chǎn)自己的視力保護(hù)器。市場(chǎng)上最常見的視力保護(hù)器分為機(jī)械式和電子式，如：在網(wǎng)上熱賣的“貓?zhí)印狈澜曌顺C正器就是采用機(jī)械式，產(chǎn)品夾在桌面上，下巴托抵住下巴防止低頭看書寫字，抵胸托防止身體靠在桌子上。但此產(chǎn)品有一定的安全隱患，長(zhǎng)期使用有可能造成青少年的頸椎和胸部造成傷害，只能進(jìn)行坐姿的矯正而不能從源頭上真正的保護(hù)視力[3]?；谝陨弦?，此次論文設(shè)計(jì)展開對(duì)視力保護(hù)器的研究工作，此次設(shè)計(jì)中主要是以單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心，在其他電路組成上，主要包括光線檢測(cè)模塊、超聲波測(cè)距儀模塊、報(bào)警提示電路模塊、按鍵模塊以及顯示器模塊電路。在光線檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)過程中，主要是利用光敏電阻來對(duì)使用者所處環(huán)境的光線強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)操作，在超聲波測(cè)距儀模塊，利用傳感器來檢測(cè)使用者與目標(biāo)物之間的距離。在使用前設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值，包括合適的光照強(qiáng)度以及距離，一旦在使用過程中，發(fā)現(xiàn)使用者環(huán)境的光照強(qiáng)度或者使用者與目標(biāo)物之間的距離經(jīng)過檢測(cè)，一旦小于或大于目標(biāo)數(shù)值，通過系統(tǒng)通信進(jìn)行報(bào)名去報(bào)警操作，來提醒使用者調(diào)整正確坐姿，根本上實(shí)現(xiàn)保護(hù)視力的作用。系統(tǒng)中相關(guān)數(shù)據(jù)信息的顯示操作主要是通過LCD1602液晶顯示，包括得主環(huán)境的關(guān)系線強(qiáng)度，需要者與目標(biāo)之間的距離。視力保護(hù)器在設(shè)計(jì)過程中主要滿足以下要求：第一利用光敏電阻來檢測(cè)環(huán)境那光線的強(qiáng)弱，一旦光線變?nèi)蹙蜁?huì)發(fā)出報(bào)警，第二測(cè)量使用者與目標(biāo)之間的距離，一旦低于設(shè)定距離就會(huì)發(fā)出提示，第三，當(dāng)學(xué)習(xí)時(shí)間超過一定的時(shí)間，提醒注意休息。2總體技術(shù)方案2.1技術(shù)方案比較方案一：圖2.1方案一圖方案二：圖2.2方案二圖第一種方案主要是采用采用市電220V為系統(tǒng)供電，市電容易獲取，但是考慮到整體電路的設(shè)計(jì)過程中，需要進(jìn)行5V的電壓輸入，如果運(yùn)用市電的話，需要進(jìn)行整體電路的降壓操作。采用光感度傳感器VEML6070，是手持設(shè)備、可穿戴設(shè)備以及健康監(jiān)控與健身設(shè)備的理想之選。從使用過程中來看，此種傳感器體積較小，使用過程較為便利，同時(shí)檢測(cè)精度較高，具有較強(qiáng)的實(shí)用意義。但因?yàn)槠潇`敏度高，所以價(jià)格也高且不宜購(gòu)買。在報(bào)警電路模塊，采用語音提示報(bào)警，用語音提示學(xué)生注意坐姿是否正確，光線是否合適，注意休息，符合人機(jī)交互習(xí)慣。使用過程較為便利，但是由于其開發(fā)成本較高，專業(yè)化的編程操作，不利于產(chǎn)品化的推廣。距離采集模塊設(shè)計(jì)中主要是利用紅外線傳感器作為距離檢測(cè)模塊，當(dāng)學(xué)生的坐姿出現(xiàn)一定的改變時(shí)，檢測(cè)模塊中，相關(guān)電流信息就會(huì)由高到低進(jìn)行轉(zhuǎn)化，傳入單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制工作，在整體使用過程中，紅外傳感器靈敏度較強(qiáng)，操作較為簡(jiǎn)單，對(duì)外界因素有抗干擾能力，但易受光源影響，價(jià)格低廉，但由于其過高的靈敏度，學(xué)生的坐姿只要稍微有點(diǎn)改變，報(bào)警器也會(huì)報(bào)警。第二種方案主要是采用采用5V電源為系統(tǒng)供電，經(jīng)過試驗(yàn)測(cè)得5V電壓能夠使單片機(jī)、AD轉(zhuǎn)換模塊、傳感器穩(wěn)定運(yùn)行。本設(shè)計(jì)通過USB電源輸出接口為系統(tǒng)供電，為了環(huán)保目的放棄使用3節(jié)5號(hào)1.5V干電池為系統(tǒng)供電。利用光敏電阻來檢測(cè)環(huán)境中的光線變化情況，使用較為方便，直流電壓和交流電壓都可以進(jìn)行使用。報(bào)警模塊的設(shè)計(jì)過程中，主要是利用蜂鳴器來對(duì)整體電路進(jìn)行報(bào)警提示工作，同時(shí)利用LCD進(jìn)行相關(guān)信息的現(xiàn)實(shí)操作。蜂鳴器以及LCD器件體積較小，適用于視力保護(hù)器的普及，能夠滿足系統(tǒng)的要求。在距離采集模塊，使用超聲波傳感器作為距離檢測(cè)模塊，超聲波傳感器的接收端將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器定時(shí)，利用時(shí)間差來計(jì)算距離。超聲波傳感器和熱釋電紅外傳感器價(jià)格差不多，不易受光源影響，安裝使用方便，能夠滿足系統(tǒng)要求。對(duì)比兩種方案的設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際操作中所遇到的情況，為了盡可能降低成本，提高系統(tǒng)使用效率，安裝輕便，所以采用方案二的設(shè)計(jì)。2.2總體技術(shù)方案經(jīng)過反復(fù)論證，我們最終確定了方案:（1）用USB供電;（2）用89C52單片機(jī)作主控制器;（3）用光敏電阻檢測(cè)光照強(qiáng)度;（4）用超聲檢測(cè)坐姿;（5）用LCD1602液晶顯示;（6）用蜂鳴器提醒。此次系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖如圖2.3所示。蜂鳴器報(bào)警模塊顯示模塊電源供電按鍵模塊蜂鳴器報(bào)警模塊顯示模塊電源供電按鍵模塊STC89C52STC89C52主控模塊溫度檢測(cè)模塊復(fù)位電路溫度檢測(cè)模塊復(fù)位電路LED提示模塊測(cè)距模塊LED提示模塊測(cè)距模塊晶振電路晶振電路圖2.3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖3硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1硬件總體原理框圖視力保護(hù)器要選擇多方面保護(hù)視力，以解決現(xiàn)有視力保護(hù)器功能過于單一的主要問題，具有三個(gè)功能：檢測(cè)光線強(qiáng)度、檢測(cè)頭部與書本的距離、學(xué)習(xí)時(shí)間計(jì)時(shí)，任意數(shù)據(jù)不符合設(shè)定值時(shí)，報(bào)警電路提示青少年注意用眼的習(xí)慣。系統(tǒng)的整體電路原理圖如圖3.1所示。LED2（光線）二進(jìn)制計(jì)數(shù)LED2（光線）二進(jìn)制計(jì)數(shù)分頻器振蕩器光線檢測(cè)報(bào)警器 報(bào)警器LED3（定時(shí)）定時(shí)器LED3（定時(shí)）定時(shí)器 LED4（距離）距離檢測(cè) LED4（距離）距離檢測(cè)圖3.1整體電路原理圖3.2關(guān)鍵元件介紹蜂鳴器在電路工作過程中，主要利用直流電壓進(jìn)行供電操作，使用范圍較廣，蜂鳴器作為發(fā)聲器，主要應(yīng)用于電路報(bào)警提示模塊的應(yīng)用，此次設(shè)計(jì)主要利用蜂鳴器來對(duì)視力保護(hù)器設(shè)計(jì)中，使用者在光線要求以及距離要求不符合的情況下進(jìn)行相應(yīng)的提示報(bào)警操作。3.3電源電路設(shè)計(jì)3.3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如下：其中EA直接接電源，表示先執(zhí)行片內(nèi)城西存儲(chǔ)器的程序。圖3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)電路主控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.2，整體電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫作過程中，用戶可以根據(jù)自身要求來相對(duì)應(yīng)的進(jìn)行程序的下載操作，在此同時(shí)還需要對(duì)內(nèi)部芯片進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試操作，這樣做也是為了保證單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器可以順利進(jìn)行操作。STC89C52系列的單片機(jī)兼容性強(qiáng)，為程序在線調(diào)試提供便利。單片機(jī)在應(yīng)用過程中，應(yīng)用范圍廣，所以將此應(yīng)用于STC89C52的設(shè)計(jì)，整體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)。復(fù)位電路主要是將整個(gè)電路狀態(tài)，恢復(fù)成初始狀態(tài)，通過此功能電路可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)習(xí)工作，處理器一旦開始商店，就是處于護(hù)衛(wèi)的狀態(tài)，所以一旦啟動(dòng)處理器就可以進(jìn)行復(fù)位操作。在此次設(shè)計(jì)方案中，在復(fù)位電路中當(dāng)按鍵按下之后，此時(shí)整個(gè)電路中，單片機(jī)的RST腳保持2個(gè)RTC周期為高電平，此時(shí)電路中的復(fù)位信號(hào)就會(huì)響應(yīng)，MCU會(huì)將單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)狀態(tài)恢復(fù)成默認(rèn)值。圖3.3單片機(jī)復(fù)位電路在單片機(jī)的工作過程中，為了在整體設(shè)計(jì)中提高整體單片機(jī)的工作頻率，在此次論文設(shè)計(jì)中，主要是通過采用無源晶振來作為整個(gè)電路的晶振部分，為了從整體上提高單片機(jī)內(nèi)部的工作效率，將系統(tǒng)配備有兩個(gè)電容來改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加快運(yùn)行速度。在啟動(dòng)程序之后必須進(jìn)行程序的讀取工作，處理器在讀取代碼的時(shí)候，周期就是處理器的節(jié)拍。處理器通過設(shè)計(jì)晶振電路，產(chǎn)生時(shí)鐘，而整個(gè)電子電路系統(tǒng)需要時(shí)鐘的作用，才可以進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)工作。作為整個(gè)處理器運(yùn)行的核心外圍電路，晶振電路在此次設(shè)計(jì)過程中，主要電路圖如3.4所示，單片機(jī)內(nèi)部有振源，但是出于此次設(shè)計(jì)考慮，在外部選擇了振源。圖3.4晶振電路3.3.2超聲波測(cè)距電路本設(shè)計(jì)采用HC-SR04超聲波測(cè)距模塊來檢測(cè)頭部和桌面的距離。超聲波的傳播速度較快，中相分辨率較高，超聲波不會(huì)受到環(huán)境色彩以及光照強(qiáng)度電磁場(chǎng)等因素的影響。即使被測(cè)物體處于光線昏暗、布滿灰塵等污染物同時(shí)受到電磁干擾等惡劣的環(huán)境下，超聲波依然能夠正常工作。超聲波在測(cè)距技術(shù)發(fā)展過程中，在其戰(zhàn)棋的工作過程中，主要利用機(jī)械方式以及電氣方式進(jìn)行工作。在測(cè)距接收端，將聲能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)行電路處理操作。超聲波傳感器利用壓電晶體的共振來工作。其原理圖如圖3.5所示。圖3.5超聲波檢測(cè)電路3.3.3聲光報(bào)警提示電路報(bào)警提示電路由一個(gè)9012型PNP三極管、限流電阻、蜂鳴器、LED燈組成。當(dāng)光線檢測(cè)、超聲波距離檢測(cè)發(fā)生異常就發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警提示操作，同時(shí)由于蜂鳴器的特性，給予其不同頻率的開通和關(guān)斷時(shí)間則會(huì)產(chǎn)生不同的聲音，用于提示學(xué)生注意用眼習(xí)慣，其原理圖如圖3.6所示。圖3.6聲光報(bào)警提示電路圖3.3.4環(huán)境光強(qiáng)度采集電路 光線檢測(cè)電路在構(gòu)成上主要包括光敏電阻、AD轉(zhuǎn)換模塊芯片、2K色環(huán)電阻組成。電壓的大小通過CH0引腳輸入給芯片，，同時(shí)STC89C52通過P1.5引腳向ADC0832的時(shí)鐘信號(hào)輸出端CLK輸入脈沖信號(hào)，芯片接收到時(shí)鐘信號(hào)，通過D0或D1口向單片機(jī)輸出數(shù)字信號(hào)。由于D0、D1口在通信時(shí)不能同時(shí)有效，所以可以將其并聯(lián)在一起使用。經(jīng)過AD采集模塊不斷地采集不同光線下的電壓值，從而找到符合教委規(guī)定學(xué)習(xí)環(huán)境的比較值。光線檢測(cè)電路如圖3.7所示。圖3.7光線檢測(cè)電路圖3.3.5供電電路在整個(gè)實(shí)物的設(shè)計(jì)過程中，由于實(shí)際使用中都是220V的交流電，因此本次系統(tǒng)的取電也采用220V交流，在全橋整流濾波之后，再通過三端穩(wěn)壓器L7805輸出5V給系統(tǒng)供電，如圖3.8所示主要是對(duì)供電電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖3.8供電電路3.4總體電路原理圖本設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)作為視力保護(hù)器的核心控制單元。圖3.9電路原理圖4軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1軟件設(shè)計(jì)思想在此次軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，主要是通過利用C語言作為系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)的編程語言，首先在Keil中新建一個(gè)工程并保存該工程，然后根據(jù)使用的單片機(jī)型號(hào)選擇Intel公司的51系列單片機(jī)，把該文件添加到工程中，進(jìn)行程序編寫，程序編寫完成后，在編譯之前更改操作中的設(shè)置，查看程序有無錯(cuò)誤。4.2程序流程框圖 圖4.1主程序設(shè)計(jì)流程圖（1）對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化操作；（2）若按下開始按鈕S3鍵，對(duì)光線、距離、定時(shí)等的值進(jìn)行判斷，若距離、光線、定時(shí)偏離設(shè)定值，則系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警提醒，報(bào)警結(jié)束后返回繼續(xù)監(jiān)測(cè)，若沒有變化，則繼續(xù)監(jiān)測(cè)，當(dāng)再次按下S3鍵時(shí)間暫停，停止檢測(cè)；（3）若按下S2鍵（設(shè)置鍵）進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置，設(shè)置各模塊的設(shè)定值，S2鍵數(shù)字加，S3鍵數(shù)字減，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置。4.3程序的實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)編程使用的軟件是KeilμVision4，在μVision下的操作大致包括以下4個(gè)環(huán)節(jié)：（1）創(chuàng)建項(xiàng)目和打開項(xiàng)目，并向其中添加文件。（2）編寫編輯源程序文件。（3）設(shè)置項(xiàng)目和文件的操作屬性。被設(shè)置的項(xiàng)目操作屬性包括：明確目標(biāo)芯片和系統(tǒng)的硬件環(huán)境、對(duì)項(xiàng)目輸出文件和清單文件提出要求、選擇項(xiàng)目的調(diào)試方法等。有時(shí)需要對(duì)項(xiàng)目中的個(gè)別文件單獨(dú)設(shè)置操作屬性.（4）項(xiàng)目制作，生成中間文件產(chǎn)物（可重新定位目標(biāo)文件、列表文件等）和最終文件產(chǎn)物。（5）項(xiàng)目調(diào)試。Keil軟件的編程通常有以下幾個(gè)步驟：第1步：在Keil中新建一個(gè)工程并保存該工程；第2步：根據(jù)使用的單片機(jī)型號(hào)選擇Intel公司的51系列單片機(jī)；第3步：新建一個(gè)文本文檔保存為.C格式，并把該文件添加到工程中，程序編寫；第4步：程序編寫完成后，在編譯之前更改操作中的設(shè)置，使其能生成.HEX文件，為Proteus仿真做準(zhǔn)備；第5步：進(jìn)行程序編譯，查看程序有無錯(cuò)誤。C語言與匯編語言相比較在程序可讀性和移植性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)它的編程周期也相對(duì)的較短[9]。豐富的函數(shù)數(shù)據(jù)庫為程序中函數(shù)的調(diào)用提供了方便，由于其代碼能夠通俗易懂且經(jīng)過系統(tǒng)的學(xué)過C語言的知識(shí)，所以編程起來較為簡(jiǎn)單。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用C語言為系統(tǒng)的編程語言。Keil有專門的仿真運(yùn)行工具，在代碼的功能邏輯設(shè)計(jì)完成后，就可以進(jìn)入仿真環(huán)境。如圖4.8所示。圖4.2調(diào)試一在開發(fā)工具的菜單欄View處，選擇WatchWindow，就可以對(duì)所要觀察的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。如下圖：圖4.3調(diào)試二在界面的右下方的Watch窗口，可以輸入想要觀察的變量數(shù)據(jù)，如下圖：圖4.4調(diào)試三輸入?yún)?shù)count，可以監(jiān)控此變量的在程序運(yùn)行時(shí)的變化，可以輸入多個(gè)變量進(jìn)行監(jiān)控，便于對(duì)運(yùn)行程序進(jìn)行監(jiān)控，如下圖：圖4.5調(diào)試四在工具欄有很多對(duì)于仿真運(yùn)行進(jìn)行調(diào)試的工具，這些都是便于我們進(jìn)行調(diào)試的按鈕。如下圖：圖4.6調(diào)試四經(jīng)過調(diào)試，系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確無誤后，我們將HEX代碼放入STC89C52單片機(jī)中。5裝置樣機(jī)的制作與調(diào)試系統(tǒng)仿真調(diào)試過程中，需要對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行整體測(cè)試工作，主要利用萬用表以及示波器來對(duì)電路板進(jìn)行整體調(diào)試工作，保障每個(gè)器件都可以在連接電源過程中正常工作，整體調(diào)試分為靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試。前者主要包括對(duì)所設(shè)計(jì)的面板進(jìn)行檢查，包括電源正負(fù)極是否正確連接，各個(gè)端口連接點(diǎn)是否正確，利用萬用表進(jìn)行相關(guān)電源的測(cè)試。避免由于一些細(xì)小的問題，導(dǎo)致電路出現(xiàn)短路或者未接通的電源問題，確保整個(gè)系統(tǒng)正常平穩(wěn)運(yùn)行。而后者則是在金泰條是沒有問題的基礎(chǔ)上，保證系統(tǒng)構(gòu)成的每個(gè)器件都能夠在正常狀態(tài)下工作，整體上完成系統(tǒng)開發(fā)的功能實(shí)現(xiàn)要求，同時(shí)提高整體系統(tǒng)的運(yùn)行性能。6測(cè)試將單片機(jī)放置到程序下載器上，通過USB口與電腦連接用STC_ISP_V480軟件將仿真調(diào)試過的程序下載到單片機(jī)中。下載完成后，對(duì)系統(tǒng)上電。在本設(shè)計(jì)中，設(shè)定的距離為30CM，使用時(shí)間為45分鐘。再按下系統(tǒng)開始工作鍵，系統(tǒng)開始進(jìn)行工作，開始使用計(jì)時(shí)。當(dāng)檢測(cè)到的信號(hào)不符合設(shè)定值，系統(tǒng)報(bào)警，提醒使用者注意用眼習(xí)慣[10]。當(dāng)按下暫停鍵時(shí)，系統(tǒng)暫停計(jì)時(shí)工作，若此時(shí)距離和光強(qiáng)不符合設(shè)定值，系統(tǒng)仍不會(huì)報(bào)警。在具體的調(diào)試過程中，設(shè)計(jì)采用超聲波測(cè)距模塊來檢測(cè)頭部和桌面的距離，并將距離實(shí)時(shí)顯示。在光照強(qiáng)度的調(diào)試過程中，主要通過人為的方式自動(dòng)控制涉及實(shí)物所處環(huán)境的光照亮度，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。針對(duì)時(shí)間的調(diào)試操作，主要是通過設(shè)計(jì)實(shí)物上的按鍵進(jìn)行調(diào)整操作。圖6.1實(shí)物圖7總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)以單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心，在其他電路組成上，主要包括光線檢測(cè)模塊、超聲波測(cè)距儀模塊、報(bào)警提示電路模塊、按鍵模塊以及顯示器模塊電路。等各個(gè)電路的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)工作。同時(shí)還進(jìn)行了實(shí)物的制作，來驗(yàn)證設(shè)計(jì)，基本完成了設(shè)計(jì)要求。但是也存在很多不足和改進(jìn)的地方:如電路板的一些端口出現(xiàn)虛焊,功能較為單一，不能進(jìn)行光強(qiáng)的調(diào)整，測(cè)試距離不精準(zhǔn)等等。下一步可以增加WIFI遠(yuǎn)程控制功能，