多功能視力保護器的設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p>　　題 目 多功能視力保護器的設(shè)計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.1 選題背景1</p>

2、<p>　　1.2 視力保護器的現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 本文主要研究內(nèi)容3</p><p>　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計3</p><p>　　2.1 89c52單片機簡介4</p><p>　　2.2 超聲波測距報警電路5</p><p>　　2.3 89c52單片機的中斷系統(tǒng)

3、6</p><p>　　2.4 光線報警電路7</p><p>　　2.4.1 光敏電阻控制電路7</p><p>　　2.4.2 光線發(fā)聲報警電路9</p><p>　　2.5 定時報警電路9</p><p>　　2.5.1 單片機控制電路10</p><p>　　2.5

4、.2定時器報警發(fā)聲電路11</p><p>　　3 開發(fā)系統(tǒng)軟件設(shè)計12</p><p>　　3.1 關(guān)于本系統(tǒng)的開發(fā)軟件簡介12</p><p>　　3.2 Keil Software安裝及輔助單片機設(shè)計的方法概述14</p><p>　　3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計14</p><p>　　3.4 主要

5、程序介紹18</p><p><b>　　4 結(jié)論22</b></p><p><b>　　參考文獻23</b></p><p><b>　　致謝24</b></p><p><b>　　外文頁25</b></p><p&g

6、t;　　多功能視力保護器的設(shè)計</p><p>　　摘要：本文提出了一種基于單片機的多功能視力保護器。討論了89c52型單片機的硬件電路和軟件設(shè)計。并在此硬件基礎(chǔ)上實現(xiàn)傳感器報警電路、光線強度報警電路及定時報警電路。目前各種單片機控制的理論和實際應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計正在引起人們的廣泛關(guān)注。主要為單片機的發(fā)展概況以及視力保護器的發(fā)展概況，并通過89c52單片機實現(xiàn)控制電路并利用c語言編程產(chǎn)生脈沖的方法，以及利用單片機的定

7、時功能和匯編語言實現(xiàn)定時的方法?？梢灾绬纹瑱C控制的原理及設(shè)計和系統(tǒng)主要硬件組成部分及其作用，給出了整個系統(tǒng)軟件流程圖和部分子程序流程圖。介紹了該技術(shù)的應(yīng)用前景和推廣價值。而且提出了本系統(tǒng)尚需解決的一些問題，并給出了可能解決這些問題的途徑和方法。本設(shè)計以超聲波技術(shù)為主要理論依據(jù)。具體就視力保護器的理論與硬件的設(shè)計進行了研究。</p><p>　　基于實驗室現(xiàn)有的硬件平臺，本文的研究目標是完成多功能視力保護器的硬件

8、開發(fā)與設(shè)計，并完成相應(yīng)的硬件制作。其研究內(nèi)容分為兩部分：對視力保護器的硬件設(shè)計和硬件制作。在設(shè)計中存在著如何有效的提高視力保護以及對硬件電路準確調(diào)試的難點。在硬件設(shè)計中，基于超聲波技術(shù)設(shè)計的多功能視力保護器電路，通過超聲波接收頭對接收的超聲波信號進行調(diào)制輸出，實現(xiàn)控制聲光提示電路工作的理論研究有一定的研究意義。</p><p>　　本文設(shè)計出了基于超聲波發(fā)射與接收技術(shù)的多功能視力保護器。通過實踐證明該視力保護器可

9、行且可靠性良好，使用方便。本文期望通過該電子硬件的制作和理論的研究，能為后期進一步設(shè)計多功能視力保護器并采取合理措施提高視力保護的有效性提供可靠和有效的數(shù)據(jù)源和信息依據(jù)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：傳感器報警、光線強度報警、定時器、c語言 、超聲波</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　學(xué)生近視在我國已成為一個日益嚴重

10、的社會問題。國家有關(guān)部門對許多職業(yè)均有明確的視力要求，而一旦近視，花再多的錢醫(yī)治也不可能恢復(fù)原有的視力。專家認為造成學(xué)生近視的最主要原因是讀寫姿勢不正確。國家教委規(guī)定：學(xué)生在讀寫時，應(yīng)在一定亮度下，眼睛離讀物一尺，身離書桌一拳。學(xué)習(xí)壓力如此之大，學(xué)習(xí)時間如此之多，那么，有一個保護視力的裝置便顯得越來越重要。</p><p><b>　　1.1 選題背景</b></p><

11、;p>　　目前，青少年視力低下，已成為國內(nèi)外共同關(guān)心的公共衛(wèi)生問題。調(diào)查顯示 50%以上的學(xué)生及家長缺乏視力保健最基本的科普知識，不懂得“近視與盲只差一步”的危害性，因而有 41.6%視力低下的學(xué)生并未采取任何矯正措施，又缺專業(yè)機構(gòu)的治療。</p><p>　　因此我們進行了多功能視力保護器的研究設(shè)計。通過創(chuàng)造健康的讀寫環(huán)境和科學(xué)方式，避免因長期讀寫(現(xiàn)代意義的讀寫包括：看書、寫字、用電腦、看電視等)而導(dǎo)致

12、的近視、駝背、脊柱側(cè)彎、斜視、頸椎病等疾病的發(fā)生和發(fā)展，用非醫(yī)藥的手段，防范和解除因不良讀寫習(xí)慣，避免給人們身體帶來傷害。</p><p>　　近視，作為一種現(xiàn)代通病，幾乎沒有辦法根治它。目前的激光切除手術(shù)其實是傷害了人體的自然完整，戕害著身心的健全。于是，百年來人們沿用著“玻璃凹凸”的笨辦法維系著人們對外界求索的目光。 </p><p>　　研究表明，造成近視99％的原因，源自于孩子們平

13、時讀書、寫字時坐姿不標準，導(dǎo)致眼睛距離書本太近所致。大部分孩子喜歡趴在課桌上讀寫，并且老師、家長屢教不改，很難扭轉(zhuǎn)習(xí)慣，是家長一直頭疼的事。</p><p>　　1.2 視力保護器的現(xiàn)狀</p><p>　　現(xiàn)在國內(nèi)外已經(jīng)有許多電子公司都有自己公司生產(chǎn)的視力保護器。國內(nèi)這方面的研究現(xiàn)狀為：在國內(nèi)生產(chǎn)的視力保護器，又稱坐視寶，它能有效的對使用者的坐姿不當進行語音提示。還有國內(nèi)一些廠家生產(chǎn)的

14、坐姿矯正器。可以糾正看書，寫字的不良坐姿。總體看來，國內(nèi)生產(chǎn)的視力保護器功能特點比較單一，與人們的個性化需求尚有很大的差距。故不能很好的滿足廣大使用者的需求。</p><p>　　國外也致力于對保護視力的研究，但是他們更側(cè)重于對近視原因的研究。美國德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心何于光博士表示，吃魚和新鮮蔬菜能夠保護視力，降低發(fā)生近視的概率。他們認為通過合理的飲食營養(yǎng)搭配，以及正確的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對視力的保護能起到事半功倍的

15、作用。</p><p>　　研究證明，市場上真正的多功能視力保護器幾乎沒有。現(xiàn)有的產(chǎn)品只是側(cè)重視力保護的一方面，功能比較單一，不能從多個角度保護使用者的視力。</p><p>　　現(xiàn)在市場上設(shè)計的有以超聲波技術(shù)為主要理論依據(jù)的視力保護器。它就具體就視力保護器的理論與硬件的設(shè)計進行了研究。</p><p>　　基于實驗室現(xiàn)有的硬件平臺，研究目標是完成多功能視力保護器的

16、硬件開發(fā)與設(shè)計，并完成相應(yīng)的硬件制作。其研究內(nèi)容分為兩部分：對視力保護器的硬件設(shè)計和硬件制作。在設(shè)計中存在著如何有效的提高視力保護以及對硬件電路準確調(diào)試的難點。在硬件設(shè)計中，基于超聲波技術(shù)設(shè)計的多功能視力保護器電路，通過超聲波接收頭對接收的超聲波信號進行調(diào)制輸出，實現(xiàn)控制聲光提示電路工作的理論研究有一定的研究意義。通過實踐證明該視力保護器可行且可靠性良好，使用方便但也存在一些問題，比如說沒有光線控制報警的功能，光線也是傷害學(xué)生的視力的一

17、個重要因素。該設(shè)計通過該電子硬件的制作和理論的研究，能為后期進一步設(shè)計多功能視力保護器并采取合理措施提高視力保護的有效性提供可靠和有效的數(shù)據(jù)源和信息依據(jù)。</p><p>　　由于現(xiàn)在國內(nèi)外大量的市場需求，視力保護器的起步才剛剛開始，存在很大的發(fā)展空間，各個國家的很多公司均在此方面展開了研究，相信未來視力保護器一定會得到巨大的發(fā)展，為廣大的中小學(xué)生的視力保護做出根本的保障。[1]</p><p

18、>　　1.3 本文主要研究內(nèi)容</p><p>　　鑒于單片機芯片的智能處理功能本設(shè)計采用理論計算和實驗驗證的方法相結(jié)合的以單片機芯片為核心的主體電路。首先是對各單元電路進行設(shè)計，并選擇合適的元器件。在選擇元器件時，要注意所選芯片的性價比，對于電阻、電容等常用元件要先進行參數(shù)計算后再選擇。其次是設(shè)計整個電路，并在計算機上對各單元電路進行相應(yīng)功能的調(diào)試仿真！其中單片機芯片選用較為普遍的89c52型，傳感器選

19、用水銀滾珠型重力傳感器，光線報警選用光敏電阻來實現(xiàn)，報警發(fā)聲系統(tǒng)選用以HFC5219芯片為核心的發(fā)聲硬件電路。在設(shè)計中利用8052型單片機的定時功能即P3.4和P3.5的T0和T1，利用單片機的c語言進行編程。電路通過編程實現(xiàn)自動復(fù)位。本次畢業(yè)設(shè)計的研究內(nèi)容是設(shè)計一個多功能視力保護器。它具備以下功能：</p><p>　　1．當使用者臉部與桌面之間的距離小于20CM時,電路將發(fā)出聲音提示； </p>

20、<p>　　2．當讀寫環(huán)境光線照度不足時,電路將發(fā)出聲音提示； </p><p>　　3．當使用時間達到45分鐘時,電路自動發(fā)出聲音提示,提醒使用者注意休息； </p><p>　　4．單片機的主頻為6KHZ；電路測光報警的靈敏度可調(diào)； </p><p>　　5．電路可靠,要求通過計算機仿真并且能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。</p><p>

21、;　　真正幫助學(xué)生做到國家教委規(guī)定：學(xué)生在讀寫時，應(yīng)在一定亮度下，眼離讀物一尺，身離書桌一拳。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計</b></p><p>　　硬件主要以89c52型單片機為核心，功能電路主要包括超聲波測距報警電路、光線報警電路、定時報警電路以及報警發(fā)聲電路等核心電路。利用單片機的c語言。圖2是本系統(tǒng)設(shè)計的基本框圖。[2] [3]</

22、p><p>　　圖2系統(tǒng)設(shè)計基本框圖</p><p>　　2.1 89c52單片機簡介</p><p>　　89c52單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線。</p><p>　　圖2-1為89c52單片機的芯片原理圖。<

23、;/p><p>　　89c52單片機片內(nèi)含有掩膜ROM型程序存儲器。因為這種只讀存儲器中的程序要由單片機生產(chǎn)廠制作芯片時為用戶固化于片內(nèi)，所以只適用于批量極大、程序要永久性保留且不會修改的場合。其主要組成部分為：</p><p>　　A．中央處理器(CPU)。它是單片機的核心，包括運算器和控制器兩個主要組成部分，用于實現(xiàn)運算和控制功能。運算器主要包括算術(shù)邏輯運算部件(ALU)、位處理器、累加器

24、A、寄存器B、緩存器TMP1和TMP2、程序狀態(tài)字寄存器PSW以及十進制調(diào)整電路等。其主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)運算、邏輯運算、位操作及數(shù)據(jù)傳送等。控制器主要由時鐘和時序電路以及一些控制寄存器組成。其主要功能是協(xié)調(diào)整個單片機的工作，產(chǎn)生時序脈沖和提供控制信號等。</p><p>　　B．數(shù)據(jù)存儲器。MCS-52系列單片機芯片數(shù)據(jù)存儲器共有128個存儲單元，用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)。為了與外部擴展的數(shù)據(jù)存儲器相區(qū)別，通常

25、稱芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲器為內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，簡稱內(nèi)部RAM。</p><p>　　C．程序存儲器。89c52芯片內(nèi)部有4KB掩膜ROM用來存放程序和原始數(shù)據(jù)。通常稱之為內(nèi)部程序存儲器或內(nèi)部ROM。</p><p>　　D．定時器/計數(shù)器。MCS-52共有兩個16位的定時器/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時和計數(shù)功能。</p><p>　　E．并行I/O口。MCS-52共有四個8位的I

26、/O口(即P0、P1、P2和P3)，用以完成數(shù)據(jù)的并行輸入/輸出。</p><p>　　F．串行I/O口。MCS-52有一個全雙工串行口，以實現(xiàn)單片機和其他計算機或設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。</p><p>　　G．中斷控制系統(tǒng)。MCS-52共有5個中斷源，分高和低兩個優(yōu)先級別。[4]</p><p>　　2.2 超聲波測距報警電路</p><p

27、>　　下面具體論述傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。</p><p>　　圖2-2的運用原理是：（1）采用I0口TRIG觸發(fā)測距，給至少10us的高電平信號；（2）模塊自動發(fā)送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號返回；（3）有信號返回，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平吃醋的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。測試距離=（高電平時間*聲速（340M/S））/2;</p><p>　　圖

28、2-2.1超聲波時序圖</p><p>　　以上時序圖表明你只需要提供一個10us以上的脈沖觸發(fā)信號，該模塊內(nèi)部將發(fā)出8個40KHZ周期電平并檢測回波。一旦檢測到有回波信號則輸出回響信號。回響信號的脈沖寬度與所測距離成正比。由此通過發(fā)射信號到收到的回響信號時間間隔可以計算得到距離。</p><p>　　當距離小于設(shè)定的距離時，觸發(fā)報警發(fā)聲電路工作，發(fā)出聲音提醒該學(xué)生坐直，從而達到保護該學(xué)生

29、視力的目的。[5] [6]</p><p>　　圖2-2超聲波測距報警電路</p><p>　　2.3 89c52單片機的中斷系統(tǒng)</p><p><b>　　(1)中斷概述</b></p><p>　　中斷是由硬件驅(qū)動或者軟件驅(qū)動的信號，中斷信號使C5416 DSP暫停正在執(zhí)行的程序，并進入中斷服務(wù)程序(ISR)。C

30、5416 DSP既支持軟件中斷也支持硬件中斷：</p><p>　　由程序指令(INTR、TRAP或RESET)請求的軟件中斷。</p><p>　?、谟赏獠课锢碓O(shè)備信號請求的硬件中斷。</p><p>　　當同時有多個硬件中斷被觸發(fā)時，C5416 DSP按照中斷優(yōu)先級別的高低對它們進行服務(wù)。</p><p><b>　　(2)中斷

31、分類</b></p><p>　?、?可屏蔽中斷。② 非屏蔽中斷。</p><p><b>　　(3)中斷處理步驟</b></p><p>　?、?接收中斷請求。② 應(yīng)答中斷。③ 執(zhí)行中斷服務(wù)程序(ISR)。</p><p>　　(3)中斷標志寄存器(IFR)</p><p>　　中斷

32、標志寄存器是一個存儲映射的CPU寄存器，可以識別和清除有效的中斷。當一個中斷出現(xiàn)時，IFR中的相應(yīng)的中斷標志位置1，直到CPU識別該中斷為止。</p><p>　　該設(shè)計在軟件編程中需用到單片機的中斷系統(tǒng)和中斷指令，具體指令和程序見下章。</p><p>　　2.4 光線報警電路</p><p>　　該電路分為光敏電阻控制電路和光線發(fā)聲報警電路。其功能是完成由光敏

33、電阻控制的電路在條件滿足時發(fā)出脈沖，該脈沖作用于89c52單片機的P1.0口，通過檢測p1.0口是否為高電平，由中斷控制利用P1.1口給出滿足發(fā)聲電路需要的脈沖，再由發(fā)聲電路發(fā)出聲音提醒學(xué)生光線太暗了，需要調(diào)節(jié)光的亮度，進而達到保護學(xué)生視力的目的。[7]</p><p>　　2.4.1 光敏電阻控制電路</p><p>　　圖2-5是光敏控制電路原理圖。當光敏電阻受到較強的光照照射時，光

34、敏電阻阻值低于百歐姆級時，三極管B極電壓較低，三極管截止，輸出端輸出高電平，為模擬信號，經(jīng)1/4LM339（四電壓比較器，用其中的一個即可）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號然后經(jīng)反相器傳給單片機，此時，傳過去的信號為低電平，即光線正常時輸出信號為低電平；當光敏電阻受到較弱的光照照射時，光敏電阻阻值為無窮大，三極管B極電壓很大，三極管導(dǎo)通，輸出電壓為Vce=0.7v，為低電平，經(jīng)比較器輸出為零，再經(jīng)反相器作用后輸出為1，即光線較暗淡時，總的輸出電壓為高電平

35、即1。[8]</p><p>　　圖2-5.1為LM339的結(jié)構(gòu)圖。其中LM339集成塊內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器，該電壓比較器的特點是：(1)失調(diào)電壓小，典型值為2mV；(2)電源電壓范圍寬，單電源為2-36V，雙電源電壓為±1V-±18V；(3)對比較信號源的內(nèi)阻限制較寬；(4)共模范圍很大，為0~(Ucc-1.5V)Vo；(5)差動輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓；(6)輸出端電

36、位可靈活方便地選用。</p><p>　　LM339集成塊采用C-14型封裝，圖2-5.1為LM339原理圖的外型及管腳排列。由于LM339使用靈活，應(yīng)用廣泛，所以世界上各大IC生產(chǎn)廠、公司竟相推出自己的四相比較器，如IR2339、ANI339、SF339等，它們的參數(shù)基本一致，可互換使用。</p><p>　　2.4.2 光線發(fā)聲報警電路</p><p>　　如

37、圖2-6光線報警發(fā)聲電路原理圖中所示，IC2采用COMS大規(guī)模語音集成電路KD-56028，它內(nèi)儲有“請注意近視，快把燈光調(diào)亮”的語音信號。當有高電平信號加至其TG端時，它隨即播出內(nèi)存的語音信號，經(jīng)VT1，VT2放大后，驅(qū)動揚聲器B發(fā)出該提醒語句，同時，LED1閃爍發(fā)光。</p><p>　　使用本提醒器時，合上開關(guān)SB，則CD4060在加上電源的同時，也通過C1，R1微分網(wǎng)絡(luò)對器件進行了計數(shù)清零(有微分正脈沖加

38、至復(fù)位端R)。調(diào)節(jié)R4時，若嫌Q12的輸出定時15min過長，也可從CD4060的Q9端引出分頻脈沖，使脈沖周期為112.5s。調(diào)準Q9后，Q12，Q13，Q14將分別輸出15，30，60min的定時脈沖。</p><p>　　供電電源采用6F22型6V疊層電池。KD-56028的工作電壓為2.4~5V，為保證其使用安全，在供電通路上串接了兩只1N4001二極管，用以降低使用電壓。</p><

39、p>　　R采用RTX-1/8W型碳膜電阻器；R4選用WH7型微調(diào)電位器； VT1，VT2分別選用9013（NPN）和9012（PNP型）晶體三極管；要求h>=100；B采用YD57-2型電動式揚聲器。[9]</p><p>　　2.5 定時報警電路</p><p>　　定時報警電路分為單片機控制電路和定時器報警發(fā)聲電路。它主要通過單片機的定時計數(shù)功能完成定時45分鐘并使報警電

40、路發(fā)出報警聲，用以提醒學(xué)生休息！</p><p>　　89c52單片機內(nèi)有兩個可編程的定時器/計數(shù)器，滿足諸如對外部脈沖進行記數(shù)，產(chǎn)生精確的定時時間，作串行口的波特發(fā)生器等功能的需要。它們具有兩種工作模式(計數(shù)器模式和定時器模式)及4種工作方式(方式0，方式1，方式2，方式3)。其控制字均在相應(yīng)的特殊功能寄存器中，通過對它的特殊功能寄存器的編制，可以方便的選擇適當?shù)墓ぷ髂Ｊ胶凸ぷ鞣绞健?lt;/p>&l

41、t;p>　　當定時器/計數(shù)器為定時工作方式時，計數(shù)器的加1信號由振蕩器的12分頻信號產(chǎn)生，即每過一個機器周期，計數(shù)器加1，直至計數(shù)滿溢出為止。顯然，定時器的定時時間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關(guān)。因一個機器周期等于12個振蕩周期，所以計數(shù)頻率fcount=1/12osc。如果晶振為12MHz，則計數(shù)周期為：</p><p>　　T=1/（12×106）Hz×1/12=1μs</p>

42、<p>　　這是最短的定時周期。若要延長定時時間，則需要改變定時器的初值，并要適當選擇定時器的長度(如8位、13位、16位等)。</p><p>　　當定時器/計數(shù)器為計數(shù)工作方式時，通過引腳T0和T1對外部信號計數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計數(shù)。計數(shù)器在每個機器周期的S5P2期間采樣引腳輸入電平。若一個機器周期采樣值為1，下一個機器周期采樣值為0，則計數(shù)器加1。此后的機器周期S3P1期間，新的計數(shù)值裝入

43、計數(shù)器。所以檢測一個由1至0的跳變需要兩個機器周期，故外部事年的最高計數(shù)頻率為振蕩頻率的1/24。例如，如果選用12MHz晶振，則最高計數(shù)頻率為0.5MHz。雖然對外部輸入信號的占空比無特殊要求，但為了確保某給定電平在變化前至少被采樣一次，外部計數(shù)脈沖的高電平與低電平保持時間均需在一個機器周期以上。</p><p>　　工作方式控制寄存器TMOD用于控制定時器/計數(shù)器的工作模式及工作方式，它的字節(jié)地址為89H。定

44、時器/計數(shù)器的兩個作用是用來精確的模擬一段時間間隔(作定時器用)或累計外部輸入的脈沖個數(shù)(作計數(shù)器用)。當作定時器用時，在其輸入端輸入周期固定的脈沖個數(shù)，即可計算出所定時間的長度。當89c52內(nèi)部的定時器/計數(shù)器被選定為定時器工作模式時，記數(shù)輸入信號是內(nèi)部時鐘脈沖，每個機器周期產(chǎn)生一個脈沖使計數(shù)器增1，因此，定時器/計數(shù)器的輸入脈沖和機器周期一樣，為時鐘頻率的1/12。本設(shè)計采用的時鐘周期為6MHz，記數(shù)速度為500KHz，輸入脈沖的時

45、間間隔為0.5秒。[10]</p><p>　　2.5.1 單片機控制電路</p><p>　　單片機控制電路由89c52單片機的P3.4和P3.5即T0和T1定時/計數(shù)器通過單片機的匯編語言來實現(xiàn)！定時時間為50分鐘，其計時初值可計算如下：</p><p>　　50*60=3000s=30000*100ms</p><p>　　100ms

46、用T0定時設(shè)置T0工作方式1，30000次用T2計數(shù)，設(shè)T2工作方式為11。</p><p>　　T0的定時初值為：2^16-100ms/2us=15536=C3B0H；</p><p>　　T1的計數(shù)初值為65536-30000=35536=8AD0H</p><p>　　其中T0為定時器，T1為計數(shù)器，定時器T0定時100ms后，計數(shù)器T1計數(shù)一次，此時，定時器

47、T0進行中斷服務(wù)程序ZDT0進行定時器T0循環(huán)定時進入下一個定時周期，當滿足又一次定時滿100ms時，再由計數(shù)器T1計數(shù)一次，如此循環(huán)下去，直到滿足計數(shù)器T1計數(shù)30000次，計數(shù)器T1進入中斷服務(wù)程序ZDT1，其功能是使單片機的P3.0引腳發(fā)送一個脈沖觸發(fā)定時報警發(fā)聲電路，由定時報警發(fā)聲電路發(fā)出報警信號，使學(xué)生意識到已經(jīng)學(xué)習(xí)了45分鐘了，需要休息一下，進而達到保護學(xué)生視力的目的。此時，學(xué)生應(yīng)關(guān)閉視力保護器電源，休息后在開啟電源以進行節(jié)

48、能。開啟電源后，定時器T0和計數(shù)器T1進行到下一循環(huán)，對定時器進行賦值，T0定時，T計數(shù)，再進行報警。</p><p>　　定時用的c語言程序見附錄。</p><p>　　2.5.2定時器報警發(fā)聲電路</p><p>　　圖2-7為定時器報警發(fā)聲原理圖。如圖2-7所示，利用單片機的定時功能通過P3.3產(chǎn)生一個振蕩脈沖方波，該脈沖加至VT6的的基極，在脈沖為高電平期間

49、導(dǎo)通，為IC2提供了工作電壓源。IC2采用語音集成電路HFC5219，它內(nèi)存有“時間到了請休息”的語音信號，采用電平、不保持觸發(fā)方式，一旦得電平觸發(fā)，便迅速播出內(nèi)存的語聲信號，并經(jīng)由VT5，VT3組成的復(fù)合級放大器放大，驅(qū)動揚聲器B發(fā)出告誡聲。</p><p>　　電路采用4.5V電池供電。LH-169A的工作電壓為2.4~5V。M可采用3（mm）*40（mm）的銅或鐵板(片)，焊上帶有隔離皮的導(dǎo)線后連至電路板上

50、的C1的一端，導(dǎo)線的外皮與電源地相連，如圖2-7所示。</p><p>　　VT3、VT5分別采用小功率三極管9013，9012，要求h>=100； R2、R3采用RTX-1/8W型碳膜電阻器； B選用YD57-1型電動式揚聲器。[10]</p><p>　　3 開發(fā)系統(tǒng)軟件設(shè)計</p><p>　　由于簡單的程序可以用匯編明顯提高執(zhí)行速度，但在大型程序開發(fā)

51、時，需要考慮多方面因素，工程開發(fā)周期等需要合理選擇編程語言，所以本文主要采用單片機c語言來完成軟件設(shè)計和程序代碼的編寫，程序簡單易懂，可執(zhí)行性強。</p><p>　　3.1 關(guān)于本系統(tǒng)的開發(fā)軟件的說明</p><p>　　Keil Software 的89c52開發(fā)工具提供以下程序，你可以用它們來編譯你的C源碼，匯編你的c源程序，連接和重定位你的目標文件和庫文件，創(chuàng)建HEX文件，調(diào)試你

52、的目標程序。</p><p>　　(1)Windows應(yīng)用程序uVision2是一個集成開發(fā)環(huán)境，它把項目管理，源代碼編輯，程序調(diào)試等集成到一個功能強大的環(huán)境中。</p><p>　　(2)C52美國標準優(yōu)化C交叉編譯器從你的C源代碼產(chǎn)生可重定位的目標文件。</p><p>　　(3)A52宏匯編器從你的8052匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標文件。</p>

53、<p>　　(4)BL52連接/重定位器組合你的由C52和A52產(chǎn)生的可重定位的目標文件，生成絕對目標文件。</p><p>　　(5)LIB52庫管理器組合你的目標文件，生成可以被連接器使用的庫文件。</p><p>　　(6)OH52目標文件到HEX格式的轉(zhuǎn)換器從絕對目標文件創(chuàng)建Intel HEX 格式的文件。</p><p>　　(7)RTX-5

54、2實時操作系統(tǒng)簡化了復(fù)雜和對時間要求敏感的軟件項目。</p><p>　　uVision2 集成開發(fā)環(huán)境集成了一個項目管理器，一個功能豐富、有錯誤提示的編輯器，以及設(shè)置選項，生成工具，在線幫助。利用uVision2創(chuàng)建你的源代碼并把它們組織到一個能確定你的目標應(yīng)用的項目中去。uVision2自動編譯，匯編，連接你的嵌入式應(yīng)用，并為你的開發(fā)提供一個單一的焦點。</p><p>　　源代碼由u

55、Vision2 IDE創(chuàng)建，并被C52編譯或A52匯編。編譯器和匯編器從源代碼生成可重定位的目標文件。</p><p>　　Keil C52編譯器完全遵照ANSI C語言標準，支持C語言的所有標準特性。另外，直接支持89c52結(jié)構(gòu)的幾個特性被添加到里面。</p><p>　　Keil A52宏匯編器支持89c52及其派生系列的全部指令集。</p><p>　　LIB

56、52庫管理器允許你從由編譯器或匯編器生成的目標文件創(chuàng)建目標庫。庫是一種被特別地組織過并在以后可以被連接重用的對象模塊。當連接器處理一個庫時，僅僅那些被使用的目標模塊才被真正使用。</p><p>　　它們是為專業(yè)開發(fā)人員而設(shè)計的，但所有層次的編程人員都可以用它們來獲得8052微控制器的絕大部分應(yīng)用。</p><p>　　3.2 Keil Software安裝及輔助單片機設(shè)計的方法概述&l

57、t;/p><p>　　以下是Keil Software安裝的步驟：</p><p>　　1．閱讀與你試圖完成的工作或任務(wù)相關(guān)的章節(jié)。</p><p>　　2．確定你所用的是最新的版本，到www.keil.com核對升級內(nèi)容以確定你使用的是最新版本。</p><p>　　3．分析所發(fā)現(xiàn)的問題，確定它是匯編器的問題，還是編譯器，連接器，庫管理器或其他

58、的開發(fā)工具的問題。</p><p>　　4．進一步通過減少你的代碼到幾行使問題更明確。</p><p>　　當你使用Keil Software工具時，你的項目開發(fā)流程和其它軟件開發(fā)項目的流程極其相似。以下是Keil Software使用時的步驟：</p><p>　　1．創(chuàng)建一個項目，從器件庫中選擇目標器件，配置工具設(shè)置。</p><p>　

59、　2．用C語言或匯編語言創(chuàng)建源程序。</p><p>　　3．用項目管理器生成你的應(yīng)用。</p><p>　　4．修改源程序中的錯誤。</p><p>　　5．測試，連接應(yīng)用。</p><p>　　圖3-1為系統(tǒng)開發(fā)流程圖，如圖所示，一個完整的89c52工具集的框圖可以最好地表述此開發(fā)流程。每一個組件在下面詳細描述。</p>&

60、lt;p>　　3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計</p><p>　　軟件采用Keil Software，使用單片機匯編語言。因為匯編可以完成有些C語言完成不了的操作。程序中對時間要求苛刻的部分可以用內(nèi)嵌匯編來重寫，以促進速度上的顯著提高。但是，開發(fā)和測試匯編代碼是一件辛苦的工作，它將花費更長的時間，因而要慎重選擇要用匯編的部分。一個合格的程序員應(yīng)該是寫出高質(zhì)量標準化程序。</p><p>　　

61、主程序的流程采用模塊的方法設(shè)計，先規(guī)劃出各功能子模塊，然后各個擊破，這也是軟件開發(fā)的方式，可以由簡入難，比較符合人的思維習(xí)慣。</p><p>　　圖3-3使定時器T0的中斷程序流程圖，圖3-4使計數(shù)器T1終端服務(wù)流程圖，其程序設(shè)計原理如下：</p><p>　　單片機控制電路由89c52單片機的P3.4和P3.5即T0和T1定時/計數(shù)器通過單片機的匯編語言來實現(xiàn)！定時時間為45分鐘，其計

62、時初值可計算如下：</p><p>　　50*60=3000s=30000*100ms</p><p>　　100ms用T0定時設(shè)置T0工作方式1，30000次用T2計數(shù)，設(shè)T2工作方式為11。</p><p>　　T0的定時初值為：2^16-100ms/2us=15536=C3B0H；</p><p>　　T1的計數(shù)初值為65536-300

63、00=35536=8AD0H</p><p>　　其中T0為定時器，T1為計數(shù)器，定時器T0定時100ms后，計數(shù)器T1計數(shù)一次，此時，定時器T0進行中斷服務(wù)程序ZDT0進行定時器T0循環(huán)定時進入下一個定時周期，當滿足又一次定時滿100ms時，再由計數(shù)器T1計數(shù)一次，如此循環(huán)下去，直到滿足計數(shù)器T1計數(shù)30000次，計數(shù)器T1進入中斷服務(wù)程序ZDT1，其功能是使單片機的P3.0引腳發(fā)送一個脈沖觸發(fā)定時報警發(fā)聲電路

64、，由定時報警發(fā)聲電路發(fā)出報警信號，使學(xué)生意識到已經(jīng)學(xué)習(xí)了45分鐘了，需要休息一下，進而達到保護學(xué)生視力的目的。此時，學(xué)生應(yīng)關(guān)閉視力保護器電源，休息后在開啟電源以進行節(jié)能。開啟電源后，定時器T0和計數(shù)器T1進行到下一循環(huán)，對定時器進行賦值，T0定時，T計數(shù)，再進行報警。</p><p>　　3.4 主要程序介紹</p><p>　　本設(shè)計采用c語言編寫。c語言是一種計算機程序設(shè)計語言。它既

65、有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。它可以作為系統(tǒng)設(shè)計語言，編寫工作系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計語言，編寫不依賴計算機硬件的應(yīng)用程序。因此，它的應(yīng)用范圍廣泛。</p><p>　　各個主要程序段介紹如下：</p><p>　　1．設(shè)計要求滿足定時50分鐘后報警，其初值計算如下：</p><p>　　50min*60=3000s=30000*100ms&l

66、t;/p><p>　　100ms用T0定時設(shè)置T0工作方式1，30000次用T2計數(shù)，設(shè)T2工作方式為11。</p><p>　　T0的定時初值為：2^16-100ms/2us=15536=C3B0H；</p><p>　　T1的計數(shù)初值為65536-30000=35536=8AD0H</p><p><b>　　2．程序為：</

67、b></p><p>　　//***********液晶lcd顯示****************//</p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p>

68、<p>　　sbit trig=P2^0;</p><p>　　sbit echo=P3^2;</p><p>　　sbit baojing=P3^3;</p><p>　　sbit lcdrs=P1^2;</p><p>　　sbit lcdrw=P1^1;</p><p>　　sbit lcden=P

69、1^0;</p><p>　　bit succeed_flag; //測量成功標志</p><p>　　uchar tH,tL;</p><p><b>　　long xx;</b></p><p>　　void lcd_delay(uchar x);</p><p>　　void trig_d

70、elay()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　for(i=100;i>1;i--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void write

71、_com(uchar com)//寫命令函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　lcdrs=0;</b></p><p><b>　　P0=com;</b></p><p>　　lcd_delay(20);</p><

72、p><b>　　lcden=1;</b></p><p>　　lcd_delay(20); </p><p><b>　　lcden=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void write_date(uchar

73、 date)//寫數(shù)據(jù)函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　lcdrs=1;</b></p><p><b>　　P0=date;</b></p><p>　　lcd_delay(20);</p><p><

74、b>　　lcden=1;</b></p><p>　　lcd_delay(20);</p><p><b>　　lcden=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init_lcd()//初始化函數(shù)</p><

75、;p>　　{ </p><p>　　lcden=0;//默認開始狀態(tài)為關(guān)使能端，見時序圖 </p><p>　　lcdrw=0;//選擇狀態(tài)為 寫</p><p>　　write_com(0x0f);</p><p>　　write_com(0x38);//顯示模式設(shè)置，默認為0x38,不用

76、變。</p><p>　　write_com(0x01);//顯示清屏，將上次的內(nèi)容清除，默認為0x01. </p><p>　　write_com(0x0c);//顯示功能設(shè)置0x0f為開顯示，顯示光標，光標閃爍；0x0c為開顯示，不顯光標，光標不閃</p><p>　　write_com(0x06);//設(shè)置光標狀態(tài)默認0x06,為讀一個字符光

77、標加1. </p><p>　　write_com(0x80);//設(shè)置初始化數(shù)據(jù)指針，是在讀指令的操作里進行的</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display()//顯示函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><

78、;p>　　ucharbai=0,shi=0,ge=0,xiao=0;</p><p>　　bai=xx/1000;</p><p>　　shi=xx%1000/100;</p><p>　　ge=xx%100/10;</p><p>　　xiao=xx%10;</p><p>　　write_com(0x80)

79、;</p><p>　　write_date('l');</p><p>　　write_date('o');</p><p>　　write_date('n');</p><p>　　write_date('g');</p><p>　　write_da

80、te('=');</p><p>　　write_date('0'+bai);</p><p>　　write_date('0'+shi);</p><p>　　write_date('0'+ge);</p><p>　　write_date('.');</

81、p><p>　　write_date('0'+xiao);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void lcd_delay(uchar x)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i,j;

82、</b></p><p>　　for(i=x;i>0;i--)</p><p>　　for(j=10;j>0;j--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b><

83、/p><p>　　init_lcd();</p><p>　　trig=0; //首先拉低脈沖輸入引腳</p><p>　　TMOD=0x01; //定時器0，定時器1，16位工作方式</p><p>　　IT0=0; //由高電平變低電平，觸發(fā)外部中斷</p><p>　　//ET1=1;

84、 //打開定時器1中斷</p><p>　　EX0=0; //關(guān)閉外部中斷</p><p>　　EA=1; //打開總中斷0</p><p>　　while(1) //程序循環(huán)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　

85、uchar num=0,i;</p><p>　　for(i=0;i<20;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EA=0;</b></p><p><b>　　trig=0;</b></p><p>　　t

86、rig_delay();</p><p>　　trig=1; //產(chǎn)生一個20us的脈沖，在Trig引腳 </p><p>　　while(echo==0); //等待Echo回波引腳變高電平</p><p>　　succeed_flag=0; //清測量成功標志</p><p>　　EX0=1; //打開

87、外部中斷</p><p>　　TH0=0; //定時器1清零</p><p>　　TL0=0; //定時器1清零</p><p>　　TR0=1; //啟動定時器1</p><p><b>　　EA=1;</b></p><p>　　while

88、(TH0 < 30);//等待測量的結(jié)果，周期65.535毫秒（可用中斷實現(xiàn)） </p><p>　　TR0=0; //關(guān)閉定時器1</p><p>　　EX0=0; //關(guān)閉外部中斷</p><p>　　if(succeed_flag==1)</p><p><b>　　{ </

89、b></p><p>　　xx=((tH*256+tL)*340.0*12.0/11.0592/10000.0/2.0)*10; //微秒的單位除以58等于厘米</p><p>　　} //為什么除以58等于厘米， Y米=（X秒*344）/2</p><p

90、>　　display(); // X秒=（ 2*Y米）/344 ==》X秒=0.0058*Y米 ==》厘米=微秒/58</p><p>　　if(xx<200)</p><p><b>　　num++; </b></p><p>　　if(succeed

91、_flag==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　xx=0; //沒有回波則清零</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　i

92、f(num>12)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　baojing=0;</p><p><b>　　num=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</

93、b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　baojing=1;</p><p><b>　　num=0;</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b&

94、gt;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//***************************************************************</p><p>　　//外部中斷0，用做判斷回波電平</p><p>　　INTO_() interrupt 0 /

95、/ 外部中斷是0號</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　tH =TH0; //取出定時器的值</p><p>　　tL =TL0; //取出定時器的值</p><p>　　succeed_flag=1; //至成功測量的標志</p><p>　　EX

96、0=0; //關(guān)閉外部中斷</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//****************************************************************</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>

97、;　　本次畢業(yè)設(shè)計硬件上完成了一個89c52單片機的單通道語音信號處理平臺的設(shè)計，并在此平臺上用單片機匯編語言進行軟件設(shè)計，經(jīng)過測試，基本滿足設(shè)計目標，可以完成各項基本功能。本系統(tǒng)開發(fā)空間大，接口方便，使用靈活，便于用戶擴展功能。當然，由于時間關(guān)系，本次設(shè)計的系統(tǒng)也有某些不太完善的地方，如光敏電阻的使用，也不能實現(xiàn)調(diào)節(jié)光度和壓縮浪費大量空間，有待進一步改善。</p><p>　　本文探索并實現(xiàn)了多功能視力保護器設(shè)

98、計的完整過程。，該系統(tǒng)具有很高的使用價值，很好地達到了設(shè)計的目的；</p><p>　　本文創(chuàng)新點：1．發(fā)展了利用單片機設(shè)計視力保護器的思想，增加了單片機在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。利用光敏電阻電路產(chǎn)生脈沖，通過輔助坐直傳感器幫組學(xué)生坐直進而校正其視力，簡單方便且不會產(chǎn)生系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的問題。</p><p>　　2．盡可能發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)勢，可以方便向其他功能擴展，也就是利用平臺優(yōu)勢可以衍生更多功能。

99、</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 家庭電子1998年合訂本.[J]1999. 212-214 </p><p>　　[2] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分.[M]北京：高等教育出版社，2005.1-20</p><p>　　[3] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分.[M]北京：高等教育

100、出版社，2005.40-60</p><p>　　[4] 電子工藝實習(xí).[J]成都，2003.1-23</p><p>　　[5] 電子技術(shù)實驗.[J] 成都， 2005.1-20</p><p>　　[6] 電子線路設(shè)計實驗測試第二版.[M]武漢：華中科大出版社， 2002.1-40</p><p>　　[7] 趙健.實用聲光電及無線電遙控

101、電路300例.[J]北京：中國電力出版社，2005.90-100</p><p>　　[8] 鄭浩，高靜.怎樣用萬用電表檢測電子元器件修訂本.[J] 北京：人民郵電出版社，2005.32-66</p><p>　　[9]全新實用電路集粹編輯委員會編著.全新實用電路集粹. [M]北京：機械工業(yè)出版社，2006.56-74</p><p>　　[10] 王新賢.通用集成

102、電路速查手冊第二版.[M] 山東科學(xué)技術(shù)出版社,22-57</p><p>　　[11] The Institute of Electrical and Electronics Engineers,Inc.IEEE Std 802.3,2000 edition,2000.44-94</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>

103、　　伴隨論文的完稿，緊張而又充實的大學(xué)生活也將隨之結(jié)束，回憶在xx的學(xué)習(xí)生活，感觸頗深。可以說，xx的學(xué)習(xí)經(jīng)歷使我學(xué)到了許多更加珍貴的東西，這對我今后的學(xué)習(xí)工作和人生道路的選擇很有意義。</p><p>　　我的畢業(yè)論文撰寫工作自始至終都是在xx老師全面、具體的指導(dǎo)下進行的。崔乃忠老師知識淵博、待人熱情，經(jīng)常與我交流自己的想法，盡最大努力給予了我多方面指導(dǎo)。崔乃忠老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和對工作兢兢業(yè)業(yè)、一絲不茍的精神

104、將永遠激勵和鞭策我認真學(xué)習(xí)、努力工作。</p><p>　　在和崔老師探討問題過程中，崔老師的諄諄教導(dǎo)使我受益匪淺。在論文的寫作過程中，老師提出了許多寶貴的意見，并不辭辛苦多次加以修改。從他身上，我不僅學(xué)到了科學(xué)的學(xué)習(xí)方式，還培養(yǎng)了不斷追求創(chuàng)新的思維方式，同時教育了我要耐心的去干任何一件事，而不是急于求成。在此，我要向我的老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。</p><p>　　同時也感謝x

105、x老師和楊俊鋒老師的關(guān)心和幫助，他們在論文開題答辯過程中提出了很多寶貴的意見和建議。</p><p>　　最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師。</p><p>　　Student to use visual design of protection</p><p>　　Abstract: This paper presents a Multi-f

106、unctional Sight protector based on Single-chip. Discussed the 89c52-based single-chip hardware circuit and software design. And hardware based on this sensor alarm circuits, light intensity alarm circuit and alarm circui

107、t 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

108、 well as the vision o</p><p>　　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 comp

109、lete 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

110、to protect and enhance vision for accurate circuit debugging difficult. In hardware design, based on ultraso</p><p>　　This paper describes the design based on the ultrasonic transmitter and receiver technolo

111、gy 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 hardware production and th

112、eoretical 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 provi</p><p>　　Keywor