1.1 设计背景

以不正确的姿势近距离看书，时间过长会导致眼部光线不足从而使得用眼过度，长期以往就会导致视力的下降。孩子在读书写字的时候离书本的距离很近，即使家长有过多次提醒但是由于孩子的自控能力不是太强，往往没有很好地端正自己的读写坐姿，特别是小学初中的学生，因为缺乏预防近视的意识，在日常学习生活中不注意，所以他们更是容易患近视的人群。如果当他们习惯了这种不良的阅读写字习惯，便很难摒弃。渐渐地，他们的视力越来越差，使得他们不得不早的配上眼镜。中小学时期正是孩子身体快速成长的阶段，只有在日常的学习生活中让他们养成一个良好的读写习惯，才能有效防止骨骼疾病的发生，才可以更有效的预防眼睛的近视，进而更块的提高学习效率，保护个人身心的健康成长。

中国学生的视力日益低下，此状况实在令人堪忧。长时间上网、看电视、学习任务过重，以及上课时长期看黑板，导致眼睛睫状肌的长期痉挛，也没有按时保质的做眼保健操等这些都是造成青少年儿童近视的原因。

在现今已有的坐姿矫正器中，大部分的矫正器都是功能比较单一，可能仅仅是纠正了坐姿或者只是固定了眼睛与书本之间的距离。本系统主要是根据人们通常不正确的阅读或者写字习惯，做出了更加人性化的设计——人机交互视力保护仪，它可以更加智能化的排除人为影响视力的不良因素，为中小学生健康成长保驾护航的新型产品。

1.2 主要研究内容

智能视力保护仪的设计选用51单片机作为核心处理器，其他电器元件还用到了LM393电压比较器，感光模块中还用到了光敏电阻，显示电路中先用液晶显示。因为单片机的芯片具有智能处理功能，所以本设计的主体电路是以单片机芯片为核心，并采用理论算法及实验验证的方法相结合。

系统功能设计：

1．当读者与读物之间的距离小于设定的距离时,系统中的灯会发光、蜂鸣器会发出响声警示；

2．当时间达到预先设定的学习时间时,电路将发声及灯光闪烁提醒；

3．当周围环境的光线不适合学习条件时,系统有声光提示；

4．使用者可自行调节感应光线的范围，实现机器智能调节化；

5．该电路既实用又小巧节能，而且可以实现所期望的功能。

2 视力保护仪的总体系统设计方案

2.1 系统设计方案

硬件主要用了STC89C51型的单片机作为系统的核心[1]。整个电路模块一共分为4主要部分，红外线测距功能部分电路，光线感应测试电路，另外该系统还有定时模块一级报警功能模块。该系统的设计方案，如图2-1。

图2-1 系统总的设计方案框图

2.2 单片机的选择

根据系统的大小及复杂程度的不同，在设计的时候一定要考虑到单片机的基本参数，另外还要兼顾其增强功能。在本次设计的电路中被控制的对象有红外线测距，除此之外还有一个声光报控件，结构简单，所以采用普通的通用芯片就能实现系统的设置。

考虑到所用的芯片支持以往所学过的语言，并简单易掌握，另外还要有软件支持的编程环境，容易查找参考资料并且带有详细使用介绍的单片机等[2]。

兼顾到单片机工作可靠性，所用的芯片在正常工作时应该要有更大的温度范围，较低的功率损耗，除此之外还要具有较强的抗干扰性能。单片机有商用级、工业级和军品级，实验设计中一般先用商用的芯片。在这次设计的电路模块中对功耗和抗干扰性能的要求不是很严格，所以这里选择用普通的芯片即可满足整个系统的要求[3]。

综合以上原因，本系统的核心芯片选用了STC89C51单片机，就可以满足整个系统的运行要求，且经济实惠使用方便。