摘  要：本论文阐述了一种基于单片机的智能视力保护器的设计。该设计STC89C51为核心，可实现距离监测、光强监测、学习时间监测及报警等功能，通过LCD显示各种参数信息，并能在线修改各个参数初值来适应不同使用者的需求。测距是利用超声波传感器来实现，光强检测是通过光敏元件实现，定时功能由89C51单片机定时器实现的。软件利用C语言进行编程，并采用模块化的设计思路。该系统具有简单实用的特征，对青少年视力保护具有很好的效果。

该论文有图19幅，参考文献10篇。

关键词：单片机  液晶显示  报警  测距

Ultrasonic Visual Protection Instrument based on 51 single chip microcomputer

Abstract：This paper expounds a design of intelligent vision protector based on single chip microcomputer. The system with STC89C51 as the core ,which can realize distance monitoring, light intensity monitoring, learning time monitoring and alarm function, uses LCD to display various parameter information, and  changes the parameter initial value online to adapt to the needs of different users. Distance measurement is realized by ultrasonic sensors, light intensity detection is achieved by photosensitive element, timer function is realized by 89C51’s timer. Software design uses C language to programe, with modular thought. The system has the characteristics of simple and practical, has the very good effect to teenagers vision protection.

There are 19 figures included in this paper,and there are 10 reference literatures.

Key Words:  microcontroller  LCD display  alarm  ranging

目  录

摘要I

Abstract-II

目录III

1 绪论-1

1.1研究背景1

1.2研究的主要内容-2

1.3应解决的关键问题2

2 电路方案论证-2

2.1方案比较2

2.2电路总体方案3

3单片机概述-3

3.1 STC89C51主要性能4

3.2 STC89C51外部结构及特性-5

3.3 STC89C51内部组成5

4超声波测距模块-6

4.1超声波测距介绍6

4.2 HC-SR04超声波测距模块的性能特点-8

4.3 HC-SR04的管脚排列和电气参数-8

4.4超声波时序图-9

5 系统硬件电路设计-10

5.1单片机最小系统-10

5.2 驱动显示电路及报警电路-12

5.3 HC-RS04超声波测距原理16

5.4 5V稳压电路16

5.5温度检测电路-17

5.6光照强度检验模块18

5.7 ADC083介绍18

6系统程序设计-20

6.1主程序-20

6.2显示数据子程序20

6.3报警子程序21

6.4按键子程序21

7结 论-23参考文献24致谢25

1 绪论

1.1研究背景

单片机的技术随着社会的发展迅速而发展起来，其各种各样的优点就突出表现出来，比如单片机稳定、高效，所以它可以运用在各种各样的设计中。单片机已经渗透到生活的各个方面，比如遥控器、智能卡、步进电机、程控电话和机器人等。单片集成了芯片上的各种功能部件，集成度高，体积小。单片机指令系统有着非常丰富的条件，可以满足对象的控制要求。控制功能强，而且还具有低电压、低功耗、便于生产携带等优点，单片机容易被扩展。

与此同时，随着社会的发展，超声波测距在应用中得到了迅速的发展。超声波测距的原理是利用测量发射后的声波反射的来回的时间利用超声波在空气中的创博速度为已知，根据发射声波和接受声波的时间差值来计算两物之间的距离。由于超声波具有定位方便、定位准确、易于控制、不需要与测量对象直接接触等优点，是测量液体高度的理想方法。

现如今随着高速发展的网络和电视、学习压力增大、电子设备迅速发展等原因，大多数的青少年都是有近视的，尤其大学生中视力合格的人数是少之又少，中国近视的发病率居世界第二，人数是世界第一。现如今，近视的问题已经成为社会关注的问题。视力下降不仅影响学生的生活和健康，还影响了他们未来的发展。在这种近视高发的情况下，为了避免近视、脊柱侧弯，近视的发生和发展，通过长时间用眼引起的颈椎病等疾病，用非医药手段来预防这些情况的发生，以免伤害人的身体。