1.2研究的主要内容

本设计是以单片机为核心的主体电路，实现定时、坐姿纠正、光线强度检测和报警功能。首先是对各单元电路进行设计，并选择合适的元器件。在选择元器件时，要注意所选芯片的性价比，对于电阻、电容等常用元件要先进行参数计算后再选择；其次是设计整个电路，并在计算机上对各单元电路进行相应功能的调试仿真。其中单片机选用较为普遍的，坐姿传感器选用超声波传感器，光线报警选用光敏电阻来实现，报警发声选用蜂鸣器发声硬件电路。

1.3应解决的关键问题

在进行电路设计的时候要充分考虑外界环境对设计仪器的影响，并且用C语言进行软件编程，检测编程是否准确，还要实现光线的采集并对光线不适的时候提醒并报警。

2电路方案的选择

2.1两种不同方案的比较

2.1.1激光测距

一般来说激光测距有相位法和脉冲法。精密测距仪一般采用相位法。因为它的特点是高精度，一般情况下以毫米为单位，可以有效地反映信号，而目标仅限于仪器的某一特定精度点。调制光来回一次产生了相位延迟，在这种情况下，这个相位的延迟就可以表示两者之间的距离，换句通俗易懂的话来说就是，最后运用算是比较简单的方法测出了时间。脉冲检测主要是用激光测距仪对物体进行反射后再发射激光，记录激光的时间、一半的速度和往返时间，也就是从仪器到测量物体之间距离的距离。

2.1.2超声波测距的原理

根据目前所了解的，在空气中的超声波的传播速度是已经知道的，现在需要知道的是时间，这样就可以通过公式求得需要知道的距离。而超声波测距的原理就是这样。

2.2电路设计的总体方案

设计图如图所示。整体来看，一共可以分为三个系统，超声波测距模块，51单片机最小系统和其他功能模块。设计图如图2-1所示。

3单片机概述

3.1 STC89C51主要性能

STC89C51 是一款功能较好的CMOS 8位单片机，它有很多优点，运行起来稳定快速，有较好的性能，速度的检测时间短。单片机内部包含数据存储器，只读存储器和内存。还有就是采用了非易失性存储器，所以它可以运用在各种各样的设计中。

3.2 STC89C51的外部结构及特性

STC89C51，已知的是，它的结构有两种方式的包装，如下图所示，显而易见，一个结构是直插40脚封装，另一个是44引脚封装。前者的引脚排列图如图3-1,外部总线结构如图3-2所示。

STC89C51的 4 个 8 位I/O口的功能说明：

（1）P0端口：P0口是一个8位I/O端口，并且是开放式的双向的端口。它是一个输出端口，8个TTL逻辑电平就是由驱动器来驱动的。当需要引脚是高阻抗的输入时候，就在P0端口写“1。Po口就是作为内部上拉的功能。当进行编程的时候，po口就用来接受指令字节。

（1）P1端口：P1端口的特点是8位双向I/O端口，具有内部拉阻，在运行时，需要4个TTL逻辑电平，怎么驱动呢？这就需要P1输出缓冲器驱动。当需要它作为输入端口时内拉电阻就需要上拉，所以就需要在P1端口写入“1”。当作为输入，输出电流（IIL）是由于输出的引脚是外拉内阻。此外，P1.0和P1.2是外部计数输入的定时器/计数器2，也是触发输入的定时器/计数器2也是p1.0和p1.2的功能。

（3）P2端口：P2 端口和P1端口一样，也能够驱动4个TTL逻辑电平，是8位的双向I/O口。如果设计需要内部拉阻将端口拉高，那么P2 端口就会写“1”，还可以当做输入端。当作为输入，输出电流（IIL）是由于输出的引脚是外拉内阻。

（4）P3端口：具有内部拉电阻的8位双向I/O端口功能的是P3端口。如果需要内部拉阻将端口拉高，则在P3 端口写“1” 这样就可以实现。当作为输入，输出电流（IIL）是由于输出的引脚是外拉内阻。当进行软件编程和检查的时候，在P3端口也会接收到一些控制信号。P3同时也具备一些的特殊功能如下所示：