基于单片机的多功能视力保护器设计

news2024/11/15 1:55:59

摘要:眼睛是人心灵的窗户,现在信息网络技术的发展,手机成了人们的必备之物,青少年不良的习惯导致现在视力问题严重。越来越多的视力保护产品得到了研发,其中基于单片机的新型视力保护装置,为视力保护产生了积极的作用。本文分析一种基于单片机的多功能视力保护器的设计。

【关键词】 单片机 多功能 视力保护器 设计
青少年的视力保护一直都是学校、老师、社会所关注的问题,而且视力问题严重,特别是近视的现象严重,很多学生在小学就开始戴起了眼镜。如今越来越多的公司都在研发保护视力的相关产品,也有一部分产品进入了人们的生活,比如电脑护眼仪,眼保姆,以及护眼灯和坐姿矫正器等产品。但是功能单一,并不能满足需求,所以提出了单片机的多功能视力保护器。

1 什么是单片机多功能视力保护器?

单片机,单片微型计算机,是一种嵌入式微控制器,由运算器,控制器,存储器,输入输出设备等构成,相当于一个微型的计算机。多功能的视力保护器,这是一种新型的基于单片机的实力保护装置,功能全,装置受到广大欢迎,对于装置的底座,在底部设有缓冲垫,而且底座上固定有外支撑柱,在外支撑柱的内壁上滑动连接有内支撑柱,同时都是属于中空结构,在柱内设有伸缩点机。这样的装置无论是从外形还是保护的性能都满足了需求,它的外形比较小巧,方便携带,同时实现不同的保护,可以根据自身的实际情况调制到合适的保护,而且这种多功能的保护器,设有红外发射装置、红外接收装置、计时装置和单片机配合测量精准且反应迅速,它的实用性强,比起原有的一些视力保护产品更加设计人性化,功能更加全面,满足不同状态下的使用,可通过按键和显示屏的提示自主设置防近视距离。

2 多功能视力保护器的设计

根据上述内容的分析,可见基于单片机的视力保护器有着避免长期读书写作而发生的近视、驼背、斜视以及颈椎等疾病的发生,采用科学手段来防范和避免因不良习惯带来的 体伤害,特别是眼睛的保护。实现矫正学生坐姿,培养良好的学习习惯,保护学生的实力的目的。

2.1 当前市场视力保护产品的现状

通过市场的调查,现在市场上已有的一些视力保护产品,各方面的功能都有,有的是专门护眼的,有的是矫正坐姿的,有的也已经使用了语音提示功能。如学生 1.5 视力保护器,这一产品就对坐姿进行了有效的语音警告。但是总体来说,它们的功能都是单一的,使用并不广泛,而且不能从多个方面完成视力保护。

2.2 多功能视力保护器的系统设计

这里的基于单片机的多功能势力保护器的系统硬件设计和软件设计,以单片机为核心,又有电阻电路、光线报警和定时报警等,单片机相当于一个小型的计算机,在设计的时候利用单片机编制语言。
它的设计需满足以下要求:根据视力保护器的技术的要求去顶硬件设备,选择合适的型号;设计电路的原理图,根据电路以及芯片编写程序;利用单片机进行程序测试,完善系统程序;然后就是根据原理图来接线电路;最后进行调试。这是其系统设计的完整步骤。

2.3 多功能视力保护器的硬件设计

对于其硬件设计包括了多个方面的设计和应用,首先是要根据单片机的相关原理特点来进行设计。
1 )传感器的报警电路,学生坐姿的一个报警提示,里面有水银滚珠在传感器的低端,这样来控制学生的坐姿,比如当出现坐姿不规范,出现弯腰、趴下和后仰的行为的时候,出去传感器地步的水银滚珠就会滑动与导线连接,发生报警的声音提醒坐姿。这一传感器是贴在头部的,正确的坐姿,传感器就处于一个垂直的状态,不会发生报警声音,发生坐姿不规范的时候,才会提示,来调整坐姿达到视力保护的作用。
2 )光线的电路,也就是光线报警电路,这有两个部分组成,光敏电阻控制电路和报警电路,主要是对光线的一个控制,如果在光线较暗的情况下,就会警报提醒。
3 )电源接口,考虑到使用的广泛性,采用的是 1.5V 的电池来进行供电。
4 )按键设置,有时间的设置,开始与停止按键,能够有效的控制。
5 )声波设计,频率低,遇到障碍物会反射。
如图 1 所示的多功能视力保护器的主要功 能为光强保护、光弱保护和阅读超时保护三种 功能,其电路组成如图所示。电路由四 - 一二 输入端或非门 CD4001 、四 - 二输入端与非门 CD4011 和四异或门 CD4070 组成。通过三只 门电路中的各个门的组合,组成一个具有光强 保护、光弱保护和超时阅读保护为一体的多功 能视力保护器电路。

2.4 多功能视力保护器的软件设计

本设计利用单片机,使用编程语言,根据其主要的功能来编写相应的程序,汇编的语言比机器语言更加容易读写、调试和修改,还具有机器语言的优点。主程序的一个流程,从开始到结束,里面有相应的按键,通过按键的是否来选择调试,学习按键、调用报警子程序、调用超声波测距子程序、调用光线采集子程序以及显示子程序。

3 结束语

基于单片机的多功能的视力保护器,保护的功能多样,从坐姿,光线距离能多方面来完成视力的保护和提醒,这样的一个多功能视力保护器,更大的程度上满足了需求。同时,也需要不断的研究,进一步的提高视力保护的功能和效果,改进学生视力问题。

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