基于單片機(jī)的多功能視力保護(hù)器設(shè)計

趙暉

摘要 眼睛是人心靈的窗戶，現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)成了人們的必備之物，青少年不良的習(xí)慣導(dǎo)致現(xiàn)在視力問題嚴(yán)重。越來越多的視力保護(hù)產(chǎn)品得到了研發(fā)，其中基于單片機(jī)的新型視力保護(hù)裝置，為視力保護(hù)產(chǎn)生了積極的作用。本文分析一種基于單片機(jī)的多功能視力保護(hù)器的設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 多功能 視力保護(hù)器 設(shè)計

青少年的視力保護(hù)一直都是學(xué)校、老師、社會所關(guān)注的問題，而且視力問題嚴(yán)重，特別是近視的現(xiàn)象嚴(yán)重，很多學(xué)生在小學(xué)就開始戴起了眼鏡。如今越來越多的公司都在研發(fā)保護(hù)視力的相關(guān)產(chǎn)品，也有一部分產(chǎn)品進(jìn)入了人們的生活，比如電腦護(hù)眼儀，眼保姆，以及護(hù)眼燈和坐姿矯正器等產(chǎn)品。但是功能單一，并不能滿足需求，所以提出了單片機(jī)的多功能視力保護(hù)器。

1 什么是單片機(jī)多功能視力保護(hù)器？

單片機(jī)，單片微型計算機(jī)，是一種嵌入式微控制器，由運(yùn)算器，控制器，存儲器，輸入輸出設(shè)備等構(gòu)成，相當(dāng)于一個微型的計算機(jī)。

多功能的視力保護(hù)器，這是一種新型的基于單片機(jī)的實力保護(hù)裝置，功能全，裝置受到廣大歡迎，對于裝置的底座，在底部設(shè)有緩沖墊，而且底座上固定有外支撐柱，在外支撐柱的內(nèi)壁上滑動連接有內(nèi)支撐柱，同時都是屬于中空結(jié)構(gòu)，在柱內(nèi)設(shè)有伸縮點(diǎn)機(jī)。這樣的裝置無論是從外形還是保護(hù)的性能都滿足了需求，它的外形比較小巧，方便攜帶，同時實現(xiàn)不同的保護(hù)，可以根據(jù)自身的實際情況調(diào)制到合適的保護(hù)，而且這種多功能的保護(hù)器，設(shè)有紅外發(fā)射裝置、紅外接收裝置、計時裝置和單片機(jī)配合測量精準(zhǔn)且反應(yīng)迅速，它的實用性強(qiáng)，比起原有的一些視力保護(hù)產(chǎn)品更加設(shè)計人性化，功能更加全面，滿足不同狀態(tài)下的使用，可通過按鍵和顯示屏的提示自主設(shè)置防近視距離。

2 多功能視力保護(hù)器的設(shè)計

根據(jù)上述內(nèi)容的分析，可見基于單片機(jī)的視力保護(hù)器有著避免長期讀書寫作而發(fā)生的近視、駝背、斜視以及頸椎等疾病的發(fā)生，采用科學(xué)手段來防范和避免因不良習(xí)慣帶來的身體傷害，特別是眼睛的保護(hù)。實現(xiàn)矯正學(xué)生坐姿，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，保護(hù)學(xué)生的實力的目的。

2.1 當(dāng)前市場視力保護(hù)產(chǎn)品的現(xiàn)狀

通過市場的調(diào)查，現(xiàn)在市場上已有的一些視力保護(hù)產(chǎn)品，各方面的功能都有，有的是專門護(hù)眼的，有的是矯正坐姿的，有的也已經(jīng)使用了語音提示功能。如學(xué)生1.5視力保護(hù)器，這一產(chǎn)品就對坐姿進(jìn)行了有效的語音警告。但是總體來說，它們的功能都是單一的，使用并不廣泛，而且不能從多個方面完成視力保護(hù)。

2.2 多功能視力保護(hù)器的系統(tǒng)設(shè)計

這里的基于單片機(jī)的多功能勢力保護(hù)器的系統(tǒng)硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，以單片機(jī)為核心，又有電阻電路、光線報警和定時報警等，單片機(jī)相當(dāng)于一個小型的計算機(jī)，在設(shè)計的時候利用單片機(jī)編制語言。

它的設(shè)計需滿足以下要求：根據(jù)視力保護(hù)器的技術(shù)的要求去項硬件設(shè)備，選擇合適的型號;設(shè)計電路的原理圖，根據(jù)電路以及芯片編寫程序;利用單片機(jī)進(jìn)行程序測試，完善系統(tǒng)程序;然后就是根據(jù)原理圖來接線電路;最后進(jìn)行調(diào)試。這是其系統(tǒng)設(shè)計的完整步驟。

2.3 多功能視力保護(hù)器的硬件設(shè)計

對于其硬件設(shè)計包括了多個方面的設(shè)計和應(yīng)用，首先是要根據(jù)單片機(jī)的相關(guān)原理特點(diǎn)來進(jìn)行設(shè)計。

（1）傳感器的報警電路，學(xué)生坐姿的一個報警提示，里面有水銀滾珠在傳感器的低端，這樣來控制學(xué)生的坐姿，比如當(dāng)出現(xiàn)坐姿不規(guī)范，出現(xiàn)彎腰、趴下和后仰的行為的時候，出去傳感器地步的水銀滾珠就會滑動與導(dǎo)線連接，發(fā)生報警的聲音提醒坐姿。這一傳感器是貼在頭部的，正確的坐姿，傳感器就處于一個垂直的狀態(tài)，不會發(fā)生報警聲音，發(fā)生坐姿不規(guī)范的時候，才會提示，來調(diào)整坐姿達(dá)到視力保護(hù)的作用。

（2）光線的電路，也就是光線報警電路，這有兩個部分組成，光敏電阻控制電路和報警電路，主要是對光線的一個控制，如果在光線較暗的情況下，就會警報提醒。

（3）電源接口，考慮到使用的廣泛性，采用的是1.5V的電池來進(jìn)行供電。

（4）按鍵設(shè)置，有時間的設(shè)置，開始與停止按鍵，能夠有效的控制。

（5）聲波設(shè)計，頻率低，遇到障礙物會反射。

如圖1所示的多功能視力保護(hù)器的主要功能為光強(qiáng)保護(hù)、光弱保護(hù)和閱讀超時保護(hù)三種功能，其電路組成如圖所示。電路由四.一二輸入端或非門CD4001、四.二輸入端與非門CD4011和四異或門CD4070組成。通過三只門電路中的各個門的組合，組成一個具有光強(qiáng)保護(hù)、光弱保護(hù)和超時閱讀保護(hù)為一體的多功能視力保護(hù)器電路。

2.4 多功能視力保護(hù)器的軟件設(shè)計

本設(shè)計利用單片機(jī)，使用編程語言，根據(jù)其主要的功能來編寫相應(yīng)的程序，匯編的語言比機(jī)器語言更加容易讀寫、調(diào)試和修改，還具有機(jī)器語言的優(yōu)點(diǎn)。主程序的一個流程，從開始到結(jié)束，里面有相應(yīng)的按鍵，通過按鍵的是否來選擇調(diào)試，學(xué)習(xí)按鍵、調(diào)用報警子程序、調(diào)用超聲波測距子程序、調(diào)用光線采集子程序以及顯示子程序。3結(jié)束語

基于單片機(jī)的多功能的視力保護(hù)器，保護(hù)的功能多樣，從坐姿，光線距離能多方面來完成視力的保護(hù)和提醒，這樣的一個多功能視力保護(hù)器，更大的程度上滿足了需求。同時，也需要不斷的研究，進(jìn)一步的提高視力保護(hù)的功能和效果，改進(jìn)學(xué)生視力問題。

參考文獻(xiàn)

[1]梁東麗，劉穎.基于單片機(jī)的多功能視力保護(hù)器設(shè)計[J].天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)學(xué)報，2018，28 （01）：21-26.

[2]李瑞英，郝淑娟，何巍巍，一種實用多功能視力保護(hù)器的設(shè)計[J].大慶師范學(xué)院學(xué)報，2017，37 （06）：25-27.