基于单片机的视力保护仪的设计与实现

周红亚

（常州刘国钧高等职业技术学校，江苏常州 213000）

1 引言

根据国家卫生委员会的统计，2020年，中国儿童和青少年的总体近视率为52.7%。其中，6岁儿童为14.3%，小学生为35.6%，初中生为71.1%，高中生为80.5%。其中，将近10%的近视学生为高度近视，且比例随年纪的增长而增加。幼儿园6岁儿童高度近视率为1.5%，高中为17.6%。高度近视的危害不容忽视[1]。近视作为一种常见的现代疾病，几乎没有办法治愈。目前的激光手术，也有可能出现一些并发症，如眩光或眩目等，手术后也可能出现视力反弹的情况。在这种情况下，急需开发一种视力保护仪，从根源上解决青少年近视的问题。本设计采用STC89C51单片机作为该视力保护仪的核心控制芯片，利用超声波测距传感器测出人脸部与书桌桌面的距离，当小于设定距离时发出报警声提醒；通过单片机内部定时器计时，当使用时间达到设定时间时报警器自动发出蜂鸣声提示，提醒使用者注意休息。

2 系统总体结构设计

根据设计要求，本系统主要由单片机最小系统STC89C51，时钟电路中的DS1302芯片，超声波模块中的HC-SR04，LCD1602这四大芯片构成（图1）。其余部分通过按键电路，蜂鸣器电路，LED电路，电源接口来实现其功能。DS1302时钟电路主要是当按键电路设置时间时修改DS1302时钟芯片内的时间，当读取时间时DS1302将时间传递给51单片机。超声波模块将测出的距离信号传递给单片机。LCD1602主要负责信息在屏幕上的显示。按键电路主要负责与单片机进行通信，设置各项参数。蜂鸣器与LED灯电路主要由单片机进行控制输出提醒信号。……