1、前言
近年来在我国近视眼发病率越来越高，尤其是青少年的视力低下的情况越来越严重。而导致青少年近视的主要原因就在于看书写字的姿势不正确并且过长时间的写字阅读，所以设计一台方便的视力保护仪是很重要的。
2、课题研究背景及意义
这些年来近视眼的问题日益成为全世界研究并关注的事，近视眼威胁着全世界青年的身体健康。视力低下一般由以下原因构成:遗传性，如果父母都有近视，儿童患高度近视的几率高于正常儿童，这与基因有关;用眼不当，再过多地使用电子产品，如电视、电脑、手机等越来越多，儿童和青少年自控能力差，在不注意的时候，小眼镜诞生了;偏食挑剔，不科学的饮食习惯也会导致近视;读写姿势不正确，用眼不当，写作业时间太长，光的强和弱不合适等是导致中小学生近视主要原因。为了解决此问题，现如今越来越多的公司都在研发生产各种视力保护产品，国内主要有眼保姆，坐姿矫正器和各种护眼灯；国外有法国艾斯布鲁斯研发的光明天使博士镜，以及美国眼科专家威廉贝茨研发的阿瞳二代产品。但这些产品功能单一，不能满足消费者的个性化需求[1]。所以目前市场上需要一款可以自动检测学习环境，自动定时，自动报警的多功能的视力保护器。
3、多功能视力保护器设计研究概述
多功能视力保护器具有以下功能：当使用者与书本的距离小于设定值，或学习环境光强过强过弱，以及学习时间达到设定时间，电路自动发出声光报警，提醒使用者注意；使用者与桌面的距离、光线强度、学习时间可根据用户要求设定[2]。视力保护器主要由主控模块，超声波测距模块，光强检测模块，显示模块，计时模块，报警模块，按键模块组成。
3.1主控模块
主控模块由单片机来实现功能。单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。单片机的使用领域十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。80C51式通用型单片机，含有时钟电路、复位电路、电源电路。其中时钟电路由单片机内部反相放大器的输入引脚跨接在晶振两端和两个微调电容组成，构成自激励振荡器，用来产生单片机工作时必须的时钟信号。时钟电路中电容可选用20pF,晶振可选用12 MHz，频率越高单片机的速度越快。51单片机采用按键复位的工作方式，其复位电路由复位按键、10micro;F电容和10kOmega;电阻组成，单片机的复位时间由复位电路的极性电容决定，极性电容一般采用10-30micro;F。单片机的时钟工作以后，只要RST引脚上出现两个机器周期以上的高电平，系统就复位。
3.2测距模块
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