【《基于STC89C52单片机的坐姿护眼系统设计》12000字（论文）】

第第[19-22]。5.1实物焊接该坐姿护眼系统的设计步骤如下：熟悉该设计中所需软件的安装过程，安装软件，并正确操作软件；依据电路图设计原理图的图纸、标题栏等并规划好所需版本，同时放好部件并进行连线；使用者依据该系统所需要的实际电路，选取合适的元器件，根据电路，在图纸上的对应位置放置元器件；在该步骤中，可以直接连接设备的管脚，也可以校准；原理图绘制完成后，根据规则检查原理图是否有错误，若有错误则进行修改，直到修改无误后，输出PCB图；PCB手工布线；使PCB上孔的大小与孔和孔之间的距离合适并且美观。整体完成后的PCB板图如图5.1所示。图5.1PCB板图该系统采用AD软件绘制PCB板图，PCB板是一种单层板。器件焊接要在覆铜那一面进行。PCB板第一层的布线是蓝色的，也就是电路板的总布局。根据电路图的设计需要选用粗细合适的导线，在这个绘制过程中存在一些问题，但在发现问题，解决问题的过程中也学会了很多。查阅相关软件的介绍和操作说明，同时学习了有关教学视频，熟悉软件安装步骤和操作流程，元器件的选则、元器件的放置等都进行了反复地考虑，最终确定选型并成功绘制成了原理图。1）焊接前的准备先找若干根细导线用来布线，这些细导线分为单股和多股，单股硬线可弯曲成固定形状，剥皮后可用作跳线，多股细线焊接后柔软凌乱。除了导线要特别细之外，点阵板因体积所限制，焊接时要焊得特别紧凑，而只有焊头的精度比较高时，才能达到要求。通过比较，这次设计选择使用功率为30W左右的锋利电烙铁并建议选用直径为0.5～l毫米的焊锡丝。2）常规步骤如下：准备焊接清理焊头：像焊渣这些氧化物是需要特别注意的，必要时表面可以镀上一层焊料，清理完后，就可以着手进行焊接了，正确的姿势是焊丝用左手抓住，而络铁是用右手握住，这样焊接前的准备就完成了；加热焊件：用电烙铁头去靠近焊件的接头部分，让焊件保持受热约1～2秒的时间。在PCB板上焊接元器件时，要特别注意，两个被焊接物体要同时被电烙铁的焊头接触；送焊锡丝：焊件的焊接面需要进行加热，但温度不能太高，达到某一温度的阈值时，焊丝要与焊件接触，但需要注意的是，要从电烙铁的对侧接触。注意：不要将焊锡丝送至焊头；将焊锡丝移走：焊丝不能熔化太多，熔化的量够了，就要快速向左上方45°方向移开。移烙铁：焊盘和焊件的焊接位置会有焊料渗入进来，焊料渗入进来后要向右上方45°方向移走烙铁，至此整个焊接过程完成。特别要注意，第3-5的整个过程大约是在1～2秒完成的。3）焊接注意要点保持尖端清洁，为了加快传热效果或者说传热速度，可以采用增大接触面积的方式，加热依赖于焊桥，焊点的形成决定了步骤5，即将烙铁向右上方45°的方向移动焊料不凝固烙铁就不能移动，并且焊料量应当适中；为了焊接方便，焊接过程中要注意导线整体的布局，合理放置元器件，同时可以达到焊接整齐的目的；焊接动作要迅速，以防止焊锡用量过多，导致短路或者焊盘被烧坏；导线按顺序焊接，这样才能保证在焊接过程中不会漏掉某条线，从而导致整个设计达不到要求，甚至根本实现不了功能；焊接好之后一定要反复地检查，查找焊接中是否还有其它问题。焊接实物如图5.2所示。图5.2焊接实物经过多次地焊接，动作也比较熟练了。首先要做的是保留所有VCC和GAD，最后将它们焊接在一起。规划单片机和液晶显示器的焊接位置，然后进行焊接，这样就会避免焊接出现问题，同时也避免电路出现问题。5.2软硬件调试实物焊接好之后，就需要进行软件的调试，软件调试准确无误后，下一步将用ISP软件把程序代码下载到单片机中，并进行调试，这是一个反复的操作过程，当达到该设计所要求要实现的功能时，此过程即可截至。在反复的操作验证之后，软硬件的调试终于达到设计要求，同时也实现了该系统设计原本计划要实现的所有功能。该系统设计从收集查阅资料，到硬件的选择和软件的熟悉，一步一步地实现整个设计的功能，这个过程多亏了刘老师的指导。从开始选择元器件、绘制PCB板图、编写程序代码、焊接元器件等一步步地完成设计，最后进行调试。如图5.3所示是实物调试结果。。图5.3实物调试操作说明：首先要有电源供电，系统通电后，按下开关键，单片机初始化后，通过光标定位按键、数字加、减按键可以分别进行设置距离、光照强度范围和学习时间的参数，然后按下学习键，三者同时开始检测。当检测到光强值在所设定的参数范围内，蜂鸣器则不报警并且会继续检测，反之蜂鸣器就会发出警报。当你改变学习环境的光照强度后，蜂鸣器报警提示将会自动清除；当学习时间达到设定的学习时间数值时，蜂鸣器会发出报警提示，然后报警声自动取消，为了保护视力，此时，学习者或工作者就需要稍作休息后再进行学习，以达到本次设计的目的；当超声波测距模块检测到的距离小于设定值，说明学习者或工作者坐姿不正确，蜂鸣器将会发出报警提示，调整坐姿后，报警将会自动取消，若大于设定的值，则不会报警。使用本产品对保护视力有很大的好处，尤其是在现在这种生活状态下，各种各样的电子产品无处不在、学生学习压力不断增强、工作者熬夜长期工作等这一系列的活动，都离不开我们心灵的窗户——眼睛。因此，这种坐姿护眼系统设计会被广泛地应用在我们的生活中，会受到越来越多的人的青睐。5.3设计结果1）坐姿护眼系统设计过程中出现的问题和解决方案：锡焊的时候总是会出现焊接不上的现象，分析出原因如下？焊件表面有氧化层，铝、不锈钢等的这些焊件，表面的那一层氧化膜很难清除掉，所以这类的材料无法进行锡焊；而铜、锌等的这些焊件，从它的可焊性来说，不应该会出现无法焊接的现象，但实际的焊接过程中确实出现了焊接不上的情况，推测有两个原因：一是表面没有清除干净；二是焊接手法错误。Keil中程序无法编译？首先，创建一个后缀为“.uV2”的新项目文件，在创建一个文本格式的文档，在其上编写程序，并将其保存为带有后缀的文件“.c”（注意文件名最后是英文），然后右击窗口左侧的“源组1”，选择“将文件添加到‘源组’”，最后按快捷键“F7”。Proteus仿真过程中，无法连接元器件的管脚？在很大可能性上是引脚的间距太小了，所以会出现这些问题，比如在ISIS中，每一个元件的管脚都占据着一个“自己的领地”，而这个区域会排斥外部的接线。很显然，要解决这个问题，最简单的方法就是增大引脚的间距，这个过程可以通过重新编辑组件来实现，也可以通过一些工具来实现。本次设计是采用“2D图形线”工具，通过这个工具来延长引脚引线，在有些时候，还有一个方法也被经常使用，就是要让布线绕过很狭窄的保护区，当然，这个过程中要一直按住CTRL键，直到绕线完成后才松开。2）进一步的改进措施此次坐姿护眼系统设计中，在超声波测距这个模块，没有考虑设计到各个角度的测距，只是能够检测到正前方的距离，而不能测量到其他角度的距离，这就会导致测量不准确，比如坐姿不端正，倾斜了身体，可能蜂鸣器也就不会报警，因为测量的距离并没有小于所设定的数值，也就起不到保护视力的作用了，这是本次设计中的最大的缺陷。我认为在以后进行坐姿护眼系统这个方向的设计时，可以对这些缺陷进行改善，通过大家的努力，以求能够设计出更好的产品，建议可以重点考虑超声波测距模块测量各个方向的距离，针对学习者和工作者学习工作时身体倾斜的不端正坐姿加以改正，更加全面地检测，以加强保护视力的作用。总结本次毕业设计不仅是对课程理论内容的回顾和巩固，也丰富了与本专业相关的其他知识，如对硬件元器件和软件的熟悉和应用等，在探索中学习并成长，带着问题学习非常有效。设计刚开始的时候，老师让我们查阅相关资料，做好相应的准备。首先，我翻阅了本次设计所涉及的课程书籍，结合相关的理论知识对整个设计方案有了一个大概的框架和流程。然后下载了与本设计相关的近些年的论文，学习比较先进的、以及使用成功的设计经验，梳理这些后，我对本次的设计有了一个较为清晰的思路，然后根据这个思路往下走，就有了一个较为完整的设计方案以及软件流程图，然后与老师和同学一起探讨这个思路的正确与否以及设计方案和软件流程图的可行性，然后将最终的设计方案确定了下来。在设计过程中，深有体会的是，编写程序一定不要图快，总想着一蹴而就，不然就会造成堆积错误，有些东西就得重来。编程时要经常调试，然后根据调试结果修改，这个很关键，同时在编程过程中要有给程序注释的习惯，这样在后期查找问题时一目了然。要及时解决设计中出现的问题，不能拖沓，然后根据自己的理解程度做好记录，避免重复犯错。本设计是我大学学习的综合应用，让我深刻认识到做好本次设计的前提是要有一定的理论与实践基础，这里单片机、数电、模电就显得很重要，尤其是数字电路至关重要，同时我们还应该具备编程语言的基本知识。毕业的钟声已经敲响，两年的丰富多彩的大学生活即将翻篇。刚进大学的无知青年现在长大了，也学到了很多东西。马上面临着毕业，此次设计也即将结束。在刘老师的耐心指导下，我认真地完成了此次毕业设计。通过该坐姿护眼系统的设计，我明白了毕业设计不只是简单地考察大学期间所学的理论知识，更是对自身各个方面能力的提升。经过这次的设计，我了解到自己的理论知识还比较薄弱，今后还要继续学习。同时也让我明白了，学习是一个漫长的积累的过程，在今后的学习、工作和生活中还应继续努力，不断提高自身的综合能力。参考文献许超,孟青,董严等.基于51单片机的多功能视力保护器[J].电子世界,2016,(22).张彦宇.基于单片机的超声波视力保护器设计与研究[J].自动化技术与应用,2019,038(010):74-76.徐帅,黄程杰,何彦雨.基于单片机的多功能视力保护器的设计[J].电子制作,2016,000(024):8.吕晓颖.基于单片机的多功能视力保护器设计[J].科技与创新,2019,(10):52-53.杨静,谷翠梅,苏晨旭等.基于单片机的坐姿护眼系统设计[J].河南科技,2020,000(004):63-65.陈中,朱代忠.基于STC89C52单片机的控制系统设计[M].清华大学出版社,2015.张玉娜.不同类别条件下反馈类型和学习任务对大学生推理学习的影响.《河南大学》刘筠筠,赵明冬.基于STC89C52单片机的自动电阻测量仪[C]//2011年河南省单片微机和嵌入式系统学术研讨会.

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