專利名稱：微電腦視力保護語音提示器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子技術領域，涉及一種微電腦視力保護語音提示器。主要提示人們在看書讀報時，人眼與書應保持合適的距離、燈光應調(diào)節(jié)到適當?shù)牧炼龋苊馊藗円虿簧鏖喿x引起眼睛疲勞而引起視力下降，造成近視。
背景技術：
目前，眼睛近視有低齡化的現(xiàn)象，有許多青少年年紀輕輕就帶上了眼鏡，究其原因，主要是(I)許多青少年看書時姿勢不對，經(jīng)常趴在桌面上看書，使眼睛距離書本太近；看書時光照度不合適，使眼睛容易疲勞，長期這樣導致視力下降；(3)看書時間過長，用眼過度等。 現(xiàn)有技術主要針對坐姿和讀寫距離進行提示，從而對視力保護能起到一定的作用，如CN01127831.5，實用新型名稱《多功能電子視力保護裝置》，適用于由傳感技術測量距離來進行視力保護的多功能電子視力保護裝置；又如CN200520051053. 2，實用新型名稱《微電腦多功能學生視力保護文具盒》，學生讀寫姿勢不正確或眼睛與文具盒直線距離少于太近時，感應報警裝置自動接通，通過燈光或聲音提醒學生改正，以避免學生的眼睛產(chǎn)生疲勞，從而防止近視眼的產(chǎn)生。但是，因光線太強，光照到白色書本上就會有很強的光線反射到眼睛里，造成眼睛疲勞，這就是常說“光污染”;或光線太暗，為了看清字跡，就要努力睜大眼睛，時間一長也會造成視疲勞。這些由于光照度不佳，而造成視疲勞，也是引起視力下降，造成近視主要原因之一。因此，為保護青少年視力，使青少年健康成長，智能化的視力保護語音提示器，以便能實時檢測和提示讀書環(huán)境的光線強度，提醒保持合適的看書距離，將更加有利于保護青少年視力。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種采用了計算機技術、電子信息處理技術設計具有超聲波測距、燈光照明檢測、時間計時、語音報警控制和電池充放電保護裝置的微電腦視力保護語音提示器。本實用新型技術方案它采用單片機3為核心，包括超聲波發(fā)射電路4、超聲波反射接收電路5和光照度檢測電路6，單片機3由具有A/D采集功能的第一 I/O 口控制腳Pl. 2與光照度檢測電路6連接，光照度檢測電路6包括光敏傳感器16和取樣電路17，光敏傳感器16與取樣電路17構成串聯(lián)電路，從光敏傳感器16與取樣電路17之間的連接點接入到單片機3的第一 I/O口控制腳Pl. 2，第一 I/O 口控制腳Pl. 2作單片機3內(nèi)A/D轉換器的信號輸入端。所述的微電腦視力保護語音提示器，還包括按鍵輸入電路7、語音輸出控制電路8和電池電壓采樣電路9。所述的單片機3的芯片內(nèi)部自帶A/D轉換器，片內(nèi)含程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器和至少11個I/O 口控制腳，其中至少有2個I/O 口控制腳有A/D采集功能，所述的單片機3的芯片內(nèi)置有晶振。采用片內(nèi)晶振做系統(tǒng)時鐘。所述的光敏傳感器16為LXD/GB5-A1DPH光敏傳感器，取樣電路17中的取樣電阻取2KQ電阻。光照度檢測方法為光敏傳感器16與取樣電路17串聯(lián)后，由光敏傳感器16感受光線的強弱，使采樣電阻上的電壓信號發(fā)生變化；這個受光線變化的電壓送到單片機3的第一 I/O 口控制腳Pl. 2進行A/D轉換成數(shù)字量，經(jīng)過單片機3程序設計完成軟件標度變換算法計算出當前的光照度值，最后與標準值進行比較判斷來控制語音報警提示；通過單片機3的第一 I/O 口控制腳Pl. 2不斷實時檢測燈光照明度，實現(xiàn)光照度不足時的實時報警提
/Jn o所述的單片機3通過第二 I/O 口控制腳P1.0輸出超聲信號波，并與超聲波發(fā)射電 路4的輸入端連接，超聲波發(fā)射電路4包括驅動電路12和超聲波發(fā)射傳感器13，超聲信號通過驅動電路12放電后送到超聲波發(fā)射傳感器13，由超聲波發(fā)射傳感器13發(fā)射超聲波信號。所述的單片機3的第三I/O 口控制腳P3. 3作為外部中斷信號輸入端與超聲波反射接收電路5的輸出端連接；超聲波反射接收電路5包括超聲接收傳感器14和超聲波反射解調(diào)電路15，超聲波反射解調(diào)電路15進行信號放電大、限幅、帶通濾波、檢波、積分、整形后做外部中斷信號，輸送給單片機3的第三I/O 口控制腳P3. 3。所述的單片機3的具有A/D采集功能的第四I/O 口控制腳Pl. I作A/D采樣信號輸入端與電池電壓采樣電路9連接，電池電壓采樣電路9與鋰電池22連接；當鋰電池22工作放電到一定的電壓值后，電池電壓采樣電路9采集此時的電池電壓值送入單片機3進行計算比較處理，當采集到的電壓值小于單片機3的內(nèi)置的電池放電閥值Vt時，單片機3通過第五I/O 口控制腳P3. 7與欠壓指示燈10連接，欠壓指示燈10亮閃警示I分鐘后自動進入掉電保護狀態(tài)。所述的單片機3的第六、第七和第八I/O 口控制腳P3. 0、P3. 1、P3. 4分別與3個按鍵K1、K2、K3連接，3個按鍵K1、K2、K3與按鍵輸入電路7連接，其中第一個按鍵Kl是復位報警鍵，即按下Kl鍵后計時報警從零開始計數(shù)，當計數(shù)到與預置時間值相等時，發(fā)出報警提示“注意休息”;如果時間報警到了后，沒有按下Kl鍵，則每5分鐘計時會報警提示一次“注意休息”；第二個按鍵K2是計時時間設置鍵，計時時間有5種選擇，為環(huán)狀處理按鍵第I次按下K2鍵，計時時間預置為30分鐘，第2次按下K2鍵，計時時間預置為45分鐘，第3次按下K2鍵,計時時間預置為60分鐘,第4次按下K2鍵,計時時間預置為90分鐘,第5次按下K2鍵，計時時間預置為120分鐘，第6次按下K2鍵，計時時間又回到預置為30分鐘；依次類推，成環(huán)狀處理按鍵功能；第三個按鍵K3是超聲測距設置鍵，設有5種超聲測距設置選擇，為環(huán)狀處理按鍵第I次按下K3鍵，超聲測距預置為20cm，第2次按下K3鍵，超聲測距預置為25cm，第3次按下K3鍵，超聲測距預置為30cm，第4次按下K3鍵，超聲測距預置為35cm，第5次按下K3鍵，超聲測距預置為40cm，第6次按下K3鍵，超聲測距又回到預置20cm。依次類推，成環(huán)狀處理按鍵功能。[0019]所述的單片機3的第九、第十和第i^一 I/O 口控制腳Pl. 5,Pl. 6,Pl. 7作為語音輸出控制信號端，與語音輸出控制電路8的三個輸入口 A0、Al、A2連接，語音輸出控制電路8包括語音存儲電路與控制電路18和喇叭19。所述的微電腦視力保護語音提示器，還包括電源及電池充放電管理電路11 ;電源及電池充放電管理電路11包括阻容降壓整流電路20、充電指示燈28、電池充電管理芯片21、鋰電池22、采樣電路23、工作開關24、電子開關25、穩(wěn)壓塊26、和紋波處理電路27 ；系統(tǒng)正常工作供電時，鋰電池22進行供電；鋰電池22正極連接工作開關24，工作開關24內(nèi)部是機械觸點，當開關扳到B端，系統(tǒng)斷電停止工作；當開關扳到A端系統(tǒng)接通電源開始工作；電子開關25的漏極與工作開關24的A端連接，電子開關25的源極接入到穩(wěn)壓塊26的輸入端Vi，電子開關25的管柵極與采樣電路23連接；穩(wěn)壓塊26把輸入的電壓進行降壓穩(wěn)壓后從Vo端輸出+5V，為視力保護提示器I提供工作電壓；使用一個電容通過紋波處理電路27做紋波處理，并聯(lián)連接到Vo輸出端； 鋰電池22的充電采用220V交流阻容降壓整流電路20實現(xiàn)；阻容降壓整流電路20先使用一個電阻和一個電容并聯(lián)，再與一個電阻串聯(lián)后，串聯(lián)電阻的另一端與視力保護提示器I的電源線及插頭2連接，插頭2連接220V交流電壓上；阻容降壓后接入到一個由4個二極管組成的整流電橋；整流電橋輸出端并聯(lián)接入一個由IOOOuF的電容和12V穩(wěn)壓管構成的濾波穩(wěn)壓電路，把輸入的220V交流電壓降壓成12V穩(wěn)壓輸出；阻容降壓整流電路20的輸出端連接到充電指示燈28和采樣電路23輸入端；采樣電路23通過2個電阻分壓后接入到電子開關25 ;充電指示燈28的輸出端接入到工作開關24和鋰電池22的輸入端，同時通過電阻R1、Cl分別連接電池充電管理芯片21的VDD、VSS端，電池充電管理芯片21的Cout端連接Ql的柵極，Dout端連接Q2的柵極，Q1、Q2的漏極連接在一起，Q1、Q2的源極分別連接濾波穩(wěn)壓輸出的負極和鋰電池22的負極；當視力保護提示器I的電源線及插頭2插入交流220V電源插座時，瞬間通過采樣電路23控制電子開關25斷開，使鋰電池22停止放電輸出，這時為鋰電池22充電；鋰電池22充電管理由電池充電管理芯片21負責，當正常充電時，充電指示燈28亮；若電池充滿電后，充電指示燈28滅。本實用新型操作簡單，適用性強，在電路設計與編程技術上實現(xiàn)了模塊化設計，“傻瓜化”操作，使得系統(tǒng)在看書閱讀過程中能及時提醒讀者，給讀者帶來很多方便。本實用新型實現(xiàn)了以下功能I、超聲波準確測距，測距精度達到±lcm。2、臨界燈光照明度檢測，臨界照明度為4001x。3、“保持距離”報警提示當檢測到看書距離小于某設定距離(默認為30cm)時，表明人眼距離書本太近，則控制輸出語音報警提示“保持距離”。4、“光線太暗”報警提示按照教室采光和照明衛(wèi)生國家標準(GB7793-87)，課桌面上的平均照明度不低于4001x(勒克斯)。因此，當檢測燈光照明度小于4001x，表明照明度太小，則控制輸出語音報警提示“光線太暗”。5、“注意休息”報警提示內(nèi)部設計有時鐘計數(shù)器，從看書開始啟動時間計時，若看書時間超過某設定時間(默認為45分鐘)時，則控制輸出語音提示“注意休息”，以便提醒讀者休息一會，使精神放松，提高學習效率。此后每5分鐘語音提示一次“注意休息”，直到按下Kl鍵后才重新按照預置計時時間進行計時報警。6、可設定計時時間通過K2鍵可設置5檔計時與報警，計時時間有5種選擇，第I次按下K2鍵，計時時間預置為30分鐘，第2次按下K2鍵，計時時間預置為45分鐘，第3次按下K2鍵，計時時間預置為60分鐘，第4次按下K2鍵，計時時間預置為90分鐘，第5次按下K2鍵，計時時間預置為120分鐘，第6次按下K2鍵，計時時間又預置為30分鐘。7、可設定超聲測距報警通過K3鍵可設置5檔超聲測距與報警，第I次按下K3鍵，超聲測距預置為20cm，第2次按下K3鍵，超聲測距預置為25cm，第3次按下K3鍵，超聲測距預置為30cm，第4次按下K3鍵，超聲測距預置為35cm，第5次按下K3鍵，超聲測距預置為40cm，第6次按下K3鍵，超聲測距預置為20cm。8、電源及電池充放電管理電路220V交流降壓給電池充電，由電池供電,具有電池電量檢測與保護功能，以延長電池的使用壽命。本實用新型特別適用于少年兒童在看書學習時及時提示看書姿勢不對，提示光線 是否不足或者眼睛距離課桌面書本太近的問題，還可實時檢測與提醒教室等讀書環(huán)境的燈光亮度是否合適，能有效地保護少年兒童的視力。I、本實用新型可以很好地實現(xiàn)看書閱讀時間的報警提醒，能對看書環(huán)境光線太弱報警提示，對看書距離太近可及時警示，可防止長時間過度用眼引起的疲勞，對保護眼睛視力有很好的適用性，為讀者特別是兒童讀者帶來福音。2、在實現(xiàn)方法上采用了電子技術、控制技術和計算機技術，通過單片機控制整個系統(tǒng)的有序工作，控制超聲波測距、光線亮度檢測、語音存儲輸出以及電池充放電保護，使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的工作。3、在電路設計與編程技術上進行了模塊化設計，“傻瓜化”操作，操作簡單方便，易學好用，保證系統(tǒng)的安全性和可靠性。

圖I、本實用新型實施例I的整體結構示意圖。圖2、本實用新型實施例I的單片機自動檢測與控制部分電路連接示意圖。圖3、本實用新型實施例I的超聲波發(fā)射電路結構示意圖。圖4、本實用新型實施例I的超聲波反射接收電路結構示意圖。圖5、本實用新型實施例I的光照度檢測電路結構示意圖。圖6、本實用新型實施例I的語音輸出控制電路結構示意圖。圖7、本實用新型實施例I的電源與電池供電電路結構示意圖。
具體實施方式
實施例I :它包括視力保護微電腦語音提示器的自動檢測與控制電路，由單片機3(Ul)來實現(xiàn)，如圖2所示單片機3作為微控制器是整個控制系統(tǒng)的核心，整個控制系統(tǒng)內(nèi)部包含單片機3、超聲波發(fā)射電路4，超聲波反射接收電路5，光照度檢測電路6，按鍵輸入電路7，語音輸出控制電路8、電池電壓采樣電路9、欠壓指示燈10和電源及電池充放電管理電路11等電路部分構成。本實施例中，單片機(Ul)采用STC宏晶公司生產(chǎn)的、封裝形式為S0P16的STC12C5402AD芯片，該單片機芯片內(nèi)部自帶A/D轉換器，片內(nèi)含2KB程序存儲器、256字節(jié)數(shù)據(jù)RAM、11個I/O 口控制腳(其中6個I/O 口線有A/D采集功能)，使用片內(nèi)12MHz晶振。單片機通過9個I/O 口管理控制周圍所有的芯片和電路。其中單片機(Ul)的Pl. O作輸出口用，與超聲波發(fā)射電路4連接，作為輸出發(fā)射超聲波信號。超聲波發(fā)射電路4由驅動電路12和超聲發(fā)射傳感器13組成。驅動電路12使用了一個中功率達林頓管或兩個復合三極管放大驅動40KHz的超聲波信號,驅動超聲發(fā)射傳感器13向外發(fā)射超聲波信號。超聲發(fā)射傳感器13使用了 T40-16傳感器元件，它能接受工作頻率為40KHz的交流信號，產(chǎn)生共振超聲波發(fā)射到空間實現(xiàn)遠距離傳播。超聲波具有方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。單片機3的P3. 3作外部中斷輸入口用，與超聲波反射接收電路5連接，作為外部中斷觸發(fā)信號。超聲波反射接收電路5使用了超聲波接收傳感器14和超聲波反射解調(diào)電路15。超聲波接收傳感器14采用R40-16傳感器元件，它內(nèi)部的陶瓷振子換能器在接收到超聲波后能產(chǎn)生機械振動信號，并將其放大變換成電能量輸出，實現(xiàn)對發(fā)送的超聲波進行檢測。R40-16傳感器輸出的信號直接送入到超聲波反射解調(diào)電路15。超聲波反射解調(diào)電路15使用了 CX20106A專用集成電路，它能接收頻率范圍在30 60KHz波形，通過調(diào)節(jié)第 5腳的電阻可設置接收的中心頻率。當使用200k的電阻時，接收的中心頻率為40KHz。然后對R40-16傳感器傳過來的的信號進行放大(總放大增益達80db)、濾波處理，最后作為外部中斷信號送入單片機的P3. 3腳。單片機3的Pl. 2用作片內(nèi)A/D轉換器的信號輸入端,與光敏傳感器16、取樣電路17構成的串聯(lián)電路連接。光敏傳感器LXD/GB5-A1DPH，取樣電路是2KQ電阻，光敏傳感器16與取樣電路17串聯(lián)后，由光敏傳感器16感受光線的強弱，使采樣電阻上的電壓信號發(fā)生變化。這個受光線變化的電壓送到Pl. 2進行A/D轉換成數(shù)字量，經(jīng)過軟件標度變換算法計算出當前的光照度值，最后與標準值進行比較判斷來控制語音報警提示。通過Pl. 2不斷實時檢測燈光照明度，實現(xiàn)光照度不足時的實時報警提示。單片機3的Pl. I用作片內(nèi)A/D轉換器的信號輸入端，實時檢測電池電壓是否欠壓。Pl. I直接與電池電壓采樣電路9連接。電池電壓采樣電路由2個電阻串聯(lián)，再與鋰電池22并聯(lián)構成，Pl. I直接連接到兩個電阻的中間。當電池正常供電時，電池電壓值會逐漸減小，使兩個電阻上的壓降也發(fā)生變化。這個變化的壓降傳送到Pl. I進行A/D轉換成數(shù)字量，經(jīng)過軟件變換算法計算出當前的鋰電池電壓值，最后與極限值進行比較判斷來控制是否應報警提示停止工作。當A/D采集到的鋰電池的電壓值小于其放電閥值Vt時，單片機3控制欠壓指示燈10亮閃警示，欠壓指示燈10亮閃警示I分鐘后自動進入掉電保護狀態(tài)。單片機3中的P3. 7與欠壓指示燈10連接，欠壓指示燈10使用一個發(fā)光二極管。單片機3通過P3.0、P3. 1、P3.4三個I/O 口分別做Kl、K2、K3按鍵，形成按鍵輸入7，用作按鍵輸入開關信號。按鍵輸入7使用一個機械觸點的按鍵元件，當Kl按鍵被按下時給P3. 0輸入低電平(有效按鍵);沒有被按下是，P3. 0為高電平；當K2按鍵被按下時給P3. I輸入低電平(有效按鍵);沒有被按下是，P3. I為高電平；當1(3按鍵被按下時給P3. 4輸入低電平(有效按鍵)；沒有被按下是，P3. 4為高電平(無效按鍵)。Kl鍵用于復位報警，K2鍵用于設置計時時間，K3鍵用于設置超聲測距報警。單片機3通過Pl. 5,Pl. 6,Pl. 7三個I/O 口作語音輸出控制信號，與語音輸出控制電路8連接。語音輸出控制電路8由語音存儲與控制電路18 (U3)和喇叭19組成。語音存儲與控制電路18 (U3)使用了 TRS3BM10A語音芯片，在TRS3BM10A語音芯片內(nèi)部存放了3段語音，即是“保持距離”、“光線太暗”和“注意休息”，語音芯片的發(fā)出聲音受單片機3的控制。喇叭19采用8Q的揚聲器器件。語音存儲與控制電路18 (U3)的A0、A1、A2三個腳分別與Pl. 5>1. 7三個I/O 口連接，語音存儲與控制電路18 (U3)的P、N兩個腳直接與喇叭19連接。當Pl. 5輸出高電平時，喇叭發(fā)出“保持距離”的聲音，當Pl. 6輸出高電平時，喇叭發(fā)出“光線太暗”的聲音，當Pl. 7輸出高電平時，喇叭發(fā)出“注意休息”的聲音。整個系統(tǒng)采用+5V供電工作。供電電源及電池充放電管理11設計的比較簡潔、實用。實際在正常工作時，系統(tǒng)采用鋰電池供電。鋰電池22使用了一節(jié)可充電、放電的9V鋰電池。鋰電池輸出9V通過穩(wěn)壓塊26進行降壓穩(wěn)壓輸出+5V。穩(wěn)壓塊26 (U5)使用了低壓差的LM2940穩(wěn)壓芯片。鋰電池22的正極電壓經(jīng)過工作開關24和電子開關25，再傳送到LM2940穩(wěn)壓芯片(U5)的Vi輸入端，經(jīng)過LM2940降壓穩(wěn)壓后從Vo端輸出+5V電壓提供給系統(tǒng)作工作電壓。工作開關24使用了一個2個檔的撥動開關，撥到B端時切斷電源輸出，撥到A端時接通電源供電。電子開關25使用了型號為SE2302的MOFET管，SE2302的柵極 受采樣電路23的控制，采樣電路23使用了一個電阻和一個9013三極管，電阻的一端與工作開關24的A連接，電阻的另一端直接與三極管的集電極連接。當三極管的集電極輸出為低電平時，使SE2302截止；當三極管的集電極輸出為高電平時，使SE2302導通。三極管發(fā)射極接地，三極管的基極通過電阻與阻容濾波整流20輸出端連接。阻容濾波整流20使用了一個電阻和一個滌綸電容串聯(lián)進行阻容降壓，然后再采用4個IN4001 二極管進行整流，最后采用電解電容進行濾波和12V穩(wěn)壓二極管進行穩(wěn)壓輸出12V直流電壓。當視力保護提示器I的電源線及插頭2插入交流220V電源插座時，瞬間通過采樣電路23控制電子開關25斷開，切斷鋰電池22的電壓輸出，這時即可為鋰電池22充電。鋰電池22充電管理由電池充電管理芯片21 (U4)負責，當正常充電時，充電指示燈28亮；若電池充滿電后，充電指示燈28滅。當充電結束后，將視力保護提示器I的電源線及插頭2拔出，把工作開關24撥到A端，即可啟動工作。電池充電管理芯片21 (U4)使用了可充電電池保護芯片R5402N，由圖7所示，芯片的引腳Ct^Dtjut分別連接了一個MOFET管SE2302 (Q1、Q2)。在給鋰電池充電時，R5402N芯片檢測Vdd引腳上的電壓。當Vdd由低變高且超過了充電檢測器的閥值電壓時，表示芯片檢測到此時過充電，Ctjut腳輸出低電平，外部控制N溝道MOFET管Ql被關斷。在鋰電池放電時，R5402N芯片檢測Vdd引腳上的電壓。當Vdd由高變低且小于了放電檢測器的閥值電壓時，表示芯片檢測到此時過放電，Dout腳輸出低電平，外部控制N溝道MOFET管Q2被關斷。此外，系統(tǒng)單片機內(nèi)部還設計了一個數(shù)字電子鐘計時器，進行時間的計時與比較判斷。當接通電源時，啟動系統(tǒng)開始工作，單片機內(nèi)部定時器/計數(shù)器也開始計時工作。當計時達到預置值(如45分鐘)時，單片機控制I/O 口 Pl. 7輸出高電平，使喇叭19發(fā)出“注意休息”的聲音，提醒讀者休息一會，使精神放松，以便提高學習效率。采樣這種方式可以實現(xiàn)很高的安全性，即在使用時完全由電池進行低壓供電，如果視力保護提示器I的電源線及插頭2插入市電后，設備立即切斷內(nèi)部電源供電，使系統(tǒng)停止工作，做到充電時不供電，供電時不接市電和充電，使小孩」L童在使用設備時安全可靠。I、本實施例各部分連接方法如下本實用新型將單片機3(U1)、超聲波發(fā)射電路4，超聲波反射接收電路5，光照度檢測電路6，按鍵輸入電路7，語音輸出控制電路8、電池電壓采樣9、欠壓指示IO、電源及電池充放電管理電路11設計、安裝在PCB電路板上，使用外殼封裝形成微電腦視力保護語音提示器I主機，外殼引出220V交流市電電源線及插頭2。將電源線及插頭2的插頭插入電源插座，就可開始工作。2、本實施例各操作步驟如下將電源線及插頭2的插頭插入交流市電電源插座，設備就可開始工作。 (I)超聲測距設置。通過K2鍵可設置5檔超聲測距與報警，最小測距報警為20cm，即超聲測距20cm就發(fā)出報警“保持距離”。若按下K2鍵一次，測距報警為25cm ;再按下一次K2鍵，測距報警設為25cm ;再按下一次K2鍵，測距報警設為30cm ;再按下一次K2鍵，測距報警設為35cm ;再按下一次K2鍵，測距報警設為40cm ;再按下一次K2鍵，測距報警又設回至Ij 20cm。 (2)設置計時時間。通過K3鍵可設置5檔計時與報警，最小計時報警為30分鐘，即計時到30分鐘就發(fā)出報警“注意休息”。若按下K3鍵一次，計時報警為45分鐘；再按下一次K3鍵，計時報警設為60分鐘；再按下一次K3鍵，計時報警設為60分鐘；再按下一次K3鍵，計時報警設為90分鐘；再按下一次K3鍵，計時報警設為120分鐘；再按下一次K3鍵，計時報警又設回到30分鐘。(3)當LI閃動時表明檢測到電池欠壓，電池需要充電。(4)當檢測到光照度低于5001x時，發(fā)出語音提示“光線不足”。(5)當檢測看書距離小于設定值時，發(fā)出語音提示“保持距離”。(6)當檢測計數(shù)時間達到預定值時，發(fā)出語音提示“注意休息”。
權利要求1.一種微電腦視力保護語音提示器，它采用單片機(3)為核心，包括超聲波發(fā)射電路(4)、超聲波反射接收電路(5)和光照度檢測電路(6)，其特征是單片機(3)由具有A/D采集功能的第一 I/O 口控制腳(P1. 2)與光照度檢測電路(6)連接，光照度檢測電路(6)包括光敏傳感器(16 )和取樣電路(17 )，光敏傳感器(16 )與取樣電路(17 )構成串聯(lián)電路，從光敏傳感器(16)與取樣電路(17)之間的連接點接入到單片機(3)的第一 I/O 口控制腳(P1.2)，第一 I/O 口控制腳(P1. 2)作單片機(3)內(nèi)A/D轉換器的信號輸入端。
2.根據(jù)權利要求I所述的微電腦視力保護語音提示器，其特征是還包括按鍵輸入電路(7)、語音輸出控制電路(8)和電池電壓采樣電路(9)。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的微電腦視力保護語音提示器，其特征是所述的單片機(3)的芯片內(nèi)部自帶A/D轉換器，片內(nèi)含程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器和至少11個I/O 口控制腳，其中至少有2個I/O 口控制腳有A/D采集功能，所述的單片機(3)的芯片內(nèi)置有晶振。
4.根據(jù)權利要求3所述的微電腦視力保護語音提示器，其特征是所述的光敏傳感器(16)為LXD/GB5-A1DPH光敏傳感器，取樣電路(17)中的取樣電阻取2KQ電阻。
5.根據(jù)權利要求I或2所述的微電腦視力保護語音提示器，其特征是所述的單片機(3)通過第二 I/O 口控制腳(P1.0)輸出超聲信號波，并與超聲波發(fā)射電路(4)的輸入端連接，超聲波發(fā)射電路(4)包括驅動電路(12)和超聲波發(fā)射傳感器(13)，超聲信號通過驅動電路(12)放電后送到超聲波發(fā)射傳感器(13),由超聲波發(fā)射傳感器(13)發(fā)射超聲波信號。
6.根據(jù)權利要求I或2所述的微電腦視力保護語音提示器，其特征是所述的單片機(3)的第三I/O 口控制腳(P3. 3)作為外部中斷信號輸入端與超聲波反射接收電路(5)的輸出端連接；超聲波反射接收電路(5)包括超聲接收傳感器(14)和超聲波反射解調(diào)電路(15)，超聲波反射解調(diào)電路(15)進行信號放電大、限幅、帶通濾波、檢波、積分、整形后做外部中斷信號，輸送給單片機(3)的第三I/O 口控制腳(P3. 3)。
7.根據(jù)權利要求I或2所述的微電腦視力保護語音提示器，其特征是所述的單片機(3)的具有A/D采集功能的第四I/O 口控制腳(P1. I)作A/D采樣信號輸入端與電池電壓采樣電路(9 )連接，電池電壓采樣電路(9 )與鋰電池(22 )連接；當鋰電池(22 )工作放電到一定的電壓值后，電池電壓采樣電路(9)采集此時的電池電壓值送入單片機(3)進行計算比較處理，當采集到的電壓值小于單片機(3)的內(nèi)置的電池放電閥值Vt時，單片機(3)通過第五I/O 口控制腳(P3. 7)與欠壓指示燈(10)連接，欠壓指示燈(10)亮閃警示I分鐘后自動進入掉電保護狀態(tài)。
8.根據(jù)權利要求I或2所述的微電腦視力保護語音提示器，其特征是單片機(3)的第六、第七和第八I/O 口控制腳(P3. 0、P3. 1、P3. 4)分別與3個按鍵(K1、K2、K3)連接，3個按鍵(Kl、K2、K3)與按鍵輸入電路(7)連接，其中 第一個按鍵(Kl)是復位報警鍵，即按下第一個按鍵(Kl)后計時報警從零開始計數(shù)，當計數(shù)到與預置時間值相等時，發(fā)出報警提示“注意休息”;如果時間報警到了后，沒有按下第一個按鍵(Kl )，則每5分鐘計時會報警提示一次“注意休息”； 第二個按鍵(K2)是計時時間設置鍵，計時時間有5種選擇，為環(huán)狀處理按鍵第I次按下第二個按鍵(K2)，計時時間預置為30分鐘，第2次按下第二個按鍵(K2)，計時時間預置為45分鐘，第3次按下第二個按鍵(K2)，計時時間預置為60分鐘，第4次按下第二個按鍵(K2),計時時間預置為90分鐘,第5次按下第二個按鍵(K2),計時時間預置為120分鐘,第6次按下第二個按鍵(K2)，計時時間又回到預置為30分鐘； 第三個按鍵(K3)是超聲測距設置鍵，設有5種超聲測距設置選擇，為環(huán)狀處理按鍵第I次按下第三個按鍵(K3)，超聲測距預置為20cm，第2次按下第三個按鍵(K3)，超聲測距預置為25cm，第3次按下第三個按鍵(K3)，超聲測距預置為30cm，第4次按下第三個按鍵(K3)，超聲測距預置為35cm，第5次按下第三個按鍵(K3)，超聲測距預置為40cm，第6次按下第三個按鍵(K3)，超聲測距又回到預置20cm。
9.根據(jù)權利要求I或2所述的微電腦視力保護語音提示器，其特征是單片機(3)的第九、第十和第i^一 I/o 口控制腳(P1. 5、Pl. 6、Pl. 7)作為語音輸出控制信號端，與語音輸出控制電路8的三個輸入口(A0、A1、A2)連接，語音輸出控制電路(8)包括語音存儲電路與控制電路(18)和喇叭(19)。
10.根據(jù)權利要求I或2所述的微電腦視力保護語音提示器，其特征是還包括電源及電池充放電管理電路(11);電源及電池充放電管理電路(11)包括阻容降壓整流電路(20)、充電指示燈(28)、電池充電管理芯片(21)、鋰電池(22)、采樣電路(23)、工作開關(24)、電 子開關(25)、穩(wěn)壓塊(26)、和紋波處理電路(27)。
專利摘要本實用新型涉及一種微電腦視力保護語音提示器。它采用單片機3為核心，包括超聲波發(fā)射電路4、超聲波反射接收電路5和光照度檢測電路6，其特征是單片機3由具有A/D采集功能的第一I/O口控制腳P1.2與照度檢測電路6連接，光照度檢測電路6包括光敏傳感器16和取樣電路17，光敏傳感器16與取樣電路17構成串聯(lián)電路，從光敏傳感器16與取樣電路17之間的連接點接入到單片機3的第一I/O口控制腳P1.2作單片機3內(nèi)A/D轉換器的信號輸入端。本實用新型還包括按鍵輸入電路7、語音輸出控制電路8、電池電壓采樣電路9和電源及電池充放電管理電路11。本實用新型在看書閱讀過程中能及時提醒讀者視距和光照。
文檔編號G08B21/24GK202472880SQ20122006469
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月27日 優(yōu)先權日2012年2月27日
發(fā)明者朱兆優(yōu), 胡文龍, 鄧文娟, 黃翔 申請人:東華理工大學