基于单片机的坐姿提醒器的制作方法

本实用新型属于电子提示器技术领域，涉及一种基于单片机的坐姿提醒器。

背景技术：

近些年来，我国青少年的近视率逐年攀升,近视人群也在逐渐向低龄化发展，近视已经成为一个较为严重的社会健康问题。因此需要设计一种经济实惠的坐姿提醒器，来督促青少年保持正确的坐姿，以确保正确用眼。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对当前还没有普及的坐姿提醒器的现状，提供一种无线、低功耗、低成本的基于单片机的坐姿提醒器。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于单片机最小系统的坐姿提醒器，包括单片机最小系统；单片机最小系统分别与时钟电路、超声波发射电路、数码管显示电路、报警电路、超声波接收电路和复位电路相连接；

所述的单片机最小系统包括第一芯片，第一芯片采用芯片AT89S51；第一芯片的第9脚接复位电路，第一芯片的第18脚和第19脚与时钟电路相连接，第一芯片的第20脚接地；第一芯片的第32脚、第33脚、第34脚、第35脚、第36脚、第37脚、第38脚和第39脚分别与数码管显示电路相连接；第一芯片的第31脚和第40脚接电源VCC；第一芯片的第21脚、第22脚、第23脚、第24脚和第25脚与报警电路相连接。

本实用新型坐姿提醒器以AT89S51单片机最小系统为控制核心，当书写者的头部与书本之间的距离超过最低正确用眼距离时，发出警报，提示书写者注意坐姿，这样既可以保证书写者正确的用眼，防止近视。又可以端正书写者的坐姿，防止长期不正确的坐姿导致驼背和其他身体上的异样。

附图说明

图1是本实用新型坐姿提醒器的示意图。

图2是本实用新型坐姿提醒器中单片机最小系统的示意图。

图3是本实用新型坐姿提醒器中时钟电路的示意图。

图4是本实用新型坐姿提醒器中复位电路的示意图。

图5是本实用新型坐姿提醒器中超声波发射电路的示意图。

图6是本实用新型坐姿提醒器中超声波接收电路的示意图。

图7是本实用新型坐姿提醒器中数码管显示电路的示意图。

图8是本实用新型坐姿提醒器中报警电路的示意图。

图1中：1.单片机最小系统，2.时钟电路，3.超声波发射电路，4.数码管显示电路，5.报警电路，6.超声波接收电路，7.复位电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型坐姿提醒器，包括单片机最小系统1，单片机最小系统1分别与时钟电路2、超声波发射电路3、数码管显示电路4、报警电路5、超声波接收电路6和复位电路7相连接。

如图2所示，本实用新型坐姿提醒器中的单片机最小系统1，包括第一芯片U1，第一芯片U1采用芯片AT89S51；第一芯片U1的第9脚接复位电路7，第一芯片U1的第18脚和第19脚与时钟电路2相连接，第一芯片U1的第20脚接地；第一芯片U1的第32脚、第33脚、第34脚、第35脚、第36脚、第37脚、第38脚和第39脚分别与数码管显示电路4相连接；第一芯片U1的第31脚和第40脚接电源VCC；第一芯片U1的第21脚、第22脚、第23脚、第24脚和第25脚与报警电路5相连接。

如图3所示，本实用新型坐姿提醒器中的时钟电路2，包括第一电容C1、第二电容C2和第一晶振Y1，第二电容C2的一端和第一晶振Y1的一端接第一芯片U1的第18脚，第一电容C1的一端和第一晶振Y1的另一端接第一芯片U1的第19脚，第一电容C1的另一端和第二电容C2另一端接地。

如图4所示，本实用新型坐姿提醒器中的复位电路7，包括第三电容C3、第一电阻R1和第一开关S1。第一电阻R1的一端接地，第一电阻R1的另一端、第三电容C3的一端和第一开关S1的一端均与第一芯片U1的第9脚相连接；第三电容C3的另一端与第一开关S1的另一端接地。

如图5所示，本实用新型坐姿提醒器中的超声波发射电路3，包括第二芯片U2，第二芯片U2采用8脚时基集成芯片NE555D。第二芯片U2的第4脚接第一芯片U1的第1脚，第二芯片U2的第6脚接第二电阻R2的一端，第二电阻R2为可变电阻，第二电阻R2的另一端、第二电阻R2的滑头和第三电阻R3的一端接第二芯片U2的第7脚，第三电阻R3的另一端和第二芯片U2的第8脚接电源VCC；第二芯片U2的第2脚接第四电容C4的一端，第四电容C4的另一端、第二芯片U2的第1脚和超声波发射探头CSBT的第2脚均接地，超声波发射探头CSBT的第1脚接第二芯片U2的第3脚。

如图6所示，本实用新型坐姿提醒器中的超声波接收电路6，包括第三芯片U3，第三芯片U3采用8脚时基集成芯片CX20106A。第三芯片U3的第1引脚接超声波接收探头CSBR的第1脚，第三芯片U3的第2脚接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端接第八电容C8的正极，第三芯片U3的第3脚接第七电容C7的正极，第三芯片U3的第6脚接第六电容C6的一端，第三芯片U3的第7脚和第五电阻R5的一端接第一芯片U1的第12脚，第五电阻R5的另一端、第五电容C5的正极、第三芯片U3的第8脚和第四电阻R4的一端均接电源VCC，第四电阻R4的另一端接第三芯片U3的第5脚，第五电容C5、第七电容C7和第八电容C8均为电解电容；第五电容C5的负极、第六电容C6的另一端、第三芯片U3的第4脚、第七电容C7的负极、第八电容C8的负极和超声波接收探头CSBR的第2脚均接地。

如图7所示，本实用新型坐姿提醒器中的数码管显示电路4，包括共阳四位七段数码管显示电路和三极管；数码管的第1脚和共阳二极管的第5脚接第一芯片U1的第35脚；数码管的第2脚和共阳二极管的第4脚接第一芯片U1的第36脚；数码管的第3脚和共阳二极管的第8脚接第一芯片U1的第32脚；数码管的第4脚和共阳二极管的第3脚接第一芯片U1的第37脚；数码管的第5脚和共阳二极管的第7脚接第一芯片U1的第33脚；数码管的第7脚和共阳二极管的第2脚接第一芯片U1的第38脚；数码管的第10脚和共阳二极管的第6脚接第一芯片U1的第34脚；数码管的第11脚和共阳二极管的第1脚接第一芯片U1的第39脚。数码管的第6脚接第一三极管Q1的集电极；数码管的第8脚接第二三极管Q2的集电极；数码管的第9脚接第三三极管Q3的集电极；数码管的第12脚接第四三极管Q4的集电极；第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3和第四三极管Q4的发射极都与电源VCC相连接。第一三极管Q1的基极接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端接第一芯片U1的第25脚；第二三极管Q2的基极接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端接第一芯片U1的第24脚；第三三极管Q3的基极接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端接第一芯片U1的第23脚；第四三极管Q4的基极接第十电阻R10的一端，第十电阻R10的另一端接第一芯片U1的第22脚。

如图8所示，本实用新型坐姿提醒器中的报警电路5，包括第五三极管Q5，第五三极管Q5的集电极接蜂鸣器B1的正极，蜂鸣器B1的负极接地，第五三极管Q5的发射极接电源VCC，第五三极管Q5的基极接第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端接第一芯片U1的第21脚。

使用本实用新型坐姿提醒器时，将超声波发射探头CSBT与超声波接收探头CSBR平行放置于书写者头部正下方的桌子上，蜂鸣器B1也放置在书桌上。启动该坐姿提醒器，在单片机最小系统1的控制下各个部分开始运行。单片机最小系统1初始化之后，数码管显示电路4显示预设的书写者头部与书本之间距离的最小值。超声波发射电路3和超声波接收电路6开始运行，如果书写者的头部与书本之间的距离达到预设的最小值，由单片机最小系统1发出信号传给超声波发射电路3，超声波发射电路3发射超声波脉冲，声波经过物体的反射，部分反射回波由超声波接收电路6接收并转换成电信号回传到单片机最小系统1，根据收发时间与超声波传播速度，计算出书写者头部与书本之间的距离，并将该信号传给单片机最小系统1，单片机最小系统1启动报警电路5，报警电路5中的蜂鸣器B1发出报警声。当听到报警声后，书写者应该立刻调整坐姿，超声波发射电路3和超声波接收电路6继续运行，当检测到书写者头部与书本之间的距离大于预设的最小值时，蜂鸣器B1停止报警。本实用新型坐姿提醒器运行过程中，若检测到书写者的头部与书本之间的距离没有达到预设的最小值时，则数码管实时显示检测到的实际距离。

本坐姿提醒器充分利用了数码管显示电路、报警电路等，缩短了系统的开发周期，降低了系统的开发成本。 数码管显示一目了然， 语音通信及报警功能提高了书写者保持正确坐姿的意识。

该提醒器将单片机最小系统1的实时控制及数据处理功能与超声波的测距技术相结合，能测量并显示书写者的头部与书桌的距离，同时用“嘟嘟”声发出警报，当书写者的头部与书桌之间的距离小于设定的最小值时，设备发出“嘟嘟”声，这样就可以解决书写者无法判断自己的坐姿是否标准的问题。