专利名称：微电脑防近视语音提醒器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电器技术领域，是一种当学生在书桌上看书写字时的灯光暗和与桌面的距离不够时，自动检测并发出提醒他及时矫正信号的电器。
背景技术：
许多学生在看书写字时，常常不顾灯光过暗，也不管眼睛与桌面的距离是否利益健康用眼、体形正常发育等；时间长了形成难于矫正的习惯，严重损害了青少年身体的健康。如有的还在小学阶段眼睛就已经近视，配带了近视眼镜，有的不到高中毕业就已是弓形腰了，是难于矫正的身体严重畸形问题。为此有在书桌上安装一个限位作用的防近视、防身体畸形的器具，一则有强制性作用，对孩子的前胸有压迫影响；二则不能解决灯光过暗环境下的警示。所以设计一种不需强制力作用就能提醒学生及时调节灯光到合适的亮度，及时端正自己坐姿的电器，用于保证他们的视力健康和体形健康就很有必要。

发明内容
本实用新型要解决的技术问题是采用已有的具微电脑功能的单片机和语音集成电路块，配制于相应外接电器元件，构成一种能发出灯光过暗和眼睛与桌面距离不当等警示信号的微电脑防近视语音提醒器。
具体方案如下一种微电脑防近视语音提醒器，由一个单片机PIC16C56和一个ISD1420语音集成电路配制于检测、提示灯光过暗和检测、提示距离不够警示信号的外接电器元件构成；单片机PIC16C56的端口RA2即管脚1上接有限流电阻R4经发光二极管DY再接电源负极构成电源指示电路；关键是构成检测并发出灯光过暗、距离不足信号的电路是端口RA3即管脚2上接有限流电阻R5和指示灯光过暗的发光二极管Dg两电路末端并接后与电源负极相接；端口RB1即管脚7串接有可调电阻R1后与端口RB0即管脚6并接在红外线接受二极管Dj的负极；端口RB2即管脚8接在红外线接受二极管的正极，接充放电电容C后与三极管DS的发射极并接后与电源负极相接；端口RB3即管脚9通过电阻R2与三极管DS的基极相接，在电源与三极管DS的集电极间接有红外线发射管Df和电阻R3的串联电路；单片机PIC16C56的端口RB4即管脚10与ISD1420语音集成电路的放音边沿触发端口PLAVE即其管脚24相接，单片机PIC16C56的端口RB5即管脚11与ISD1420语音集成电路的端口A6即其管脚9相接，发出语音信号的喇叭YS的两端分别接ISD1420语音集成电路的端口SP+和SP-即P其管脚14和15上。这样就构成一个既能发出灯光过暗信号提示，又能发出距离不够的信号提示的微电脑防近视语音提醒器。
更具体的方案是实现灯光亮度检测并发出警示光信号的电路是可变电阻R1与红外接受二极管Dj及充放电电容C串接后按Dj的负向接端口RB1，正向经电容C后接电源负极构成的RC充放电电路，端口RB0接Dj的负极，端口RB2接Dj的正极及端口RA3至电源负极之间串接的电阻R5、灯光明暗指示二极管Dg构成。
实现距离检测并发出语音警示的电路是由可变电阻R1与红外接受二极管Dj及充放电电容C串接后按Dj的负向接端口RB1，正向经电容C后接三极管DS发射极构成的RC充放电电路，且Dj正极接RB2、Dj负极接RB0的电路；以及经三极管DS基极接电阻R2再接端口RB3、经三极管DS发射极接RC充放电电路的电容C的电源负极端、经三极管DS集电极串接的红外发射二极管Df、电阻R3再接电源正极的电路；端口RB4接ISD1420语音集成电路的放音边沿触发端口PLAYE、端口RB5接ISD1420语音集成电路的端口A6传递触发或不触发信号的电路；ISD1420语音集成电路的端口SP+和SP-接的放音喇叭YS的将触发信号转换为音频信号的电路构成。
在作好上述与单片机PIC16C56、ISD1420语音集成电路的连接后，把单片机PIC16C56的端口VSS即管脚5接电源负极，端口VDD、VPP即管脚14、4并接到电源正极。ISD1420语音集成电路的端口VCCD、VCCA即管脚28、16并接到电源正极，端口VSSD、VSSA即管脚12、13并接到电源负极。在电源与整个电路输入端之间串接电源控制开关K和电路安全保险管RD。
如上把采用的各外接电子元件与相应管脚连接好，就是一个完整的微电脑防近视语音提醒器电路。将其安装在盒体内相关控制元件安装在盒体上就是一个微电脑防近视语音提醒器。
本实用新型的优点是当灯光被检测到光强不足时，由发光二极管Dg立即发出光警示信号，使用者得到明确及时的提示，立即调节灯光，使之符合要求。若眼睛与桌面距离太近时，距离检测电路中的红外线发射二极管Df发出检测信号，经红外线接受二极管得到检测结果信号，经单片机PIC16C56内部判断，若得到距离近的结论，ISD1420语音集成电路接收到由单片机PIC16C56传来的距离太近信号，其内部电路推动喇叭发出明确警示声音。使用者可时端正坐姿，从而达到要求的距离。由于灯光使用不当和坐姿不正，不但使青少年长期得不到纠正，造成眼近视，而且会造成腰椎变形弯曲，致成难于挽回的健康问题。电路还具有每过约不小时就会自动提醒看书学习者该休息的信号。使用此微电脑防近视语音提醒器可随时纠正，能避免前述问题的发生，就不会养成坐姿不端的不良习惯；还由于这些信号的检测、发出，经由电路自己完成，对青少年身体没有强制力的作用，就不会有不适感或妨碍正常看书写字的现象出现。


图1、微电脑防近视语音提醒器外形图；图2、微电脑防近视语音提醒器电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图，作为一个实施例，对技术方案及其工作原理详细说明。
参照图1，安装电路的盒体由一个长方盒4和中部凸起的半圆体8固接为一体而成微电脑防近视语音提醒器机壳。红外线接受二极管Dj和红外线发射管Df均安装在半圆体8的上表面开具的红外线接收孔6和红外线发射孔5位置。在半圆体8的一侧制作有喇叭安装口7，安装时，使喇叭对准该位置。另一侧分别安装电源开关1、电源指示灯2和灯光明暗指示灯3。
参照图2、1，电路由单片机PIC16C56和ISD1420语音集成电路及其与它们的相关端口连接的外部电子元件构成电源指示电路、灯光明暗指示电路、距离检测和语音提示电路。其工作原理是合上电源开关K即1接通+5V直流电源，单片机PIC16C56上电复位，内部程序使端口RA2置高电平，有电流经电阻R4限流流入电源指示发光二极管Dy即2，Dy发光，指示电源接通。接着单片机PIC16C56运行灯光明暗指示程序，使端口RB1置低电平，电容C延时1秒放电后，端口RB1置输入状，端口RB2置输入状，端口RB0置高电平，这时，电流经端口RB0流入红外线接受管Dj对电容C充电，同时程序开始计时，当电容C充电达端口RB2输入高电平时，计时结束，取得灯光明暗指示参数，然后程序判断是否灯光太暗，当判断为灯光太暗时，端口RA3置高电平，有电流经电阻R5限流流入灯光明暗指示发光二极管Dg即3，Dg发光指示灯光太暗，反之，端口RA3置低电平，发光二极管Dg不发光，这时灯光明暗指示工作完成。在运行灯光明暗程序过程中，端口RB3始终置低电平，红外发射管Df不发射红外线。
参照图2，在完成灯光是否过暗的检测警示后，接着单片机PIC16C56运行距离判断程序，将端口RB0置输入状，端口RB1置低电平，电容C延时1秒放电后，端口RB3置高电平，有电流经电阻R2限流流入三极管DS的基极，三极管DS饱和导通，有电流经电阻R3限流流入红外发射二极管Df，Df发射红外线，红外线经人体反射到红外线接受二极管Dj，然后端口RB2置输入状，端口RB1置高电平，这时有电流经可调电阻R1，再经红外线接受管Dj对电容C充电，同时程序开始计时，当电容C充电达端口RB2输入高电平时，计时结束，取得距离判断参数，然后程序判断是否距离太近，当判断为距离太近时，将端口RB5置低电平，也就是使语音集成电路ISD1420的端口A6置于低电平，紧接着单片机PIC16C56的端口RB4发出一个触发脉冲信号，语音集成电路ISD1420的放音边沿触发端口PLAYE被触发，端口SP+和SP-输出音频信号，喇叭YS发出“预防近视，端正坐姿”的声音。反之端口RB4、RB5置输入状，喇叭YS不发声，这时距离判断过程结束。调节电阻R1的大小，可改变红外线接受灵敏度。
单片机PIC16C56从上电复位开始就始终运行时间判断程序，时间判断程序每经过约1小时，把端口RB5置高电平，也就是语音集成电路ISD1420端口A6置高电平，紧接着单片机PIC16C56端口RB4发出一个触发脉冲，语音集成电路ISD1420的边沿触发端口PLAYE被触发，端口SP+和SP-输出音频信号，喇叭YS发出“科学用眼，休息一会”的声音。
单片机PIC16C56的程序循环运行，始终重复上述工作实现其功能。单片机PIC16C56和语音集成电路ISD1420其它管脚因与本设计功能无关而不作说明。
权利要求1.一种微电脑防近视语音提醒器，由一个单片机PIC16C56和一个ISD1420语音集成电路配制于检测、提示灯光过暗和检测、提示距离不够警示信号的外接电器元件构成；单片机PIC16C56的端口RA2即管脚1上接有限流电阻R4经发光二极管DY再接电源负极构成电源指示电路；其特征在于构成检测并发出灯光过暗、距离不足信号的电路是端口RA3即管脚2上接有限流电阻R5和指示灯光过暗的发光二极管Dg两电路末端并接后与电源负极相接；管端口RB1即管脚7串接有可调电阻R1后与端口RB0即管脚6并接在红外线接受二极管Dj的负极；端口RB2即管脚8接在红外线接受二极管的正极，接充放电电容C后与三极管DS的发射极并接后与电源负极相接；端口RB3即管脚9通过电阻R2与三极管DS的基极相接，在电源与三极管DS的集电极间接有红外线发射管Df和电阻R3的串联电路；单片机PIC16C56的端口RB4即管脚10与ISD1420语音集成电路的放音边沿触发端口PLAVE即其管脚24相接，单片机PIC16C56的端口RB5即管脚11与ISD1420语音集成电路的端口A6即其管脚9相接，发出语音信号的喇叭YS的两端分别接ISD1420语音集成电路的端口SP+和SP-即其管脚14和15上。这样就构成一个既能发出灯光过暗信号提示，又能发出距离不够的信号提示的微电脑防近视语音提醒器。
2.根据权利要求1所述的一种微电脑防近视语音提醒器，其特征在于，更具体的方案是实现灯光亮度检测并发出警示光信号的电路是可变电阻R1与红外接受二极管Dj及充放电电容C串接后按Dj的负向接端口RB1，正向经电容C后接电源负极构成的RC充放电电路，端口RB0接Dj的负极，端口RB2接Dj的正极及端口RA3至电源负极之间串接的电阻R5、灯光明暗指示二极管Dg构成。
3.根据权利要求1所述的一种微电脑防近视语音提醒器，其特征在于实现距离检测并发出语音警示的电路是由可变电阻R1与红外接受二极管Dj及充放电电容C串接后按Dj的负向接端口RB1，正向经电容C后接电源负极构成的RC充放电电路，且Dj正极接RB2、Dj负极接RB0的电路；以及经三极管DS基极接电阻R2再接端口RB3、经三极管DS发射极接RC充放电电路的电容C至电源负极、经三极管DS集电极串接的红外发射二极管Df、电阻R3再接电源正极的电路；端口RB4接ISD1420语音集成电路的放音边沿触发端口PLAYE、端口RB5接ISD1420语音集成电路的端口A6传递触发或不触发信号的电路；ISD1420语音集成电路的端口SP+和SP-接的放音喇叭YS的将触发信号转换为音频信号的电路构成。
专利摘要一种微电脑防近视语音提醒器，由一个单片机PIC16C56和一个ISD1420语音集成电路配制于检测、提示灯光过暗和检测、提示距离不够警示信号的外接电器元件构成；在单片机PIC16C56的相关端口上接有带红外接受二极管Dj的RC充放电电路，在单片机PIC16C56和ISD1420语音集成电路的相关端口接有带红外发射二极管Df的三极管电路和放音触发电路等，实现了自动提醒伏案看书学习者注意灯光和端正坐姿的光或语音信号。
文档编号G01J1/00GK2694243SQ20032013205
公开日2005年4月20日 申请日期2003年12月25日 优先权日2003年12月25日
发明者谭安明 申请人:谭安明