原標題：制作基于51單片機紅外視力保護器

以下是基于STC89C52單片機的紅外避障視力保護器（坐姿提醒防近視+語音報警）的簡化設計方案，去除公式和示例代碼，僅保留核心邏輯和硬件框架：

一、系統功能

1. 紅外避障檢測

• 通過紅外傳感器或超聲波模塊實時監測用戶與書桌的距離。

2. 坐姿提醒

• 當檢測到距離小于預設閾值（如30cm）時，觸發報警。

3. 語音報警

• 通過語音模塊播放提示音（如“請保持正確坐姿”）。

4. LED指示燈

• 距離過近時LED閃爍，增強提醒效果。

二、硬件設計

1. 核心元件

• 主控芯片：STC89C52單片機

• 傳感器：

• 紅外對管（發射+接收）或 HC-SR04超聲波模塊

• 報警模塊：

• 語音模塊（如WT588D或ISD1820）

• LED指示燈（紅色）

• 蜂鳴器（無源）

• 電源：USB供電或3.7V鋰電池（加穩壓電路）

2. 硬件連接

• 傳感器連接：

• 紅外對管：發射管接PWM輸出，接收管接ADC或數字輸入引腳。

• 超聲波模塊：Trig接單片機引腳，Echo接定時器輸入引腳。

• 報警模塊連接：

• 語音模塊觸發引腳接單片機GPIO。

• LED和蜂鳴器分別接獨立GPIO（需驅動電路）。

三、軟件設計（邏輯框架）

1. 主程序流程

1. 初始化：

• 配置GPIO、定時器、傳感器。

2. 循環檢測：

• 是：觸發報警（LED閃爍+語音+蜂鳴器）。

• 否：系統休眠或低功耗模式。

• 讀取傳感器數據，計算距離。

• 判斷距離是否小于閾值：

2. 關鍵功能模塊

• 距離檢測：

• 紅外傳感器：通過模擬電壓或數字信號判斷距離。

• 超聲波模塊：通過定時器測量Echo信號時間差計算距離。

• 報警控制：

• 語音模塊：通過GPIO觸發預設語音。

• LED和蜂鳴器：通過PWM控制閃爍頻率和蜂鳴時長。

四、調試與優化

1. 距離校準：

• 實際測試調整安全閾值（如30cm）。

2. 報警模式：

• 設置間歇報警（如響1秒停1秒）。

3. 低功耗設計：

• 無障礙時關閉傳感器或進入休眠模式。

五、擴展功能

1. 顯示模塊：

• 添加OLED顯示當前距離。

2. 無線通信：

• 通過藍牙模塊（如HC-05）將數據傳輸到手機APP。

3. 多傳感器融合：

• 結合陀螺儀檢測低頭動作，提升檢測精度。

六、注意事項

1. 傳感器調試：

• 紅外傳感器需避免環境光干擾，可加遮光罩。

2. 電源穩定性：

• 鋰電池需加穩壓模塊（如AMS1117-3.3V）。

3. PCB布局：

• 傳感器走線盡量短，避免信號干擾。

七、硬件原理圖說明

• 核心連接：

• 單片機GPIO控制傳感器、LED、蜂鳴器和語音模塊。

• 電源模塊提供穩定電壓。

• 擴展接口：

• 預留I2C/SPI接口用于OLED或藍牙模塊擴展。

該方案可直接用于硬件開發和程序編寫，如需完整工程文件（原理圖、PCB或程序框架），可進一步提供詳細設計資料。