原标题：制作基于51单片机红外视力保护器

以下是基于STC89C52单片机的红外避障视力保护器（坐姿提醒防近视+语音报警）的简化设计方案，去除公式和示例代码，仅保留核心逻辑和硬件框架：

一、系统功能

1. 红外避障检测

• 通过红外传感器或超声波模块实时监测用户与书桌的距离。

2. 坐姿提醒

• 当检测到距离小于预设阈值（如30cm）时，触发报警。

3. 语音报警

• 通过语音模块播放提示音（如“请保持正确坐姿”）。

4. LED指示灯

• 距离过近时LED闪烁，增强提醒效果。

二、硬件设计

1. 核心元件

• 主控芯片：STC89C52单片机

• 传感器：

• 红外对管（发射+接收）或 HC-SR04超声波模块

• 报警模块：

• 语音模块（如WT588D或ISD1820）

• LED指示灯（红色）

• 蜂鸣器（无源）

• 电源：USB供电或3.7V锂电池（加稳压电路）

2. 硬件连接

• 传感器连接：

• 红外对管：发射管接PWM输出，接收管接ADC或数字输入引脚。

• 超声波模块：Trig接单片机引脚，Echo接定时器输入引脚。

• 报警模块连接：

• 语音模块触发引脚接单片机GPIO。

• LED和蜂鸣器分别接独立GPIO（需驱动电路）。

三、软件设计（逻辑框架）

1. 主程序流程

1. 初始化：

• 配置GPIO、定时器、传感器。

2. 循环检测：

• 是：触发报警（LED闪烁+语音+蜂鸣器）。

• 否：系统休眠或低功耗模式。

• 读取传感器数据，计算距离。

• 判断距离是否小于阈值：

2. 关键功能模块

• 距离检测：

• 红外传感器：通过模拟电压或数字信号判断距离。

• 超声波模块：通过定时器测量Echo信号时间差计算距离。

• 报警控制：

• 语音模块：通过GPIO触发预设语音。

• LED和蜂鸣器：通过PWM控制闪烁频率和蜂鸣时长。

四、调试与优化

1. 距离校准：

• 实际测试调整安全阈值（如30cm）。

2. 报警模式：

• 设置间歇报警（如响1秒停1秒）。

3. 低功耗设计：

• 无障碍时关闭传感器或进入休眠模式。

五、扩展功能

1. 显示模块：

• 添加OLED显示当前距离。

2. 无线通信：

• 通过蓝牙模块（如HC-05）将数据传输到手机APP。

3. 多传感器融合：

• 结合陀螺仪检测低头动作，提升检测精度。

六、注意事项

1. 传感器调试：

• 红外传感器需避免环境光干扰，可加遮光罩。

2. 电源稳定性：

• 锂电池需加稳压模块（如AMS1117-3.3V）。

3. PCB布局：

• 传感器走线尽量短，避免信号干扰。

七、硬件原理图说明

• 核心连接：

• 单片机GPIO控制传感器、LED、蜂鸣器和语音模块。

• 电源模块提供稳定电压。

• 扩展接口：

• 预留I2C/SPI接口用于OLED或蓝牙模块扩展。

该方案可直接用于硬件开发和程序编写，如需完整工程文件（原理图、PCB或程序框架），可进一步提供详细设计资料。