智能闹钟.docx

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智能闹钟

仪器科学与电气工程学院

本科生“六个一”工程之科技调研报告

关于智能音乐闹钟的调研报告

姓名：

***

学号：

********

调研时间：

2011.7.6---20118.20

调研地点：

桂林路和红旗街市场

摘要

一寸光阴一寸金，时间的宝贵我们不言而喻。

因此树立正确的时间观念是每个人走向成功的一项基本要求。

而闹钟正是帮助人们树立正确的时间观念所必要的工具。

尤其对一些自控能力差的学生。

闹钟有很多种类，机械的、石英的，自从它被人利用钟摆的原理发明以来已经成为人们生活中不能缺少的物品。

它既能指示时间，又能按人们预定的时刻发出音响信号或其他信号。

本报告介绍了闹钟的发展现状和人们对闹钟及时间观念的认识以及一种智能音乐闹钟的初步设计方法。

本调研主要针对在校大学生对时间观念和闹钟作用的认识，采用多种调研方法综合分析得出闹钟的发展现状和它对树立时间观念的作用以及其市场前景。

本设计是由中央控制器、时钟系统、显示器及键盘部分组成。

控制器采用单片机，时钟系统采用相应的实时时钟芯片，它将产生的时间信号传递给单片机，单片机通过74LS48译码，使LED8段数码管显示当前的时间,在计时过程中当到达所设定的闹铃时间后，将播放提示性语句，并且此时LED数码管所显示的不再是时间而是一个代码，只有用户在将这个代码从键盘上正确的输入进去，才能将其声音关闭，否则声音将一直播放下去。

用户可以通过键盘设置闹铃的时间和校正时间以及输入相应提示性语句。

关键词：

单片机、智能闹钟

Abstract

Aninchoftimeisaninchofgold,thevalueoftimeweareself-evident.Therefore,toestablishthecorrectconceptoftimeisforeveryonetoanessentialrequirementforsuccess.Whiletheclockistohelppeopleestablishcorrectconceptoftimethenecessarytool.

Therearemanytypesofalarm,machinery,quartz,sinceithasbeenusedsincetheinventionofthependulumprinciplehasbecomethepeopletoliveanindispensable.Itcanindicatethetime,andcanaccordingtothepredeterminedtimesoundsignalsorothersignals.

Thisreportdescribesthedevelopmentsituationandthepeopletothealarmclockandtimeconceptunderstandingandintelligentmusicalarmclockatthepreliminarydesignstage.Thisresearchmainlyaimedatcollegestudentstotheconceptoftimeandalarmclockfunctionunderstanding,usingavarietyofresearchmethodsofcomprehensiveanalysisthedevelopmentstatusanditsclocktosetuptheconceptoftimeeffectanditsmarketprospect.Thiswasdesignedbythecentralcontroller,clocksystem,displayandkeyboardparts.Thecontrollerusesthemonolithicintegratedcircuit,clocksystemusesthecorrespondingreal-timeclockchip,itwillgenerateatimesignaltothemicrocontroller,microcontrollerthrough74LS48decoding,theLEDdigitaltubedisplayisnottimebutacode,onlyusersinthecodefromthekeyboardtothecorrectinputin,inordertosoundoff,otherwisethesoundwillhavetoplayallthetime.Userscansetthealarmviakeyboardandinputthecorrespondingtimeandcorrectiontimepromptedstatement.

Keywords:

singlechipmicrocomputer,intelligentalarmclock

一，课题的基本情况

1，调研的基础知识——————————————————————1

2，时间观念—————————————————————————2

二，调研的情况介绍

1，相关资料收集———————————————————————2

2，实地走访————————————————————————3

3，问卷调查—————————————————————————3

三，智能闹钟的设计

1，方案设计与论证——————————————————————4

2，系统结构框图———————————————————————5

3，单片机——————————————————————————5

4，主体电路图————————————————————————7

5，主程序流程图———————————————————————8

6，需要继续研究的方面————————————————————9

四，附录

一．课题的基本情况

1，调研的基础知识

（1）闹钟是由美国人列维哈钦斯于1787发明的。

那时他是一个26岁的时钟制造商在康科德，新罕布什尔州，新英格兰与洋基的中心。

他从不浪费他的工作时间，这是他的“坚定的人生规则”。

无论任何季节都每天4:

00起床。

但有时他会睡过去一个小时，这会令他悲痛欲绝。

于是他希望的是在准确的时间唤醒他的设备。

在过去的时代，人们往往依赖于太阳唤醒他们。

但在新英格兰地区，在早上4点，有没有太阳。

然后看着他的货架上的时钟，这个钟表匠的启发。

正如他写的“它是一个时钟，可以发出警报声，这是简单的安排钟的声音在预定的时间内响起”。

他构建了一个松木柜，将他的大黄铜时钟放在里面，并插入了一个小齿轮或齿轮。

“当时钟的分针同时到凌晨4时许，小齿轮的运动便发出了充分的噪音几乎瞬间唤醒我。

”

哈钦斯活到94岁。

他从来不打算申请专利或批量生产他的闹钟。

他对钱不感兴趣。

他只是对不睡过头感兴趣。

闹钟有很多种类，机械的、石英的，自从它被人利用钟摆的原理发明以来已经成为人们生活中不能缺少的物品。

通常置于台子上使用的称台式闹钟；主要为旅行使用的称旅行闹钟。

闹钟的机芯结构主要有机械式和石英电子式两大类，其他如晶体管摆轮游丝式、音叉式等类型已很少用。

日用机械闹钟的走时日误差一般在120秒/日以内,石英电子闹钟的走时日误差一般在0.2秒/日以内。

（2）机械闹钟

①走时系统。

其中的原动系以发条为贮能元件，所贮能量一般有1天的和8天的两种。

贮能1天的闹钟常采用不带发条盒的结构;传动系中的齿轮常采用修正摆线的销形啮合，其小齿轮（龆轮）以圆柱形钢丝作轮齿；擒纵机构多采用销钉式（俗称粗马），它以圆柱形钢丝作叉销,成本较低,但走时精度亦较低；振动系统采用摆轮游丝式。

由于摆轮的转速较高，振动周期为0.6秒的摆轮,摆轮轴与摆轴承在24小时中往复转动摩擦达28.8万次，因而对摆支承的结构和材料的选择直接影响到钟的寿命。

为提高寿命，中国生产的闹钟的摆轮轴与摆轴承采用圆柱形配合结构，摆轮轴顶端为较大曲率半径的球面,摆轴承用廉价的玻璃钻,这种面接触或线接触成倍地延长了钟的维修周期和走时寿命。

游丝常采用磷青铜或镍基合金制成。

　　②闹时系统：

通常包括闹时原动机构、传动机构、擒纵机构和对闹机构4个部分。

闹时原动机构也可与走时原动机构共用一根发条，但在发条轴上增加有限位机构，以控制闹时释放发条的长度；闹时擒纵机构对振动周期等时性要求不高，故常采用无固有振动周期的擒纵调速器而不用摆轮和游丝，打锤安装在叉轴上。

机械式音乐闹钟上还带有以闹发条驱动的带拨针的滚轮，拨针按曲谱排列，拨动音簧，演奏出音乐。

（3）电子闹钟

①走时系统：

指针式石英电子闹钟的走时系统包括石英谐振器、CMOS集成电路（分频和驱动）、步进电机（将电能转换为机械能）、计数和传动机构、指针机构等部件；数字式石英电子闹钟的走时系统包括石英谐振器、CMOS集成电路

1

（分频、计算和驱动）、液晶显示屏或发光二极管、导电橡胶等部件；此外，指针式和数字式都包括电池、微调电容、夹板和线路版等部件。

②闹时系统：

有两种。

一种是以集成电路或晶体管开关电路（分离元件）输出信号，驱动扬声器或其他声响装置；另一种是直接利用电磁原理，通过线圈的通、断电流，吸动打锤敲击闹铃，或吸动其他声响装置。

2，时间观念

时间观念是来自人类观察感知到的自然时间或物理时间。

一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴。

比如，伟人毛主席，厕所里都放着书，曾经有段佳话，说毛主席3天不看书，知识就要落后刘少奇。

守时与不守时，对多数欧洲人和美国人来说十分重要，让别人等候是不礼貌的行为，即使你的客户迟到，你也应按时赴约。

亚洲人也很守时，他们常常会比约定时间提前几分钟到场。

在校园里，贫乏的校园文化导致学生对课余时间的分配也十分不协调，在一项调查中的学生当中课余时间中没有参加社团活动的占51%，这表明有一半的同学没有参加到学校组织的各项活动中去。

而在课余同学花在学习、看书上的时间也很少，其中一天花在学习上的时间少于1小时的占了24%，而花在上网和其他娱乐项目上的时间远远超过花在学习和看书上的时间。

因此树立正确的时间观念十分重要。

二，调研情况介绍：

1，相关资料的收集

当今社会是信息化社会，网络的快速发展为我们提供了许多方便。

通过阅读书籍和网上收索可以了解相关知识。

（1）自单片机出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。

电子技术和计算机技术应用领域不断扩大，单片机技术已成为电子技术领域中的一个新的亮点，随着单片机技术的迅猛发展和应用领域不断扩大,纵观20年来单片机发展里程可以看出，单片机技术渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。

基于单片机的通用定时控制系统正是属于单片机技术范围。

特别是在智能化控制高度发展的前提下，定时控制是不可或缺的条件。

可以说只要有智能化的存在，就必须要用到定时控制。

导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，民用豪华轿车的安全保障系统，全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机通用定时技术。

更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。

因此，基于单片机的通用定时控制的学习是非常重要的也是非