基于单片机的多功能数字钟温度计一体机的设计_开题报告

选题的目的和意义：

单片机自20世纪70年代问世以来，因其较高的性价比和实用性获得自动化制造业广泛的关注和重视。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力突出、对于使用环境要求不高、最为重要的是其价格低廉、开发简单，特别在科学技术日益发展的现代，单片机在各行各业都有广泛应用。比如：在生活中常见的智能仪表、家用电器、电力照明、交通设施，在工业制造方面常见的自动输送、防火门，汽车制造方面的VIN码打刻、自动螺柱选钉等，而C51单片机是单片机中的最为典型和最有代表性的一种。此次课题通过对C51单片机的系统学习与应用，加深对单片机的了解及认识，项目以STC15w408as芯片为核心，附加必要的电子元器件，设计了一个多功能数字钟温度计一体机，时钟使用内部电池组供电或则外部USB接口通过普通手机充电器供电，通过电路附带的按钮可以对时钟、温度进行调整，通过数码管可以显示时间，而附带的热敏电阻可以实时测得外部温度以便在使用数码管将其显示。通过对此时钟的设计、编程、制作，从而达到学习、设计、开发软硬见的能力。

国内外研究现状：

随着人们生活水平的提高及科学技术的发展，简单、方便、智能、多用途等特点的电子、电器、工具、仪表等进入人们的生活的视线，成为我们工作生活中不可分割的一部分。为适应现代快速变化的生活的节奏，多功能产品应运而生，它成为人们日常生活中必不可少的物品，广泛用于学校、工厂、车站、超市等私人或则公共场所，给人们生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。

时钟作为人们生活中必不可少的生活用品，然而目前市面上的产品大多比较单一，不能在人们忙于其它工作的时候较为简单的得到需要的时间和天气的相关信息，因此，开发实用的多功能电子时钟在实际中有着较为现实的意义，具有较大的使用价值，可以为我们生活中提供更为方便智能的优质生活。

设计在现有的电子时钟基础上，加装热敏电阻，可调开关以及内外部电源供电装置，实现多环境多场景应用案例。此项目的制作开发过程中需要综合运行所学的模拟电路、数字电路、单片机的应用原理、微机知识等，对以上所学进行了加深巩固，还锻炼了电路板焊接优化排序、电子器件组装与调试的动手能力，系统地培养了综合设计、操作调试、故障处理的能力，达到综合素质以及创新能力的提升。

^文档设计的主要内容：

基本思路：在快节奏的现代生活,忙碌的人们在做其它工作的时候可以不影响获取生活中的时间、天气、时间提醒等信息是很有必要和方便的，特别是夜间自动调整的柔和灯光，更是给人安全安心的环境，可携带方便的特点，功能多，使用方便简单，生产成本低，适应范围广，可成为家庭必备的多功能日用品，具有较好的推广前景和不错的社会经济效益。

设计内容：时钟通过LED数码管显示，数码管显示小时、分钟、温度，可以通过可调按钮调节当前时间和闹钟时间，LED数码管外围增加酷炫LED流水灯设计，支持5种流水灯动画显示，温度时间交替闪烁。课题需要完成多种流水灯动画显示切换、温度显示、当前时间调整显示、闹钟时间调整以及定时到达后蜂鸣器动作。

软件设计：当前流行的单片机编程语言有4种，分别是汇编语言、C语言、BASIC语言、PL/M语言。其中C语言运用的最为广泛，结合本项目的特点，比较好的编程语言是C51高级语言，它功能性强、效率高、开发简单。C51语言的特点有寄存器分配，不同存储器的寻址及数据类型可有编译器管理、程序有规范结构，可分为不同的函数，这种方式可以使程序结构化，编程及程序调试时间显著缩短，从而减少开发周期，提高工作效率，且提供的库文件包含许多子程序，具有较高的数据处理能力。

程序特点：系统程序设计采用了流行的模块化编程方式，每一个功能程序模块都可以完成其中一个明确的任务，实现具体的某个功能，如数码管的显示、时钟的调整、温度的现实等。实际的应用程序一般有一个主程序和多个子程序构成。采用模块化的程序设计方法有以下好处：单个模块结构的程序功能单一，这样易于编写、调试、修改、便于分工，可由多个程序员同时进行编写调试；程序可读性好，便于功能扩展和版本升级；程序的修稿可以局部进行，使用频繁的子程序可以汇编成子程序库，以便于多个模块调用。

所采用的方法、手段、步骤等：

根据项目目的，设计出如下方案：采用STC15W408AS芯片，可省掉外部EEPROM，利用ISP/IAP技术，在线编程、无需编程器仿真、大容量2K字节SRAM、Flash程序存储8K –byte、运算速度高速可靠、能耗低、性价比高、抗干扰能力突出。芯片工作电压2.5V-5.5V，可选择内部电池组供电或则外部USB接口供电，适用范围广。时钟电路由DS1302芯片提供，它是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压2.5V-5.5V。DS1302芯片内部有一个31*8的用语临时性存放数据的RAM寄存器。可产生年、月、日、周、时、分、秒，具有使用寿命长，精度高和低功耗特点，同时具有掉电自动保存功能。数字显示采用7SEG-MPX4-CC数码管，可交替显示实时时间及实时温度，系统配备电池组模块可以在断电时也不影响时钟的使用。在4位数码管外围加装了52只不同颜色的LED灯，可以自由切换5种流水灯显示模式，使时钟整体看起来更加的酷炫、时尚、大气，符合现代人追求的精致生活的观点一致。系统带有光感自控功能，时钟可以根据环境的变化自动调节亮度。

^范文提纲：

国内外智能产品现状

概述：选题的意思、目的、思路、应用

国内外智能产品行业的现状、研究、发展前景

设计方案与选择

主要研究内容及关键技术

项目设计思路、设计目标、提案选型

硬件电路、芯片选择、硬件选型

电路图设计、硬件组装、程序调试

硬件组装焊接测试、硬件电路设计反感、温度控制电路

显示驱动、键盘电路、蜂鸣器电路

光控及时钟闹钟调整电路

成品软件开发软硬件连调及外部硬件设施及使用情况

  

参考文献：

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