多功能溫濕度電子鬧鐘設(shè)計(jì)

第1章緒論1.1研究目的及意義多功能溫濕度電子鬧鐘是一種集時(shí)鐘、鬧鐘、溫度計(jì)和濕度計(jì)等多種功能于一體的電子設(shè)備。它的問世，為人們的生活帶來了更大的便利和精確性。多功能溫濕度電子鬧鐘具備精確計(jì)時(shí)的能力。隨著社會的發(fā)展，時(shí)間對于人們的生活、學(xué)習(xí)、工作等方面變得越來越重要。人們希望能夠精確掌握時(shí)間，以便合理安排自己的日程。多功能溫濕度電子鬧鐘內(nèi)置精確的時(shí)鐘芯片，能夠準(zhǔn)確顯示時(shí)間，并通過同步網(wǎng)絡(luò)時(shí)間等功能自動(dòng)進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)，確保時(shí)間的準(zhǔn)確性。多功能溫濕度電子鬧鐘還具備鬧鐘功能。人們需要一個(gè)可靠的鬧鐘來幫助他們準(zhǔn)時(shí)起床或提醒重要的活動(dòng)。多功能溫濕度電子鬧鐘可以設(shè)置多個(gè)鬧鈴，可以根據(jù)個(gè)人需求進(jìn)行靈活的設(shè)置。無論是平日的起床鬧鐘還是會議提醒，它都能準(zhǔn)時(shí)發(fā)出響亮的提醒聲，確保人們不會錯(cuò)過重要的事情。多功能溫濕度電子鬧鐘還具備溫度和濕度監(jiān)測功能。溫度和濕度是人們?nèi)粘Ｉ钪谐３Ｐ枰P(guān)注的環(huán)境因素。多功能溫濕度電子鬧鐘內(nèi)置高精度的溫濕度傳感器，能夠?qū)崟r(shí)檢測當(dāng)前環(huán)境的溫度和濕度，并通過顯示屏上的數(shù)字或指示燈等方式進(jìn)行直觀展示。這對于特殊行業(yè)或需要嚴(yán)格控制環(huán)境條件的場所來說，尤其重要。比如在醫(yī)療實(shí)驗(yàn)室、溫室、倉庫等地方，多功能溫濕度電子鬧鐘可以提供及時(shí)準(zhǔn)確的溫濕度信息，幫助人們更好地進(jìn)行工作或管理。多功能溫濕度電子鬧鐘的問世使得人們在時(shí)間計(jì)量、鬧鈴提醒以及環(huán)境監(jiān)測方面獲得了更高的準(zhǔn)確性和便利性。它的功能多樣而實(shí)用，適用于各行各業(yè)的人們。隨著科技的不斷進(jìn)步，相信多功能溫濕度電子鬧鐘將會在未來發(fā)展出更多的功能和應(yīng)用，為人們的生活帶來更多的便利和質(zhì)量提升。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2015年鄭平;黃志煌;唐齊時(shí);林軍;呂丹《研究》中主要技術(shù)指標(biāo)完成情況1、多功能溫濕度監(jiān)測儀具有高準(zhǔn)確度、高穩(wěn)定性,能夠快速測量溫度、濕度參數(shù)。測量精度達(dá)到如下指標(biāo)：相對濕度范圍：(0～100)％;準(zhǔn)確度：±2％RH;溫度范圍：(-25～60)℃;準(zhǔn)確度：±0.2℃。2、通過軟硬件設(shè)計(jì),該監(jiān)測儀可接入三種主流溫濕度傳感器;編寫軟件程序,可通過儀器側(cè)邊四個(gè)按鍵簡單對溫濕度傳感器進(jìn)行選擇,以及顯示亮度調(diào)節(jié)、時(shí)間設(shè)定等。3、多功能溫濕度監(jiān)測儀通過無線組網(wǎng)方式,采集位于工作區(qū)域各個(gè)溫濕度端口信號,集成反饋到中央控制系統(tǒng)進(jìn)行處理。4、根據(jù)產(chǎn)品的功能和性能指標(biāo)編寫相應(yīng)的說明書,滿足客戶使用要求。5、進(jìn)行儀表進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn),改進(jìn)設(shè)備的硬件電路,與軟件結(jié)構(gòu)。并且送福建省計(jì)量科學(xué)研究院檢定,根據(jù)所出具的證書,可得該儀表達(dá)到要求,可以在多種場合工作。二、主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)完成情況項(xiàng)目組結(jié)合多年溫濕度參數(shù)檢定工作的積累以及對國內(nèi)外各種溫濕度傳感的了解開發(fā),研制了一種多功能無線自組網(wǎng)溫濕度監(jiān)測儀,監(jiān)測工作區(qū)域的溫度、濕度參數(shù),并通過無線通信等方式反饋到控制系統(tǒng),參與房間的溫濕度控制,確保溫濕度控制的準(zhǔn)確、可靠。這不但可以解決我國各級計(jì)量檢測部門現(xiàn)場溫度、濕度等參數(shù)校準(zhǔn)的問題,而且還可以應(yīng)用在醫(yī)療、環(huán)保、電子、農(nóng)業(yè)、工業(yè)氣體、造紙、紡織等行業(yè)。目前已用于我院基地建設(shè)的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)中,應(yīng)用情況良好、使用穩(wěn)定。2020年衛(wèi)東;霄在《計(jì)》中說明糧庫儲藏環(huán)境、溫室生長環(huán)境及家居生活環(huán)境,其中溫濕度都是重要的考慮因素。本系統(tǒng)以AT89C52為核心控制器,基于數(shù)字型DHT11溫濕度傳感器,將采集到的溫度和濕度信息傳輸給控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和決策,并通過系統(tǒng)硬件部分預(yù)留的驅(qū)動(dòng)控制接口,實(shí)現(xiàn)對不同應(yīng)用場合自動(dòng)控制的需要;同時(shí)通過LCD1602液晶屏實(shí)時(shí)顯示溫濕度數(shù)據(jù),并且溫濕度數(shù)據(jù)若超出設(shè)置的閾值則自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警,提醒糧庫保管員、溫室技術(shù)人員、用戶警覺環(huán)境的變化,并及時(shí)查看系統(tǒng)是否自動(dòng)采取了相應(yīng)的措施,避免因溫度和濕度因素造成的不必要的經(jīng)濟(jì)及健康損失。2022年露星;玲在《多功能鬧鐘設(shè)計(jì)》中設(shè)計(jì)一款基于STM32芯片的多功能鬧鐘，以實(shí)現(xiàn)顯時(shí)定時(shí)，顯示當(dāng)?shù)靥鞖庑畔ⅰ⑥r(nóng)歷節(jié)氣、實(shí)時(shí)監(jiān)測周圍環(huán)境溫度和濕度變化并可通過語音控制來播報(bào)此信息等功能。且聯(lián)網(wǎng)功能擺脫了通過在程序源文件更改WIFI賬號來連接不同熱點(diǎn)的麻煩，使用APP或微信即可連接網(wǎng)絡(luò)更新鬧鐘天氣信息及時(shí)間，用戶使用鬧鐘更加方便。2022年HasanpourSadegh;KarperienLucas;WalshTavia;JahanshahiMaryam;HadisiZhina在《用于持續(xù)傷口監(jiān)測的混合型螺紋溫度和濕度傳感器》中紡織濕度和溫度傳感器在服裝、傷口的管理、病人健康的監(jiān)測等方面有著廣泛的應(yīng)用。在這里,我們提出了一種多步輥對輥浸涂方法,以生產(chǎn)帶有氟化乙烯丙烯(FEP)涂層的納米粒子棉線。FEP涂層消除了溫度讀數(shù)對濕度的依賴性。然后,通過將FEP涂覆的線程和非涂覆的線程集成到傳感基板中,構(gòu)建了一種混合溫度和濕度傳感器。所開發(fā)的傳感平臺可實(shí)現(xiàn)RH在30-80%范圍內(nèi)的快速測量和溫度在20-90?°C范圍內(nèi)的變化,保質(zhì)期長達(dá)6個(gè)月。為了展示該傳感器用于傷口監(jiān)測的可行性,將RH和溫度傳感器集成到定制的有機(jī)硅傷口敷料中?；诰€的傳感器對細(xì)胞沒有任何負(fù)面影響,表明適合應(yīng)用于傷口愈合。2022年MaresD.;PrajzlerV.;MartanT.;JerabekV.在《混合聚合物玻璃平面布拉格光柵作為溫度和濕度傳感器》中提出了一種新型平面光學(xué)聚合物波導(dǎo)布拉格光柵(PolymerWaveguideBraggGrating,PWBG)溫濕度傳感器的設(shè)計(jì)與構(gòu)建。綜合國內(nèi)外發(fā)展情況不難看出，如今在物質(zhì)生活日益豐富的同時(shí)，人們對，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生活節(jié)奏越來越快，競爭日益激烈，人們對時(shí)間計(jì)量的精度要求越來越高，所以開發(fā)此款系統(tǒng)具有非常重要的意義。1.3主要研究內(nèi)容該設(shè)計(jì)的主要流程如下:首先閱讀大量參考文獻(xiàn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的確定，然后在protues上進(jìn)行原理圖的繪制和修改，在仿真通過的情況下，購買所需要的元器件(元器件應(yīng)考慮大小)。接著把元器件焊接到各個(gè)功能電路的模塊上，并結(jié)合程序進(jìn)行調(diào)試。最后將各個(gè)功能的電路程序組合起來，然后再進(jìn)行總體調(diào)試直到成功。實(shí)現(xiàn)的功能如下：純下位機(jī)：1.系統(tǒng)時(shí)間日期可設(shè)置；2.系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示時(shí)間，日期；3.系統(tǒng)掉電后，有紐扣電池供電，時(shí)間日期掉電不丟失；4.系統(tǒng)可設(shè)置時(shí)鐘，到達(dá)鬧鈴時(shí)間提醒；5.系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測當(dāng)前環(huán)境的溫濕度和PM2.5狀況，并顯示?？傮w結(jié)構(gòu)框圖如下：圖1-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第2章系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)2.1設(shè)計(jì)方案文獻(xiàn)研究法，通過查閱文獻(xiàn)來獲得研究資料，對系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所涉及到的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究，初步構(gòu)想系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能及其運(yùn)用的技術(shù)并搜集相關(guān)資料，作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的素材。功能分析法，功能分析法是社會科學(xué)用來分析社會現(xiàn)象的一種方法，是社會調(diào)查常用的分析方法之一。本系統(tǒng)通過功能分析法，對軟件的各項(xiàng)功能進(jìn)行具體分析，從而明確開發(fā)目標(biāo)。定性分析法，通過對文獻(xiàn)的研究，運(yùn)用歸納和演繹、分析與綜合以及抽象與概括等方法，深入了解軟件和硬件開發(fā)的相關(guān)技術(shù)，從而熟悉系統(tǒng)中各個(gè)功能模塊之間的關(guān)系，掌握系統(tǒng)的工作原理及其本質(zhì)，確定開發(fā)流程。經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法，希望通過已有的每一塊功能的結(jié)合進(jìn)行總結(jié)，設(shè)計(jì)出一套優(yōu)良的系統(tǒng)，并規(guī)范的編寫程序。2.2功能需求分析2.2.1技術(shù)路線（1）硬件部分需要單片機(jī)模塊、時(shí)鐘芯片模塊、溫濕度檢測模塊、液晶屏模塊、聲音模塊、按鍵模塊;（2）采用KEIL5軟件平臺和C編程語言完成下位機(jī)軟件設(shè)計(jì);（3）采用QT平臺和利用C語言和MYSQL完成系統(tǒng)設(shè)計(jì);（4）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖.2.2.2預(yù)期結(jié)果1.學(xué)會獨(dú)立完成系統(tǒng)的分析,設(shè)計(jì);2.設(shè)計(jì)的結(jié)果具有實(shí)用性、科學(xué)性。3.建立“傳感器”，“信號收發(fā)”，“液晶顯示屏”三部分結(jié)構(gòu)。4.硬件制作完成后進(jìn)行軟件調(diào)試。5.設(shè)計(jì)電路圖。6.完成設(shè)計(jì)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。7.撰寫畢業(yè)論文.2.3總體方案設(shè)計(jì)第一：理論知識準(zhǔn)備階段，理解設(shè)計(jì)課題，認(rèn)真研究課題所涉及到的內(nèi)容，能夠較好的掌握有關(guān)題目的知識；第二：確定系統(tǒng)各個(gè)模塊，理清各個(gè)模塊之間的關(guān)系，收集相關(guān)得到軟硬件資料；第三：規(guī)劃課題，確定系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，勾畫出大體系統(tǒng)框架并在結(jié)構(gòu)框架的基礎(chǔ)上提出原理框圖；第四：利用軟件完成硬件電路部分設(shè)計(jì)并畫出各部分電路圖，將系統(tǒng)部件通過接口電路集合在一起，并畫出電路圖；第五：根據(jù)系統(tǒng)控制過程完成軟件設(shè)計(jì)部分，繪制出主流程圖；第六：進(jìn)行模擬仿真，檢查系統(tǒng)是否能夠按照要求實(shí)現(xiàn)控制功能，整理論文。2.4單片機(jī)型號選擇如圖2-1，本系統(tǒng)選擇型號為STC89C52的52單片機(jī)，是一款高性能的8位單片機(jī)。與stm32單片機(jī)相比其開發(fā)難度較低且具有在線編程功能,；要求的工作電壓更低；市面上價(jià)格更加實(shí)惠。STC89C52單片機(jī)是51單片機(jī)的一種增強(qiáng)版本，它的主要優(yōu)勢如下：1.處理速度更快：STC89C52單片機(jī)的時(shí)鐘頻率可以達(dá)到33MHz，比常規(guī)的12MHz的51單片機(jī)快得多。因此，它可以更快地執(zhí)行指令，更快地處理輸入和輸出操作。2.更大的存儲器：STC89C52單片機(jī)擁有更大的Flash存儲器和RAM存儲器，可分別達(dá)到32KB和2KB。這意味著它可以存儲更多的程序，并處理更復(fù)雜的任務(wù)。因其價(jià)格低廉，且能夠滿足設(shè)計(jì)所需，故此本系統(tǒng)選STC89C52用其作為控制芯片。圖2-1單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖第3章系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是一種基于單片機(jī)技術(shù)的多功能溫濕度電子鬧鐘設(shè)計(jì)，系統(tǒng)由單片機(jī)對信號進(jìn)行運(yùn)算處理，該設(shè)計(jì)的主要流程如下:首先閱讀大量參考文獻(xiàn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的確定，然后在protues上進(jìn)行原理圖的繪制和修改，在仿真通過的情況下，購買所需要的元器件(元器件應(yīng)考慮大小)。接著把元器件焊接到各個(gè)功能電路的模塊上，并結(jié)合程序進(jìn)行調(diào)試。最后將各個(gè)功能的電路程序組合起來，然后再進(jìn)行總體調(diào)試直到成功。純下位機(jī)：1.系統(tǒng)時(shí)間日期可設(shè)置；2.系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示時(shí)間，日期；3.系統(tǒng)掉電后，有紐扣電池供電，時(shí)間日期掉電不丟失；4.系統(tǒng)可設(shè)置時(shí)鐘，到達(dá)鬧鈴時(shí)間提醒；5.系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測當(dāng)前環(huán)境的溫濕度和PM2.5狀況，并顯示。3.2系統(tǒng)的主要功能模塊設(shè)計(jì)3.2.1DHT11溫濕度傳感器模塊設(shè)計(jì)DHT11傳感器是一種數(shù)字溫濕度傳感器，具有價(jià)格低廉、使用方便、精度高等優(yōu)點(diǎn)。它的工作原理是通過測量介質(zhì)中的溫度和濕度，將其轉(zhuǎn)化為電信號輸出。DHT11傳感器具有4個(gè)引腳，分別是VCC、DATA、NC、GND。硬件部分主要包括DHT11傳感器的連接和單片機(jī)的連接。DHT11傳感器的VCC引腳連接到單片機(jī)的33V電源引腳，GND引腳連接到單片機(jī)的地引腳，DATA引腳連接到單片機(jī)的任意一個(gè)數(shù)字IO口。本設(shè)計(jì)使用STM32單片機(jī)作為主控芯片，通過軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)，成功地實(shí)現(xiàn)了基于DHT11傳感器的溫濕度傳感器。通過串口傳輸，我們可以實(shí)時(shí)地監(jiān)測環(huán)境中的溫度和濕度變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該傳感器具有較高的精度和穩(wěn)定性，可以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。圖3-1DHT11溫濕度傳感器模塊原理圖3.2.2DS1302時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)DS1302時(shí)鐘芯片工作時(shí)為了對任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要將復(fù)位腳（RST）置為高電平且將8位地址和命令信息裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘（SCLK）的上升沿串行輸入，前8位指定訪問地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，寫操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8（8位地址+8位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下為8加最多可達(dá)248的數(shù)據(jù)。DS1302時(shí)鐘芯片是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，Y一個(gè)月小于31天時(shí)可以自動(dòng)調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。圖3-2DS1302時(shí)鐘模塊原理圖工作原理：時(shí)鐘芯片：DS1302時(shí)鐘模塊內(nèi)部集成了一個(gè)時(shí)鐘芯片，該芯片包含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器和一些寄存器用于存儲時(shí)間和控制信息。時(shí)鐘信號源：DS1302通過外部提供的電池供電，在斷電情況下也能保持時(shí)鐘運(yùn)行。時(shí)鐘信號源產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩信號，用于驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘芯片內(nèi)部的計(jì)數(shù)器。時(shí)間計(jì)數(shù)器：DS1302時(shí)鐘模塊內(nèi)部的實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器使用一個(gè)32.768kHz的振蕩器作為時(shí)鐘信號源。這個(gè)振蕩器的頻率很穩(wěn)定，因此可以提供準(zhǔn)確的時(shí)間計(jì)數(shù)。寄存器存儲：DS1302時(shí)鐘模塊具有一組寄存器，用于存儲年、月、日、時(shí)、分、秒等時(shí)間信息，以及一些控制位用于配置和控制模塊的功能。數(shù)據(jù)傳輸：通過與主控芯片（如單片機(jī)或微處理器）之間的串行通信接口，可以讀取和寫入DS1302時(shí)鐘模塊內(nèi)部的寄存器。主控芯片通過向特定的寄存器地址發(fā)送命令和數(shù)據(jù)，與DS1302進(jìn)行通信。充電保護(hù)：DS1302內(nèi)部的電池充電電路可用于為備用電源（電池）充電，以保持時(shí)鐘在斷電情況下的運(yùn)行。充電保護(hù)電路確保電池不會過充，同時(shí)在斷電時(shí)切斷外部電源，以保護(hù)電池充電電路。3.2.3LCD顯示模塊設(shè)計(jì)LCD（LiquidCrystalDisplay的簡稱）液晶顯示器。能夠同時(shí)顯示16x2，32個(gè)字符，是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊。LCD1602液晶顯示器是廣泛使用的一種字符型液晶顯示模塊。它是由字符型液晶顯示屏（LCD）、控制驅(qū)動(dòng)主電路HD44780及其擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)電路HD44100，以及少量電阻、電容元件和結(jié)構(gòu)件等裝配在PCB板上而組成。該顯示屏的優(yōu)點(diǎn)是耗電量低、體積小、輻射低。LCD1602主要用來顯示數(shù)字、字母、圖形以及少量自定義字符?？梢燥@示2行16個(gè)字符，擁有16個(gè)引腳，其中8位數(shù)據(jù)總線D0-D7，和RS、R/W、EN三個(gè)控制端口，工作電壓為5V，并且?guī)в凶址麑Ρ榷日{(diào)節(jié)V0和背光源AK.主要參數(shù)1.顯示字符:16×2個(gè)字符2.工作電壓:4.5~5V3.工作電流:2.0mA4.工作溫度：-20°C~70°C5.模塊最佳工作電壓:5.0V6.單個(gè)字符尺寸2.95×4.35（W×Hmm）7.引腳：16腳圖3-3LCD顯示模塊原理圖工作原理：液晶分子結(jié)構(gòu)：液晶是一種特殊的物質(zhì)，具有在電場作用下改變?nèi)∠虻男再|(zhì)。液晶分子通常呈現(xiàn)棒狀或盤狀的結(jié)構(gòu)，具有偶極性。液晶層和電極：液晶顯示屏由兩塊平行的透明導(dǎo)電玻璃板組成，中間夾著一層液晶材料。這些玻璃板上有導(dǎo)電電極，它們以網(wǎng)格狀或條狀排列。像素結(jié)構(gòu)：每個(gè)像素由一個(gè)液晶分子和兩個(gè)交叉的電極組成，這些電極可以通過外部電壓來控制。偏振器：在液晶層的上下方分別放置兩個(gè)偏振器，它們的方向互相垂直。電壓控制：當(dāng)沒有電壓施加到液晶分子上時(shí)，它們的取向會受到偏振器的阻擋，光無法通過液晶層，顯示為黑色。當(dāng)外部電壓施加到液晶分子上時(shí)，液晶分子會重新排列，改變光的偏振方向，從而允許光通過液晶層。顯示圖像：液晶顯示屏的每個(gè)像素都可以根據(jù)所施加的電壓來控制，從而改變液晶分子的取向。通過控制不同像素的電壓，可以形成圖像。色彩顯示：液晶顯示屏通常是單色的，為了實(shí)現(xiàn)彩色顯示，可以使用彩色濾光片或使用多個(gè)子像素來實(shí)現(xiàn)RGB（紅、綠、藍(lán)）顏色的組合。3.2.4蜂鳴器模塊設(shè)計(jì)蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為和器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“ZZG”、“LB”、“JD”等）表示。驅(qū)動(dòng)方式，系統(tǒng)有兩個(gè)他激蜂鳴器，頻率都為100Hz，一個(gè)由I/O口進(jìn)行控制，另一個(gè)由PWM輸出口進(jìn)行控制；系統(tǒng)還有兩個(gè)按鍵，一個(gè)按鍵為PORT按鍵，I/O口控制的蜂鳴器不鳴叫時(shí)按一次按鍵I/O口控制的蜂鳴器鳴叫，再按一次停止鳴叫，另一個(gè)按鍵為PWM按鍵，PWM口控制的蜂鳴器不鳴叫時(shí)按一次按鍵PWM輸出口控制的蜂鳴器鳴叫，再按一次停止鳴叫。蜂鳴器是不能用做機(jī)的，因?yàn)椋澍Q器內(nèi)部有一個(gè)振蕩電路，通上電源后就會驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的一個(gè)微型喇叭發(fā)出蜂鳴聲。蜂鳴器可不是一個(gè)單純的小喇叭。另外，蜂鳴器有兩種。一種是，內(nèi)部自帶振蕩器的；一種是，需要外接一個(gè)振蕩器的，也就是一個(gè)普通的微型喇叭。對于不帶振蕩器的那種，也是不能用的，因?yàn)樗碾娮枰话銥?2歐姆左右，也有8歐或16歐的。這些都屬于低阻抗的，所以不能用。圖3-4蜂鳴器模塊設(shè)計(jì)原理圖有源蜂鳴器是一種具有內(nèi)置振蕩源的電子器件，它能夠產(chǎn)生聲音信號。下面是有源蜂鳴器的工作原理：振蕩源：有源蜂鳴器內(nèi)部集成了一個(gè)振蕩源，通常是一個(gè)簡單的震蕩電路或封裝的振蕩器芯片。這個(gè)振蕩源會產(chǎn)生一定頻率的電信號，通常是音頻范圍內(nèi)的頻率。蜂鳴器元件：有源蜂鳴器內(nèi)部包含一個(gè)振膜和一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。振膜是一個(gè)可以震動(dòng)的薄膜，通常由金屬或陶瓷制成。它與驅(qū)動(dòng)電路相連，可以根據(jù)接收到的電信號進(jìn)行振動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電路：驅(qū)動(dòng)電路是有源蜂鳴器中的關(guān)鍵組成部分，它接收來自振蕩源的電信號，并將其轉(zhuǎn)換為適合驅(qū)動(dòng)振膜的電壓信號。驅(qū)動(dòng)電路通常包括放大器和輸出級，用于增強(qiáng)電信號的功率，并將其傳遞給振膜。振膜振動(dòng)：一旦驅(qū)動(dòng)電路提供了適當(dāng)?shù)碾妷盒盘?，振膜開始以相應(yīng)頻率振動(dòng)。這種振動(dòng)會產(chǎn)生聲音波，將電信號轉(zhuǎn)化為聽得見的聲音。聲音輸出：當(dāng)振膜振動(dòng)時(shí)，它會將聲音波傳播到周圍的空氣中。這些聲音波通過蜂鳴器的結(jié)構(gòu)和開口部分傳播出來，從而產(chǎn)生可以聽到的聲音。3.2.5PM2.5傳感器模塊設(shè)計(jì)PM2.5傳感器是一種用于測量空氣中PM2.5顆粒物濃度的設(shè)備，它可以檢測細(xì)小顆粒物的含量并提供相應(yīng)的濃度數(shù)據(jù)。其工作原理如下：激光光源：PM2.5傳感器內(nèi)部配備了一個(gè)激光光源，通常是一顆激光二極管。激光光源會產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定且具有特定波長的激光束。散射原理：PM2.5傳感器采用散射原理來測量顆粒物濃度。激光束會被空氣中的PM2.5顆粒物散射，形成散射光。接收器和光敏元件：傳感器內(nèi)部還包含一個(gè)接收器，用于接收被散射的光。在接收器上安裝了一個(gè)光敏元件（例如光電二極管），它可以轉(zhuǎn)換光信號為電信號。光信號檢測：光敏元件會感應(yīng)到接收到的散射光，根據(jù)光的強(qiáng)度變化產(chǎn)生相應(yīng)的電信號。數(shù)據(jù)處理：傳感器內(nèi)部的電路將從光敏元件接收到的電信號進(jìn)行放大和處理。處理后的信號可以提供有關(guān)PM2.5顆粒物濃度的信息。校準(zhǔn)和校正：為了確保傳感器的準(zhǔn)確性，通常需要進(jìn)行校準(zhǔn)和校正。這涉及將傳感器與已知濃度的顆粒物進(jìn)行比較，并調(diào)整傳感器的輸出，以使其能夠準(zhǔn)確反映實(shí)際濃度。數(shù)據(jù)輸出：最后，PM2.5傳感器會將測量到的PM2.5顆粒物濃度數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備，如顯示屏、數(shù)據(jù)記錄器或微處理器等，以供用戶查看和分析。PM2.5傳感器模塊的硬件電路設(shè)計(jì)可以包括以下關(guān)鍵部分：電源電路：為傳感器模塊提供所需的電源電壓。通常情況下，傳感器模塊需要一個(gè)穩(wěn)定的電壓源，可以使用線性穩(wěn)壓器或開關(guān)穩(wěn)壓器來提供所需的電源電壓。傳感器接口電路：將傳感器與主控制器或微處理器連接起來。PM2.5傳感器通常使用串行接口（如UART或I2C）與主控制器進(jìn)行通信。您需要設(shè)計(jì)一個(gè)適配器電路，將傳感器的串行接口與主控制器的串行接口相匹配。模擬前端電路：用于處理傳感器輸出的模擬信號。傳感器通常輸出一個(gè)模擬電壓或電流信號，您需要設(shè)計(jì)一個(gè)模擬前端電路來放大、濾波和條件化傳感器的輸出信號，以便將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）電路：用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。傳感器的模擬輸出信號需要通過ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便主控制器能夠處理和分析數(shù)據(jù)。選擇一個(gè)合適的ADC芯片，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。外部存儲器電路（可選）：如果您計(jì)劃將數(shù)據(jù)存儲在外部存儲器中，例如閃存芯片或SD卡，您需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的接口電路，將主控制器與外部存儲器連接起來。指示燈和按鍵電路（可選）：如果您希望添加指示燈或按鍵以實(shí)現(xiàn)用戶交互，您可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路來控制指示燈和接收按鍵輸入。PCB設(shè)計(jì)：將上述電路設(shè)計(jì)布局到一個(gè)PCB（PrintedCircuitBoard）上，考慮電路的連接、布線、噪聲抑制和適當(dāng)?shù)牡鼐€設(shè)計(jì)等因素。第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1軟件的主要流程首先開始時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)初始化，當(dāng)初始化完成后，單片機(jī)進(jìn)行程序的開始，按鍵會更改我們的時(shí)鐘信號，同時(shí)也會觸發(fā)我們的蜂鳴器響應(yīng)，我們的溫濕度數(shù)據(jù)和時(shí)鐘數(shù)據(jù)，都會在我們的LCD屏上進(jìn)行顯示。圖4-1系統(tǒng)主要流程圖4.2LCD顯示屏模塊的軟件設(shè)計(jì)首先進(jìn)行單片機(jī)的初始化，初始化成功后，我們的單片機(jī)會將溫濕度傳感器采集到的數(shù)據(jù)，時(shí)鐘的數(shù)據(jù)都從LCD屏上顯示出來。圖4-2LCD顯示屏軟件設(shè)計(jì)圖LCD顯示屏模塊的軟件設(shè)計(jì)可以包括以下幾個(gè)方面：硬件初始化：首先，你需要將LCD顯示屏模塊連接到主控單元（例如微控制器）的合適引腳。根據(jù)LCD模塊的規(guī)格和接口類型，你需要進(jìn)行硬件初始化，包括設(shè)置引腳模式、電源電壓等。顯示控制：LCD顯示屏通常使用并行或串行接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。你需要根據(jù)LCD的通信協(xié)議和接口類型，發(fā)送適當(dāng)?shù)闹噶詈蛿?shù)據(jù)以控制顯示屏。這可能包括設(shè)置顯示模式、清除屏幕、設(shè)置光標(biāo)位置、繪制圖形等。字符和圖形顯示：通過發(fā)送適當(dāng)?shù)闹噶詈蛿?shù)據(jù)，你可以在LCD上顯示字符、字符串和圖形。你需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以將字符和圖形轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)淖止?jié)和位圖格式，并將其發(fā)送到LCD模塊進(jìn)行顯示。光標(biāo)控制：對于支持光標(biāo)的LCD模塊，你可以控制光標(biāo)的位置和狀態(tài)。這包括將光標(biāo)移動(dòng)到特定的行和列、顯示/隱藏光標(biāo)、設(shè)置光標(biāo)閃爍等。根據(jù)LCD模塊的規(guī)格和文檔，使用適當(dāng)?shù)闹噶詈蛿?shù)據(jù)進(jìn)行光標(biāo)控制。顯示模式和屬性：LCD顯示屏通常支持不同的顯示模式和屬性，例如行數(shù)、字符大小、背光亮度等。你可以根據(jù)需要設(shè)置和調(diào)整這些顯示模式和屬性，以滿足你的應(yīng)用需求。動(dòng)態(tài)顯示和刷新：如果你需要在LCD上顯示動(dòng)態(tài)內(nèi)容，例如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、計(jì)數(shù)器等，你可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的邏輯和算法。這可能包括定時(shí)刷新顯示、數(shù)據(jù)更新和重繪等。錯(cuò)誤處理和異常情況：在軟件設(shè)計(jì)過程中，你應(yīng)該考慮到可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤和異常情況。例如，與LCD的通信失敗、顯示數(shù)據(jù)不正確等。你可以添加適當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤處理機(jī)制，例如錯(cuò)誤代碼、超時(shí)檢測等，以確保程序可以恢復(fù)正常運(yùn)行或提供相應(yīng)的提示。4.3DS1302模塊的軟件設(shè)計(jì)首先進(jìn)行初始化，初始化成功后，我們的單片機(jī)會進(jìn)行程序的開始。時(shí)鐘程序開始進(jìn)行，并且時(shí)鐘模塊的數(shù)據(jù)會傳輸?shù)轿覀兊膯纹瑱C(jī)上。圖4-3時(shí)鐘模塊軟件設(shè)計(jì)流程圖DS1302時(shí)鐘模塊的軟件設(shè)計(jì)可以包括以下幾個(gè)方面：硬件連接：首先，你需要將DS1302時(shí)鐘模塊連接到你的主控單元（例如微控制器）。DS1302模塊通常使用3個(gè)引腳進(jìn)行通信：RST（復(fù)位），SCLK（時(shí)鐘），和IO（數(shù)據(jù)）。確保正確連接這些引腳，并根據(jù)需要連接電源和地線。通信協(xié)議：DS1302模塊使用串行接口進(jìn)行通信，你需要根據(jù)DS1302的通信協(xié)議來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這通常涉及到發(fā)送和接收字節(jié)數(shù)據(jù)，并且需要注意時(shí)序和時(shí)鐘頻率。你可以使用主控單元的GPIO功能或特定的串行通信庫函數(shù)來實(shí)現(xiàn)通信。初始化：在開始使用DS1302之前，你需要對其進(jìn)行初始化設(shè)置。這包括設(shè)置時(shí)鐘的初始時(shí)間和日期，以及配置其他功能，例如時(shí)鐘格式（12小時(shí)制或24小時(shí)制），使能鬧鐘等。根據(jù)DS1302的規(guī)格和文檔，使用合適的命令和數(shù)據(jù)格式進(jìn)行初始化。時(shí)鐘讀取和設(shè)置：通過DS1302的通信接口，你可以讀取當(dāng)前的時(shí)鐘時(shí)間和日期。這包括小時(shí)、分鐘、秒、年、月、日等信息。你也可以通過通信接口設(shè)置新的時(shí)鐘時(shí)間和日期，以更新DS1302的內(nèi)部計(jì)數(shù)器。記住，寫入新的時(shí)間和日期可能需要進(jìn)行特定的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。鬧鐘功能：DS1302通常還提供了鬧鐘功能，允許你設(shè)置特定的時(shí)間點(diǎn)觸發(fā)鬧鐘。你可以通過設(shè)置相關(guān)的寄存器來配置鬧鐘的時(shí)間，并通過輪詢或中斷方式檢測是否觸發(fā)了鬧鐘。電池備份：DS1302通常具有電池備份功能，以保持時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的運(yùn)行，即使主電源斷開。你可以通過設(shè)置相應(yīng)的寄存器來啟用或禁用電池備份功能。在設(shè)計(jì)軟件時(shí)，你需要考慮電池狀態(tài)和電池電量的監(jiān)測，并在必要時(shí)提供警告或處理措施。錯(cuò)誤處理和異常情況：在軟件設(shè)計(jì)過程中，你應(yīng)該考慮到可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤和異常情況。例如，與DS1302的通信失敗、時(shí)鐘數(shù)據(jù)不正確等。你可以添加適當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤處理機(jī)制，例如錯(cuò)誤代碼、超時(shí)檢測等，以確保程序可以恢復(fù)正常運(yùn)行或提供相應(yīng)的提示。4.4蜂鳴器模塊軟件設(shè)計(jì)開始時(shí)首先進(jìn)行的是我們的初始化，初始化成功后，我們的進(jìn)入設(shè)定的程序，我們的摁鍵會觸發(fā)我們的蜂鳴器響應(yīng)，當(dāng)我們的時(shí)鐘到達(dá)我們設(shè)定的時(shí)間時(shí)，我們的蜂鳴器也會進(jìn)行報(bào)警。圖4-4蜂鳴器模塊軟件設(shè)計(jì)蜂鳴器模塊的軟件設(shè)計(jì)可以包括以下幾個(gè)方面：硬件初始化：首先，你需要將蜂鳴器模塊連接到主控單元（例如微控制器）的合適引腳。根據(jù)蜂鳴器模塊的規(guī)格和接口類型，你需要進(jìn)行硬件初始化，包括設(shè)置引腳模式（輸入/輸出）、電平狀態(tài)等。蜂鳴器控制：通過控制蜂鳴器模塊所連接的引腳，你可以產(chǎn)生不同的聲音和音調(diào)。通常，蜂鳴器模塊是通過改變引腳的高低電平狀態(tài)來控制的。你可以使用主控單元的GPIO功能或特定的蜂鳴器控制庫函數(shù)來實(shí)現(xiàn)控制。音頻生成：根據(jù)你的需求，你可以生成不同頻率和持續(xù)時(shí)間的音頻信號。這可以通過在適當(dāng)?shù)臅r(shí)序下改變引腳電平狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)。你可以使用定時(shí)器或延時(shí)函數(shù)來控制音頻的持續(xù)時(shí)間和頻率。聲音模式和序列：除了單個(gè)音頻信號，你還可以設(shè)計(jì)和控制不同的聲音模式和序列。這可能包括播放音樂、警報(bào)聲、脈沖等。你可以使用控制邏輯和計(jì)時(shí)器來生成復(fù)雜的聲音模式和序列。音量控制：在一些應(yīng)用中，你可能需要對蜂鳴器的音量進(jìn)行控制。這可以通過改變蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)電壓或使用可調(diào)電阻等方式來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)蜂鳴器模塊的設(shè)計(jì)和規(guī)格，你可以選擇合適的音量控制方法。錯(cuò)誤處理和異常情況：在軟件設(shè)計(jì)過程中，你應(yīng)該考慮到可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤和異常情況。例如，當(dāng)蜂鳴器模塊無法正常工作或出現(xiàn)故障時(shí)，你可以添加適當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤處理機(jī)制，以確保程序可以恢復(fù)正常運(yùn)行或提供相應(yīng)的提示。4.5PM2.5檢測模塊軟件設(shè)計(jì)PM2.5傳感器模塊的軟件設(shè)計(jì)可以包括以下幾個(gè)方面：硬件初始化：首先，你需要通過適當(dāng)?shù)慕涌趯鞲衅髂K連接到你的主控單元（例如微控制器）。根據(jù)傳感器模塊的規(guī)格和通信協(xié)議，你需要進(jìn)行硬件初始化，包括設(shè)置引腳模式、通信速率等。傳感器數(shù)據(jù)讀取：通過與傳感器模塊之間的通信接口（例如串口、I2C、SPI等），你可以讀取傳感器模塊提供的PM2.5濃度數(shù)據(jù)。根據(jù)通信協(xié)議，你需要發(fā)送相應(yīng)的指令，并解析傳感器返回的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理和計(jì)算：一旦你成功讀取傳感器的濃度數(shù)據(jù)，你可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算。這可能包括數(shù)據(jù)濾波、校準(zhǔn)和單位轉(zhuǎn)換等。你還可以根據(jù)需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，例如計(jì)算平均值、最大值、最小值等。數(shù)據(jù)存儲和顯示：你可以選擇將傳感器數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)部存儲器中，或者將其發(fā)送到外部設(shè)備（例如計(jì)算機(jī)、云服務(wù)器等）。此外，你還可以在顯示屏或其他輸出設(shè)備上實(shí)時(shí)顯示傳感器數(shù)據(jù)，以便用戶可以直觀地了解PM2.5濃度。報(bào)警和異常處理：你可以設(shè)置閾值來監(jiān)測PM2.5濃度的變化，并觸發(fā)警報(bào)或采取相應(yīng)的措施。例如，當(dāng)濃度超過預(yù)設(shè)的安全范圍時(shí)，可以通過聲音、光線或消息通知用戶。軟件優(yōu)化和穩(wěn)定性：在軟件設(shè)計(jì)過程中，你應(yīng)該考慮到性能優(yōu)化和穩(wěn)定性。這包括減少資源占用、優(yōu)化算法、處理異常情況等。你還可以添加錯(cuò)誤處理機(jī)制，以確保在發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)程序可以恢復(fù)正常運(yùn)行。第5章系統(tǒng)測試5.1系統(tǒng)實(shí)物圖如圖我們可以看到蜂鳴器，溫濕度傳感器,PM2.5傳感器，開關(guān)，紐扣電池、按鍵等，按鍵依次為我們的設(shè)置按鍵、加按鍵、減按鍵。圖5-1系統(tǒng)實(shí)物圖5.2測試步驟系統(tǒng)通過溫濕度傳感器傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以在顯示屏上顯示當(dāng)前環(huán)境的溫度和濕度。系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示時(shí)間，日期并可以進(jìn)行設(shè)置。系統(tǒng)掉電后，有紐扣電池供電，系統(tǒng)掉電日期也不會丟失。在測試的時(shí)候，可能會出現(xiàn)測試的溫度或者濕度不準(zhǔn)的情況，出現(xiàn)這種情況時(shí)，可以多測試幾次，直至準(zhǔn)確為止。測試鬧鐘，通過我們設(shè)定鬧鐘時(shí)間為一分鐘，一分鐘后如圖可以看到我們的LED燈已經(jīng)亮起，這時(shí)候我們的蜂鳴器也進(jìn)行了報(bào)警提示，鬧鐘響起實(shí)驗(yàn)完成且成功。圖5-2實(shí)物測試圖系統(tǒng)通過PM2.5傳感器傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以在顯示屏上顯示當(dāng)前環(huán)境的PM2.5濃度，在測試的時(shí)候，可能會出現(xiàn)測試的PM2.5濃度不準(zhǔn)的情況，出現(xiàn)這種情況時(shí)，可以多測試幾次，直至準(zhǔn)確為止。圖5-3實(shí)物測試圖第六章總結(jié)與展望本設(shè)計(jì)不僅具備傳統(tǒng)電子鬧鐘的功能，如可設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間日期、實(shí)時(shí)顯示時(shí)間和日期，并在掉電時(shí)通過紐扣電池供電以保證時(shí)間日期不丟失，還具備了監(jiān)測環(huán)境溫濕度和PM2.5狀況的能力，并能實(shí)時(shí)顯示這些數(shù)據(jù)。通過設(shè)計(jì)，我們使得這款電子鬧鐘成為一個(gè)實(shí)用的家居設(shè)備。用戶可以根據(jù)自己的需要設(shè)置時(shí)間和日期，確保準(zhǔn)確的鬧鈴提醒。而且，在掉電情況下，紐扣電池的應(yīng)用保證了時(shí)間和日期的持久性，使得用戶不必?fù)?dān)心重新設(shè)置系統(tǒng)。另外，該鬧鐘的環(huán)境監(jiān)測功能為用戶提供了實(shí)時(shí)的溫濕度和PM2.5狀況信息。這對于關(guān)注空氣質(zhì)量和室內(nèi)環(huán)境的用戶來說，尤為重要。用戶可以通過鬧鐘上的顯示屏隨時(shí)了解當(dāng)前環(huán)境的狀況，根據(jù)需要采取相應(yīng)的措施，例如調(diào)整溫度、濕度或開啟空氣凈化器等，以改善居住環(huán)境。展望：雖然我們已經(jīng)成功設(shè)計(jì)了一款多功能溫濕度電子鬧鐘，但仍有一些潛在的改進(jìn)和擴(kuò)展的空間。我們可以考慮增加更多的環(huán)境監(jiān)測功能，例如檢測空氣中的其他污染物或有害氣體。這將使鬧鐘成為一個(gè)更全面的環(huán)境監(jiān)測儀器，為用戶提供更多有關(guān)室內(nèi)空氣質(zhì)量的信息。我們可以進(jìn)一步改進(jìn)鬧鐘的顯示屏和用戶界面。提高顯示屏的分辨率和亮度，使得數(shù)據(jù)更加清晰可見。同時(shí)，簡化用戶界面，使設(shè)置時(shí)間、日期和其他功能更加方便和直觀。考慮到移動(dòng)設(shè)備的普及，我們可以將鬧鐘與手機(jī)或其他智能設(shè)備進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)更多的功能擴(kuò)展。例如，用戶可以通過手機(jī)應(yīng)用程序與鬧鐘進(jìn)行交互，設(shè)置鬧鐘、查看歷史數(shù)據(jù)等?？偟膩碚f，多功能溫濕度電子鬧鐘的設(shè)計(jì)為用戶提供了便利和實(shí)用性。通過不斷的改進(jìn)和擴(kuò)展，我們可以進(jìn)一步提升該產(chǎn)品的性能和功能，滿足用戶對于環(huán)境監(jiān)測和鬧鐘功能的需求，并適應(yīng)日益智能化的家居生活。參考文獻(xiàn)[1]松井邦彥.傳感器實(shí)用電路設(shè)計(jì)與制作[M].北京:科學(xué)出版社,2019,107-110.[2]林志琦.單片機(jī)原理接口及應(yīng)用[M].中國水利水電出版社,2019.[3]黃繼昌.傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例[A]．北京:人民郵電出版社，2018.[4]高燕梅.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].電子工業(yè)出版社,2018.120-73.[5]童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社,2019，79-85.[6]孫曉云.接口與通信技術(shù)原理與應(yīng)用[J].中國電力出版社，2018.[7]黃照翠,張荃,陳暉,等.智慧校園視頻服務(wù)體系應(yīng)用研究[J].中國教育信息化,2020.[8]李耀武.基于單片機(jī)的電子LED閃字屏的電路設(shè)計(jì)[J].西部皮革.2018.[9]李合軍.基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程.2021.[10]張浩銳.短距離無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)研究[J].科技資訊.2019.[11]段露星,馮治杰,付瑞玲.多功能鬧鐘設(shè)計(jì)[J].黃河科技學(xué)院學(xué)報(bào),2022,24(08):80-83.[12]蔣衛(wèi)東,賈文娟,喬凌霄.多功能溫濕度智能測控儀設(shè)計(jì)[J].運(yùn)城學(xué)院學(xué)報(bào),2020,38(03):26-28.[13]陳建泉,林偉軍.自帶溫濕度系統(tǒng)的多功能移動(dòng)工器具車[J].電工技術(shù),2019,(02):85-86.[14]王振運(yùn),孟立凡,李菠.多功能智能藥盒的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子世界,2016,(01):189-190.[15]陳洪俠,呂妍.多功能溫濕度現(xiàn)場校驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)[J].儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量,2015,(06):41-42+45.[16]陳洪俠,基于虛擬儀器技術(shù)的多功能溫濕度現(xiàn)場校驗(yàn)裝置.黑龍江省,黑龍江省計(jì)量檢定測試院,2015-10-29.[17]鄭平,多功能無線自組網(wǎng)溫濕度監(jiān)測儀的研究.福建省,福建省計(jì)量科學(xué)研究院,2015-01-12.[18]林軍,多功能數(shù)字溫濕度計(jì)/體溫計(jì)的研制.福建省,福建省計(jì)量科學(xué)研究院,2014-03-14.[19]KewangZhang，QizhaoWu,XinLi.Relayparticipated-new-typebuildingcncrgymanagcmentsystcm:Ancncrgy-efficientroutingschemeforwirelesssensornetwork-basedbuildingenergymanagementsystems.2018,13(1):169-185.[20]PengweiHua，XiaowuLiu,JiguoYu,NaDang，XiaoweiZhang.Energy-efficientadaptiveslice-basedsecuredataaggregationschemeinWSN[J].ProcediaComputerScience,2018,129.[21]KORTUMK,MOLLERM,HIRNEIBC，etal.Smarteyedata:devdtopahealtO0%ofoundationformedicalrescarchusingSmartDataapplications[J].DerOphthalmologeZeitschriftDerDeutschenOphthalmologischenGescllschaft,2019.[22]RaafiB.DesignandDevelopmentofFuzzy-PIDControllerforFour-wheeledMobileRoboticStability:AC'aseStudyontheUphillRoad[J].PTEKJournalofEngineering,2020，6(2):6.[23]ZhouY,DongW,FYuan，etal.ResearchofOnlineWaterQualityMonitoringSystemBasedonZigbeeNetwork[J].AdvancesinInformationSciences&ServiceSciences,2019，4(5):255-261.附錄電路圖

源代碼sbitBUZZER=P1^3; //蜂鳴器驅(qū)動(dòng)端口==P1^3sbitReduc=P3^6; //按鍵鍵輸入端口==P1^7sbitAdd=P3^5; //按鍵加輸入端口==P3^1sbitMode=P3^4; //按鍵加輸入端口==P3^1/**************************************************函數(shù)名稱：voidmain(void)**函數(shù)功能：主函數(shù)**輸入：無**輸出：無**說明：************************************************/voidmain(void) { ucharseconds=0x55,points=0x12,when=0x12,years=0x14,month=0x12,day=0x11,week=0x04;//時(shí)間、日期變量 ucharT_data=0,RH_data=0;//溫度、濕度變量 ucharnao_when=0x12,nao_points=0x13;//鬧鐘變量 ucharshezhi_flag=1,Mode_flag=1;//設(shè)置變量 ucharbueezr_flag=0,count=0,buzzer_time=9;//蜂鳴器報(bào)警變量 uintMode_count=0; uchardisp1[16]={"20--Week"}; uchardisp[16]={"::C%"}; LCD_Init();// WriteChar(1,0,16,"Feiyanan");//在第一行顯示內(nèi)容// WriteChar(2,0,16,"130402326");//在第二行顯示內(nèi)容// Delay(5000);// Delay(5000); nao_when=byte_read(0x2000); //讀出鬧鐘時(shí) nao_points=byte_read(0x2001);//讀出鬧鐘分 while(1) { T_data=Read_TRH(0);//溫度 disp[9]=T_data/10+0x30;//十位 disp[10]=T_data%10+0x30;//個(gè)位 RH_data=Read_TRH(1);//濕度 disp[13]=RH_data/10+0x30;//十位 disp[14]=RH_data%10+0x30;//個(gè)位 years=getds1302(0x8D);//年 disp1[2]=years/16+0x30;//十位 disp1[3]=years%16+0x30;//個(gè)位 week=getds1302(0x8B);//星期 disp1[15]=week%16+0x30;//個(gè)位 month=getds1302(0x89);//月 disp1[5]=month/16+0x30;//十位 disp1[6]=month%16+0x30;//個(gè)位 day=getds1302(0x87);//日 disp1[8]=day/16+0x30;//十位 disp1[9]=day%16+0x30;//個(gè)位 when=getds1302(0x85);//時(shí) disp[0]=when/16+0x30;//十位 disp[1]=when%16+0x30;//個(gè)位 points=getds1302(0x83);//分 disp[3]=points/16+0x30;//十位 disp[4]=points%16+0x30;//個(gè)位 seconds=getds1302(0x81);//秒 disp[6]=seconds/16+0x30;//十位 disp[7]=seconds%16+0x30;//個(gè)位 /*******查看陰歷數(shù)據(jù)********/ if(Add==0)//判斷Add鍵是否按下 { Conversion(0,years,month,day);//陽歷轉(zhuǎn)陰歷函數(shù) WriteChar(2,0,16,"");//在第二行顯示'內(nèi)容'陰歷數(shù)據(jù) WriteCOMDATA(0xC3,0); WriteCOMDATA('2',1); WriteCOMDATA('0',1); WriteCOMDATA(year_moon/10+0x30,1); WriteCOMDATA(year_moon%10+0x30,1); WriteCOMDATA('/',1); WriteCOMDATA(month_moon/10+0x30,1); WriteCOMDATA(month_moon%10+0x30,1); WriteCOMDATA('/',1); WriteCOMDATA(day_moon/10+0x30,1); WriteCOMDATA(day_moon%10+0x30,1); count=40; while(count--)//陽歷數(shù)據(jù)第一行，陰歷數(shù)據(jù)第二行，顯示時(shí)間4S { Delay(400); } } //鬧鐘函數(shù) if(points==nao_points&&nao_when==when&&seconds<0x30)//鬧鐘時(shí)間比較，30S { bueezr_flag=1; } //整點(diǎn)報(bào)時(shí) elseif(points==0&&seconds<0x02)//整點(diǎn)報(bào)時(shí)比較1S { bueezr_flag=1; } else { bueezr_flag=0; BUZZER=1; } /*******蜂鳴器報(bào)警********/ count++;if(count>buzzer_time*10)count=buzzer_time+1; if(count%buzzer_time==0&&bueezr_flag) { BUZZER=~BUZZER;//蜂鳴器取反發(fā)出聲音提示 } /*******Mode鍵設(shè)置時(shí)間日期********/ if(Mode==0&&Mode_flag) { WriteCOMDATA(0x0F,0);//LCD顯示光標(biāo) Delay(100); if(Mode==0) { BUZZER=1; bueezr_flag=0; Mode_flag=0; shezhi_flag=1; WriteChar(1,0,16,"20--Week");//在第一行顯示內(nèi)容 WriteChar(2,0,16,":::");//在第二行顯示內(nèi)容 WriteCOMDATA(0x82,0);WriteCOMDATA(years/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0x83,0);WriteCOMDATA(years%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0x85,0);WriteCOMDATA(month/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0x86,0);WriteCOMDATA(month%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0x88,0);WriteCOMDATA(day/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0x89,0);WriteCOMDATA(day%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0x8F,0);WriteCOMDATA(week%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xC0,0);WriteCOMDATA(when/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xC1,0);WriteCOMDATA(when%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xC3,0);WriteCOMDATA(points/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xC4,0);WriteCOMDATA(points%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xC6,0);WriteCOMDATA(seconds/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xC7,0);WriteCOMDATA(seconds%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xCA,0);WriteCOMDATA(nao_when/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xCB,0);WriteCOMDATA(nao_when%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xCD,0);WriteCOMDATA(nao_points/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xCE,0);WriteCOMDATA(nao_points%16+0x30,1); while(1) { switch(shezhi_flag) { case1: WriteCOMDATA(0x82,0);WriteCOMDATA(years/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0x83,0);WriteCOMDATA(years%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0x83,0); break; case2: WriteCOMDATA(0x85,0);WriteCOMDATA(month/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0x86,0);WriteCOMDATA(month%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0x86,0); break; case3: WriteCOMDATA(0x88,0);WriteCOMDATA(day/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0x89,0);WriteCOMDATA(day%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0x89,0); break; case4: WriteCOMDATA(0x8F,0);WriteCOMDATA(week%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0x8F,0); break; case5: WriteCOMDATA(0xC0,0);WriteCOMDATA(when/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xC1,0);WriteCOMDATA(when%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xC1,0); break; case6: WriteCOMDATA(0xC3,0);WriteCOMDATA(points/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xC4,0);WriteCOMDATA(points%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xC4,0); break; case7: WriteCOMDATA(0xC6,0);WriteCOMDATA(seconds/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xC7,0);WriteCOMDATA(seconds%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xC7,0); break; case8: WriteCOMDATA(0xCA,0);WriteCOMDATA(nao_when/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xCB,0);WriteCOMDATA(nao_when%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xCB,0); break; case9: WriteCOMDATA(0xCD,0);WriteCOMDATA(nao_points/16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xCE,0);WriteCOMDATA(nao_points%16+0x30,1); WriteCOMDATA(0xCE,0); break; } Delay(300); //加 if(Reduc==0) { Delay(200); //while(Reduc==0); switch(shezhi_flag) { case1:if(years==0x99)years=0;else{if(years%16==9)years+=7;elseyears++;}break; case2:if(month==0x12)month=1;else{if(month%16==9)month+=7;elsemonth++;}break; case3:if(day==0x31)day=1;else{if(day%16==9)day+=7;elseday++;}break; case4:if(week==0x07)week=1;else{if(week%16==9)week+=7;elseweek++;}break; case5:if(when==0x23)when=0;else{if(when%16==9)when+=7;elsewhen++;}break; case6:if(points==0x59)points=0;else{if(points%16==9)points+=7;elsepoints++;}break; case7:if(seconds==0x59)seconds=0;else{if(seconds%16==9)seconds+=7;elseseconds++;}break; case8:if(nao_when==0x23)nao_when=0;else{if(nao_when%16==9)nao_when+=7;elsenao_when++;}break; case9:if(nao_points==0x59)nao_points=0;else{if(nao_points%16==9)nao_points+=7;elsenao_points++;}break; } } //減 if(Add==0) { Delay(200); //while(Add==0); switch(shezhi_flag) { case1:if(years==0)years=0x99;else{if(years%16==0)years-=7;elseyears--;}break; case2:if(month==1)month=0x12;else{if(month%16==0)month-=7;elsemonth--;}break; case3:if(day==1)day=0x31;else{if(day%16==0)day-=7;elseday--;}break; case4:if(week==1)week=0x07;else{if(week%16==0)week-=7;elseweek--;}break; case5:if(when==0)when=0x23;else{if(when%16==0)when-=7;elsewhen--;}break; case6:if(points==0)points=0x59;else{if(points%16==0)points-=7;elsepoints--;}break; case7:if(seconds==0)seconds=0x59;else{if(seconds%16==0)seconds-=7;elseseconds--;}break; case8:if(nao_when==0)nao_when=0x23;else{if(nao_when%16==0)nao_when-=7;elsenao_when--;}break; case9:if(nao_points==0)nao_points=0x59;else{if(nao_points%16==0)nao_points-=7;elsenao_points--;}break; } } //短按切換設(shè)置項(xiàng)目長按退出設(shè)置頁面 if(Mode==0) { Delay(300); while(Mode==0) { Delay(300); Mode_count++; if(Mode_count>6) { //T_data=Read_TRH(0);//溫度 disp[9]=T_data/10+0x30; disp[10]=T_data%10+0x30; //RH_data=Read_TRH(1);//濕度 disp[13]=RH_data/10+0x30; disp[14]=RH_data%10+0x30; //years=getds1302(0x8D);//年 disp1[2]=years/16+0x30; disp1[3]=years%16+0x30; //week=getds1302(0x8B);//星期 disp1[15]=week%16+0x30; //month=getds1302(0x89);//月 disp1[5]=month/16+0x30; disp1[6]=month%16+0x30; //day=getds1302(0x87);//日 disp1[8]=day/16+0x30; disp1[9]=day%16+0x30; //when=getds1302(0x85);//時(shí) disp[0]=when/16+0x30; disp[1]=when%16+0x30; //points=getds1302(0x83);//分 disp[3]=points/16+0x30; disp[4]=points%16+0x30; //seconds=getds1302(0x81);//秒 disp[6]=seconds/16+0x30; disp[7]=seconds%16+0x30; WriteCOMDATA(0x0C,0);//關(guān)閉LCD光標(biāo) Delay(10); WriteChar(1,0,16,disp1);//在第一行顯示內(nèi)容 WriteChar(2,0,16,disp);//在第二行顯示內(nèi)容 } } if(Mode_count>6) { Mode_count=0; /********鬧鐘寫入EEPROM********/ SectorErase(0x2000); byte_write(0x2000,nao_when); byte_write(0x2001,nao_points); /********時(shí)間、日期、星期寫入DS1302********/ setds1302(0x80,seconds);//秒 setds1302(0x82,points);//分 setds1302(0x84,when);//時(shí) setds1302(0x86,day);//日 setds1302(0x88,month);//月 setds1302(0x8A,week);//星期 setds1302(0x8C,years);//年 break; } elseMode_count=0; shezhi_flag++; if(shezhi_flag>9)shezhi_flag=1; } } } } /********LCD1602顯示********/ WriteChar(1,0,16,disp1);//在第一行顯示‘內(nèi)容’日期和星期 WriteChar(2,0,16,disp);//在第二行顯示‘內(nèi)容’時(shí)間、溫度和濕度 if(Mode_flag==0){Mode_count++;if(Mode_count>20){Mode_count=0;Mode_flag=1;}} }}sbitDHT11_DQ=P3^3;ucharU8count,U8temp,U8FLAG,U8comdata;voidDelay_10us(void){ uchari; i--; i--; i--; i--; i--; i--;}voidCOM(void){ uchari;for(i=0;i<8;i++){ U8FLAG=2; while((!DHT11_DQ)&&U8FLAG++); Delay_10us(); Delay_10us(); U8temp=0; if(DHT11_DQ)U8temp=1; U8FLAG=2; while((DHT11_DQ)&&U8FLAG++); if(U8FLAG==1)break; U8comdata<<=1;U8comdata|=U8temp; }}ucharRead_TRH(ucharch){ ucharTRH_data=0; staticucharU8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata; staticucharU8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp,U8checkdata_temp;DHT11_DQ=0;Delay(24);DHT11_DQ=1;Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();DHT11_DQ=1;if(!DHT11_DQ){ U8FLAG=2; while((!DHT11_DQ)&&U8FLAG++); U8FLAG=2; while((DHT11_DQ)&&U8FLAG++); COM();U8RH_data_H_temp=U8comdata; COM();U8RH_data_L_temp=U8comdata; COM();U8T_data_H_temp=U8comdata; COM();U8T_data_L_temp=U8comdata; COM();U8checkdata_temp=U8comdata; DHT11_DQ=1; U8temp=(U8T_data_H_temp+U8T_data_L_temp+U8RH_data_H_temp+U8RH_data_L_temp); if(U8temp==U8checkdata_temp) { U8RH_data_H=U8RH_data_H_temp; U8RH_data_L=U8RH_data_L_temp; U8T_data_H=U8T_data_H_temp; U8T_data_L=U8T_data_L_temp; U8checkdata=U8checkdata_temp; }} if(ch)TRH_data=U8RH_data_H; elseTRH_data=U8T_data_H; returnTRH_data;}#endif#ifndef__DELAY_H__#define__DELAY_H__#include<reg52.h>//#include<string.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoidDelay(uintT){uchari;for(T;T>0;T--)for(i=200;i>0;i--);}#endif#defineRdCommand0x01//定義ISP