文 献 综 述

一、电子闹钟简介

闹钟#8212;带有闹时装置的时钟。既能给人们指示时间，又能够按照人们预定的时刻发出音频信号或者其他信号。闹钟的机芯结构主要分为机械式和石英电子式两大类。日用的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。电子闹钟机芯结构分为走时和闹时两大系统，其中闹时系统也有两种：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。闹钟闹时音响的种类很多，有单铃闹、双铃闹、背铃闹、变声闹、音乐闹、蜂鸣闹、鸟鸣闹、报时打点等等。电子（数字）闹钟的基本功能包括高精度、高稳定度的时钟信号源，具有对时功能，具有闹钟功能等。

石英电子闹钟的基本原理#8212;首先，将石英表内的水晶片上加电，水晶便会以32768赫兹的周波数，正确地振动；然后必须将此频率化成1Hz（电流一秒间的一次变化）的信号电流周波数。再增加些信号的幅度（由于因振动而产生的电流甚弱），跟着些信号电流再发动转子齿轮，表上的秒针便会随之发动，之后分针，时针的跳动则关乎于机械结构上的原理，如：秒针跳动60下，分针便会跳一下所有石英表都装有一粒电池。它为一块集成电路和一个石英谐振器提供能量，每秒振动317621次。集成电路是表的#8220;大脑#8221;。它控制着石英谐振器的振动，并起着分频器的作用。32712次振动被对半分割15次，以达到每秒产生一次脉冲。 有了一秒钏这个时间的#8220;原材料#8221;，就能驱动显示器。何为模拟针显示 为了把集成电路脉冲转化成运动，模拟指针式石英表上装有一个增速马达，包括一个电磁转子，每承受一下脉冲，就旋转180度，也就是一秒钟。转子连接着由三个齿轮组成的拖动系统，驱动三根指针（时针、分针和秒针），把时间显示在表盘上。还可以加上一个显示屏，显示星期、日期以及流逝的时间。在固体状态的石英表中，以一秒为单位的脉冲被传送到集成电路的秒针部分，这个部份负责将液晶显示模的液晶线组织起来，形成一个数字。

电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用LCD数字电子钟已经成为一种时尚。但目前市场上各式各样的LCD数字电子钟大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂，功率损耗大等缺点。因此有必要对数字电子钟进行改进。

电子（数字）闹钟的基本功能包括能显示时钟、能设定时钟时间，并且能修改时钟时间、到了预定时间自动响铃。初步设计要求根据实际情况设定闹铃时间，例如：每天早上6点响铃（不包括周六日）或者时隔两天响铃一次等。这样使电子闹钟更为人性化，为解决这一问题，将通过对其程序编写进行控制，以确保达到所预期的效果。

本次设计分为以下几个主要模块：主模块、时间显示模块、时间设定模块和闹铃模块。

主模块是系统软件的主框架。它的合理与否关系到程序最终的功能的多少和性能的好坏。显示模块设计的重点是由显示代码取得相应的段码，显示段码数据的并行发送.数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。时间设定模块的设计要点是按键的去抖处理与#8220;一键多态#8221;的处理。即只涉及4个键完成了6位时间参数的设定。软件法去抖动的实质是软件延时，即检测到某一键状态变化后延时一段时间，再检测该按键的状态是否还保持着，如是则作为按键处理，否则，视为抖动，不予理睬。去抖中的延时时间一般参考资料多描述为10ms左右，实际应用中，应大于20ms，否则，会导致按一次作多次处理，影响程序正常执行。闹铃功能的实现涉及到两个方面：闹铃时间设定和是否闹铃判别与相应处理。闹铃时间设定模块的设计可参照时间设定模块，这里着重阐述闹铃判别与处理模块的设计问题。闹铃判别与闹铃处理的关键在于判别何时要进行闹铃。当时十位、时个位、分十位、分个位中任一位发生改变（进位）时，就必须进行闹铃判别。译码显示电路将#8220;时#8221;、#8220;分#8221;、#8220;秒#8221;计数器的输出送到七段显示译码驱动器译码驱动，通过六个七段LED显示器显示出来。闹铃电路根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后加上一个高频或低频信号送到放大电路驱动蜂鸣器发声实现报时。校时电路是直接加一个脉冲信号到时计数器或者分计数器或者秒计数器来对#8220;时#8221;、#8220;分#8221;、#8220;秒#8221;显示数字进行校对调整。

二、STM32系列处理器简介及选择

STM32 系列处理器目前分为2 个系列。STM32F101 是标准系列，工作在36MHz；STM32F103 是增强型系列，工作在72MHz，带有更多片内RAM 和丰富的外设。这两个系列的产品拥有相同的片内Flash选项，在软件和引脚封装方面是兼容的。标准型系列是STM32处理器的入门产品，其价格仅相当于16位MCU，却拥有32位MCU的性能，其外设的配置能提供优秀的控制和连接能力。增强型系列产品则将32位MCU的性能和功效引向一个新的级别。内含的Cortex-M3内核工作在72MHz，能实现高端的运算，而其外设的配置可以带来极好的控制和连接能力。

STM32的应用：