多功能闹钟

德州学院 孟佑喜 王志坤 田恒顺 房钦格

引言

如今，随着我们生活水平的提高，在现实生活中，我们都走向了多功能化、信息化的时代。传统的闹钟已经不能更好地贴近人们的现实生活，满足人们的生活需要，已失去了它的市场化要求。针对这个现状，我来介绍一种多功能闹钟，它利用AT89C51单片机多功能控制系统来完成时间控制的同时还来控制照明，还利用闭合线圈在磁场做切割磁感线运动发电原理来给闹钟供电，实现能量的转化，更加的经济实惠，更加的环保，声控控制更加方便快捷。所以我相信这款闹钟可以适应社会的要求，给人们带来方便。

1 闹钟系统的设计方案

该系统主要有核心控制模块、手动发电模块、指针显示模块、控制照明模块和遥控控制模块五个部分。

本系统核心控制模块采用4K字节FLASH存储器低电压、高性能CMOS 8位微处理器AT89C51，做到产生的电信号输入、处理、输出到应用模块。手动发电模块采用电磁原理产生电磁感应生成电动势提供闹钟的电量供给。照明模块采用单片机的P0口来控制灯的点亮与闪烁，实现在夜里的床头照明与闹铃响时的听觉与视觉的双重提醒。声控模块利用谷歌的声音识别软件Voice Action，类似与手机系统将声音信号转化为电信号，供单片机使用，完成对闹钟的控制。本闹钟在使用过程中能够更好地贴近人们的现实生活，方便快捷地完成人们对闹钟的需要。由于本系统较复杂，下面分四方面介绍这个闹钟，具体分为：手动控制发电、核心控制、声控模块以及闹钟的结构设计。

（1）手动发电模块：利用闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动产生电动势，在闭合回路中形成电流来为单片机与灯泡供电。

（2）核心控制模块：利用单片机原理控制，单片机作为单片微控制器，由运行器、控制器、储存器组成，相当于一个微型计算机，它体积很小、质量轻、价格合理，性价比很高，对我们的学习有很大的帮助。原理：单片机中的运算器有两个功能：执行各种算术运算，来完成单片机语言的计算；为控制功能奠定良好的基础。执行各种逻辑运算，来判断单片机收到信号的正确性，并选择正确的信号进行处理，做到信息的准确无误。单片机的控制器协调和指挥整个微机系统的操作，是核心命令的决策机构。收集的信号通过控制器转换成可以识别的单片机语言，指挥CPU的数据采集、处理、输出。单片机的寄存器用于存储CPU中的数据，使数据不易丢失。同时更好地利用这些数据，完成对闹钟的控制。通过核心控制模块完成对多功能闹钟的控制，进一步使多功能闹钟的功能进行良好的发挥。

（3）声控模块：利用语音识别系统来达到对闹钟的控制，例如说出“开灯”，通过语音识别出可用信息传递给单片机控制系统完成灯亮的现象。这是本多功能闹钟的重点。我们利用语音识别技术来控制闹钟，使其完美地为我们服务。另外，语音识别还能为行动不便的人提供方便，使他们的生活变得不枯燥无味，更加得美好。声控技术使声音与自然完美地融合在一起，利用这一技术，我们的多功能闹钟融入自然，使我们人类更好地利用自然给我们的帮助，融入自然，保护自然。声控技术方便了我们的生活，闹钟控制良好的进行，为人们提供方便。

（4）闹钟的结构设计：利用齿轮结构完成对指针控制，本着齿轮结构效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长，传动比稳定的特点。利用13个大小不一的齿轮进行传动，设计内容包括选择齿轮结构形式和确定几何尺寸。我们应该先根据齿轮的大小、齿数、材料、加工方法、使用要求及经济性等各个方面的要求来选择齿轮结构，最后再根据实际经验和公式计算齿轮结构尺寸。我们在设计齿轮结构时，要考虑齿轮与轴的连接方式。大多采用单键连接。我们选用材料为40Cr（调质），齿面硬度为280HBS和材料为45号钢（调质），齿面硬度为240HBS。

2 发展前景

在如今社会中，方便、快捷成为主流。我们这款闹钟的设计就是本着方便快捷的原则，来为人们服务的。比传统的闹钟多了手动发电功能，节省了能源消耗，更加节能，符合市场的需求。还有照明模块，在漆黑的晚上上厕所利用声控技术完成开灯操作，可以代替床头灯。我相信我的这个闹钟可以更好地适应市场的要求，产生许多的经济效益。