项目背景与目标

随着科技的飞速发展，电子技术在现代社会中扮演着越来越重要的角色。无论是日常生活中的智能家居设备，还是工业领域的自动化控制系统，电子技术都为其提供了坚实的技术支撑。本课程设计旨在通过实际项目的开发，让学生深入理解电子电路的设计原理，并掌握从理论到实践的应用能力。

本次课程设计的核心任务是设计一款基于单片机控制的多功能电子时钟。该时钟不仅需要具备传统的时间显示功能，还需要集成闹钟提醒、温度监测以及日历显示等功能。通过这一过程，我们希望培养学生的创新思维和技术实现能力，同时加深对硬件电路设计和软件编程的理解。

系统总体方案设计

功能模块划分

为了实现上述目标，我们将整个系统划分为以下几个主要功能模块：

1. 时间管理模块：负责实时获取当前时间，并支持手动调整。

2. 闹钟设置模块：允许用户设定特定的时间点触发闹钟。

3. 温度检测模块：利用传感器采集环境温度数据并实时更新。

4. 日历显示模块：根据当前日期动态展示星期及月份信息。

5. 人机交互界面：提供按键操作以完成各项功能设置。

技术选型

- 主控芯片：采用STM32F103作为核心处理器，其强大的运算能力和丰富的外设接口非常适合此类应用。

- 显示单元：选择OLED显示屏用于直观呈现各种信息。

- 温度传感元件：使用DS18B20数字温度计进行精确测量。

- 电源管理：配备锂电池供电系统，并加入充电保护电路确保安全性。

关键技术实现

时间管理模块

时间管理模块基于RTC（实时时钟）芯片DS3231实现。该芯片集成了高精度晶振和存储器，能够独立运行且无需频繁校准。通过I2C协议与STM32通信，可以轻松读取或写入当前时间值。

闹钟设置模块

闹钟功能通过定时器中断机制来实现。当检测到当前时间匹配预设条件时，触发蜂鸣器发出提示音。此外，还增加了滑动开关选项让用户自由开启/关闭此功能。

温度检测模块

温度传感器DS18B20具有单总线协议，可以直接连接到微控制器上而无需额外的模拟前端处理。程序中采用逐位读取方式解析接收到的数据包，从而获得准确的温度值。

日历显示模块

日历信息来源于内置的日期算法，结合用户输入的年份参数计算出对应的星期几和月份天数。最终将结果映射到OLED屏上的指定区域显示。

测试与优化

在完成初步开发后，我们对整个系统进行了全面测试。主要包括以下方面：

1. 功能验证：逐一检查各模块是否按照预期工作；

2. 性能评估：考察系统响应速度、功耗水平等关键指标；

3. 用户体验：邀请同学试用产品并收集反馈意见。

针对发现的问题，我们采取了多项改进措施，如增加自动休眠模式减少不必要的能耗；优化代码结构提高运行效率等。

总结与展望

经过为期两周的努力，我们成功完成了这款多功能电子时钟的设计与制作。该项目不仅巩固了我们的专业知识，也锻炼了解决实际问题的能力。未来，我们计划进一步扩展产品的功能范围，例如添加蓝牙模块实现远程控制，或者引入语音播报增强交互体验。

总之，这次课程设计为我们打开了通往电子世界的大门，相信在未来的学习与工作中，这些宝贵的经验将会发挥重要作用。