［DIY］測溫小夜鐘

ID:73477 · 發(fā)表于 2015-2-10 17:27

      這個(gè)板子是去年突發(fā)奇想想要做的，當(dāng)時(shí)讓朋友（東東）幫忙布的線，另一個(gè)朋友（老王）給打的樣，感激�。�！PCB做好出來激情卻沒有，結(jié)果一直放到今年底，因?yàn)闁|東手上也有這個(gè)板，在他的慫恿下，挑了點(diǎn)時(shí)間就把這個(gè)板子完成了。
      設(shè)計(jì)這個(gè)板子的最初意圖是想做個(gè)可以晚上看時(shí)間的時(shí)鐘，所以用了數(shù)碼管顯示，并且體積要小巧，所以用了貼片元件，而且用電池供電可以方便放在床頭，所以平時(shí)又不用顯示以免浪費(fèi)電池電量，因此MCU平時(shí)是不工作的，不能采用中斷計(jì)時(shí)的方法，所以在走時(shí)上就用了DS1302的專用計(jì)時(shí)芯片，主要是它比較容易買到并且便宜，而且待機(jī)時(shí)耗電很小。而僅有溫度顯示可能就比較浪費(fèi)了，所以把18B20也加了進(jìn)來，這是個(gè)專業(yè)測溫元件，最小分辨率可以達(dá)到0.0625度。MCU就用了STC的12C54XX系列了，本來想用12C205X系列，結(jié)果IO怎么排也不夠用，只好花點(diǎn)本錢換成多幾根IO的。目前成品用4.2V的可充電鋰電池供電，待機(jī)時(shí)電流約在0.5ma，工作時(shí)20ma，按每天查看10次、每次20秒計(jì)算，800mah電池約可以工作一個(gè)月，基本上滿足設(shè)計(jì)要求，下一步就是要為它找個(gè)好外殼了。
      電路圖和成品效果圖附后。
      硬件結(jié)構(gòu)：STC12C5410+DS1302+18B20+4共陽數(shù)碼管
      實(shí)現(xiàn)功能：時(shí)間＋測溫+自動(dòng)關(guān)機(jī)。長按開關(guān)鍵開機(jī)顯示當(dāng)前時(shí)分，小數(shù)點(diǎn)閃動(dòng)代表秒信號(hào)，可以短按功能鍵切換到溫度顯示，查詢年、月日、星期、分秒。長按功能鍵進(jìn)入年、月日、時(shí)分設(shè)置，星期采用程序自動(dòng)運(yùn)算來計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間是星期幾。設(shè)置或查詢狀態(tài)時(shí)，當(dāng)無按鍵達(dá)15秒時(shí)退出到正常的時(shí)間顯示狀態(tài)，在時(shí)間顯示狀態(tài)，15秒無按鍵則自動(dòng)關(guān)機(jī)。
      編程思路：5ms中斷一次，切換數(shù)碼管顯示，進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管，并且做一些時(shí)間變量的累加，讀取DS1302內(nèi)部時(shí)間，轉(zhuǎn)換后在數(shù)碼管上顯示，讀取18B20溫度值，并進(jìn)行轉(zhuǎn)換和顯示，每0.5秒刷新一次溫度值。單按鍵用長按、短按兩種狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置時(shí)間，另一按鍵只做電源開關(guān)。
      編程難點(diǎn)：處理好掃描顯示、按鍵讀取、18B20讀取的關(guān)系，18B20的采用單總線方式讀取，其時(shí)序要求較高，所以既要兼顧溫度讀取又要兼顧動(dòng)態(tài)掃描等，這里會(huì)有點(diǎn)難度。
      心得體會(huì)：這次編程采用了全新的思路，和以往有較大的差別，基本上脫離了軟件延時(shí)的方式，除了18B20的單總線采用軟件延時(shí)外，其它延時(shí)均采用中斷方式、狀態(tài)機(jī)來完成。所以這次的程序個(gè)人感覺質(zhì)量相當(dāng)高，大部分時(shí)間主循環(huán)都在空轉(zhuǎn)，運(yùn)行效率非常高，既照顧了動(dòng)態(tài)掃描，又兼顧了按鍵去抖延時(shí)，并實(shí)現(xiàn)長短按功能，18B20的讀取上也絲毫沒有影響，真正做到了動(dòng)態(tài)掃描的結(jié)果跟靜態(tài)顯示一樣，任何操作均沒有產(chǎn)生閃動(dòng)，和以往傾向于軟件延時(shí)方式所寫出來的程序有質(zhì)的差異。通過這次程序，也使自己編程水平有一個(gè)質(zhì)的飛躍，眼界更開闊，對(duì)C51編程的駕馭能力又再提高到一個(gè)層次，這也是自己近年來編程水平的一個(gè)最大的突破。
      下一步功能擴(kuò)展構(gòu)思：這個(gè)MCU有10K的ROM，目前程序只用了1.6K，還有很多空間，另外還有內(nèi)部EEPROM也沒有利用起來，原意是想做成一個(gè)可測體溫的溫度計(jì)，并且能保存溫度數(shù)據(jù)在EEPROM里以備翻查，現(xiàn)在又想做個(gè)類似“最高溫度保持”和“最低溫度保持”的功能出來，但是四個(gè)數(shù)碼管能顯示的信息量太少了，如何區(qū)別這些信息還是個(gè)頭痛的問題，留待以后慢慢研究。

電路原理圖：

焊好的電路板正面圖：（右下方4個(gè)焊點(diǎn)為ISP編程接口）

板的背面：

顯示時(shí)分狀態(tài)：（其中小數(shù)點(diǎn)會(huì)按秒閃動(dòng)）

顯示溫度：（范圍是-55°C~+125°C，精度改為0.1度，生活應(yīng)用足夠）

ID:86621 · 發(fā)表于 2015-8-7 18:50

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