標(biāo)題: 提醒人們喝熱飲的記憶杯墊制作(原理圖+源代碼+制作過程) [打印本頁]
作者: 愛_51黑    時(shí)間: 2015-10-30 15:05
標(biāo)題: 提醒人們喝熱飲的記憶杯墊制作(原理圖+源代碼+制作過程)
http://www.tudou.com/v/vGKS-d7Xw9Y/&resourceId=0_04_02_99/v.swf

這次作品的設(shè)計(jì)初衷是源自個(gè)人的生活經(jīng)驗(yàn)，希望和我有著一樣麻煩的技術(shù)宅會(huì)喜歡這個(gè)設(shè)計(jì)。當(dāng)代快節(jié)奏的工作生活中，忙忙碌碌總使得我們疲憊不堪，一杯熱咖啡，一杯溫水也許是現(xiàn)代都市人最便捷的放松方式。對(duì)于長期坐在電腦前的技術(shù)宅來說，一杯熱飲除了可以補(bǔ)充我們必須的水分，也可以使我們適當(dāng)?shù)男№?/font>

筆者作為職業(yè)碼農(nóng)，卻常常遇到這樣的困擾：早上沖好的咖啡，放著放著就涼了，同事胃不好，需要喝溫水，可一忙就忘記了，常常是整杯水都放涼了才想起。想必每個(gè)人都有這樣的經(jīng)歷，這次的設(shè)計(jì)，就是給大家解決這一問題，除了可以節(jié)約水資源，還能及時(shí)提醒人們飲用熱飲，喜歡喝熱飲的朋友，以后不必再因?yàn)槔鋮s的熱飲而苦皺眉頭了！
工作原理：
值得補(bǔ)充的是，這次的杯墊是用廢棄的光盤制作的（無意中給華碩做廣告了），中間的硬幣就是導(dǎo)熱材料，下面涂了硅脂，和DS18B20粘在一起。DS18B20就是這次設(shè)計(jì)的核心，通過感應(yīng)溫度、并記錄溫度達(dá)到提醒人們喝熱飲的功能。在使用非隔熱杯子的前提下（材料不限，只要不是隔熱的），杯子內(nèi)液體的溫度勢(shì)必會(huì)影響杯子表層溫度，雖然我們不確定杯子表層溫度的具體數(shù)值，但可以肯定的是，杯子的溫度是和里面液體的溫度是正比的。根據(jù)這個(gè)原理，當(dāng)使用者覺得某個(gè)時(shí)刻的熱飲溫度剛剛好適合自己飲用時(shí)，就把杯子放到杯墊上，稍等五六秒鐘，給DS18B20一點(diǎn)時(shí)間來升溫，然后按下“記憶”鍵，此時(shí)杯子外部的溫度就被記錄到了單片機(jī)的eeprom里了，即便是斷電后，此數(shù)據(jù)仍會(huì)存在。
當(dāng)下次沖好了一杯咖啡，就可以把杯子放到杯墊上面了，溫度傳感器會(huì)將采集到的溫度T值與eeprom里的數(shù)值A做比較，當(dāng)A-1 < T < A+1 時(shí)，杯墊側(cè)面的八個(gè)二極管就會(huì)閃爍，以此來提示主人喝咖啡！
溫度的差值也可以根據(jù)設(shè)計(jì)者自行改變，比如在比較寒冷的地區(qū)，T與A的差值可以通過改變程序來實(shí)現(xiàn)，我在南方，實(shí)際測(cè)試的時(shí)候發(fā)現(xiàn)T與A的值在正負(fù)1之間就足夠了。
記憶鍵在向單片機(jī)記錄溫度數(shù)據(jù)的時(shí)候，也會(huì)擦除之前的數(shù)據(jù)，這樣一個(gè)按鈕就可以完成杯墊的操作。
作為單片機(jī)系統(tǒng)來說，其實(shí)就是DS18B20和eeprom的應(yīng)用，國產(chǎn)的stc單片機(jī)大多數(shù)都自帶了一定大小的eeprom，這就給設(shè)計(jì)者帶來了極大的方便。為了讓電路更加簡潔，這次選用的是STC11F04E的1T單片機(jī)，具備4K的程序存儲(chǔ)空間和1K的eeprom空間，20管腳的封裝設(shè)計(jì)大大減小了PCB面積。下面就是原理圖：
程序設(shè)計(jì)：
這里要做出說明的是，大多數(shù)DS18B20程序代碼都是12T單片機(jī)下設(shè)計(jì)的，而1T單片機(jī)指令速度要比12T單片機(jī)快很多，這就導(dǎo)致了DS18B20程序不能直接拿來調(diào)用。筆者根據(jù)stc的官方資料，通過計(jì)算指令外加邏輯分析儀測(cè)試的方式，得出的結(jié)論是，11系列的1T單片機(jī)要比12T單片機(jī)指令快6.5倍左右，根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)來修改原始DS18B20程序的延時(shí)程序和eeprom程序，這樣就能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
STC的官方資料很明確的給出了eeprom的原始程序，筆者根據(jù)自己的理解，對(duì)官方程序作了一些改動(dòng)，為了使程序更加簡潔，應(yīng)用了C語言的宏定義，自己也是做了對(duì)應(yīng)的庫文件，方便實(shí)用�，F(xiàn)在的程序代碼略長，我整理后會(huì)補(bǔ)發(fā)。原理圖我是用proteus畫的，并不是實(shí)物中的STC11F04E單片機(jī)，但端口是通用的，只需要根據(jù)原理圖對(duì)應(yīng)STC11F04E單片機(jī)連線即可。程序公開情況請(qǐng)關(guān)注工作室騰訊微博：Chinked-out（@136678431）。
制作過程：
一、準(zhǔn)備工作
圖1

1、像圖1中這樣，給DS18B20接好導(dǎo)線，并做好絕緣。

圖2
2、利用易拉罐，剪出兩個(gè)直徑在3.5CM左右的圓形
圖3
3、準(zhǔn)備圖3中這種較厚的雙面膠，五金店里都有賣，很便宜
4、根據(jù)原理圖焊接好的電路板，由于電路很簡單，這里我就不做過多解釋了。
二、組裝
圖4
1、像圖4這樣，用雙面膠粘好溫度傳感器和一個(gè)金屬原片
圖5
2、如圖5，把剛剛步驟中的圓片粘在光盤上，注意是溫度傳感器在光盤中間的圓孔位置。
圖6
3、把光盤反過來，由于另一面已經(jīng)固定好了，就可以直接涂硅脂了，可以多涂點(diǎn)，保證下一步的順利
圖7
4、然后把四周涂有502膠水的金屬圓片像圖中那樣粘在光盤中間（因?yàn)榇蠖鄶?shù)杯子的底部都是凹進(jìn)去的，所以為了增加接觸面，可以用有一定厚度的金屬，比如一元硬幣，視頻中的實(shí)物就是硬幣）
圖8 圖9

待膠水干后，就可以在光盤的地面操作了，將電池盒（7號(hào)）和電路板粘在光盤上，用前文說的這種雙面膠效果很好的，不僅粘的結(jié)實(shí)，還可以調(diào)整高度，保證光盤翻過來放置時(shí)是水平的。

源代碼:
  1. #include "stc11fxx.h"
  2. #include "INTRINS.H"
  3. #include "basic.h"
  4. #include "STC11Fxx_IAP.H"
  5. #define Address        0x0200

  7. sbit DQ=P3^7;
  8. sbit key1 = P3^5;       
  9. sbit key2 = P3^4;
  10. sbit key3 = P3^3;              
  11. Word temp,t1,t2;                 
  12. Byte m,n,w,p;
  13. void delay(Word i);
  14. void Init_DS18B20();
  15. Byte ReadOneChar();
  16. Byte WriteOneChar(Byte dat);
  17. void tmpchange();
  18. void tmp();
  19. void display();
  20. void UartInit();
  21. void Delay500ms();
  22. void Delay150ms();
  23. void Delay50ms();
  24. void IAP_Wait ();
  25. Byte IAP_Read (Word addr);
  26. void IAP_Program (Word addr,Byte dat);
  27. void IAP_Erase (Word addr);
  28. void key();
  29. void Delay180ms();

  31. void main()
  32. {
  33.   Delay180ms();
  34. // P1=0x00;
  35.   w=IAP_Read(Address);
  36.    do
  37.    {
  38.      tmpchange();      
  39.      tmp();  
  40.          display();
  41.      P1=temp;
  42.          key();
  43.    }
  44.      while(1);
  45. }
  46. /*        延時(shí)子程序                   */  
  47. void delay(Word i)      //delay   
  48.    {
  49.       while(i--);
  50.    }  
  51. /*          初始化ds18b2子函數(shù)*                 */
  52. void Init_DS18B20()
  53.   {                                                                                
  54.      DQ = 0;               //單片機(jī)將DQ拉低
  55.      delay(390);            //精確延時(shí) 大于 480us
  56.      DQ = 1;               //拉高總線
  57.          delay(130);
  58.   }
  59. /*              讀字節(jié)子函數(shù)                     */
  60. Byte ReadOneChar()
  61.   {
  62.      Byte i = 0;
  63.      Byte dat = 0;
  64.    for (i=8;i>0;i--)
  65.     {
  66.       DQ = 0;              // 給脈沖信號(hào)
  67.       dat>>=1;             // 數(shù)據(jù)右移一位
  68.       DQ = 1;              // 給脈沖信號(hào)
  69.       if(DQ)               // DQ為1
  70.       dat|=0x80;          // 讀出數(shù)據(jù)
  71.       delay(45);            // 延時(shí)
  72.      }
  73.    return(dat);
  74.   }
  75. /*               寫字節(jié)子函數(shù)                    */
  76. Byte WriteOneChar(Byte dat)
  77.   {
  78.     Word i = 0;
  79.     for (i=8; i>0; i--)
  80.      {
  81.        DQ = 0;
  82.        DQ = dat&0x01;   //寫入一位數(shù)據(jù)
  83.        delay(45);
  84.        DQ = 1;
  85.        dat>>=1;        //右移一位數(shù)據(jù)
  86.      }
  87.          return(dat);
  88.   }
  89. /*         發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令               */
  90. void tmpchange()          // DS18B20 begin change   
  91. {
  92.   Init_DS18B20();             // 初始化DS18B20
  93.   WriteOneChar(0xcc);         // 跳過序列號(hào)命令
  94.   WriteOneChar(0x44);         // 發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令
  95. }
  96. /*            讀出溫度函數(shù)                */
  97. void tmp()                    //get the temperature
  98. {
  99.   Init_DS18B20();             // 初始化ds18b2子函數(shù)  
  100.   WriteOneChar(0xcc);         // 跳過ROM命令
  101.   WriteOneChar(0xbe);         // 發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令
  102.   m=ReadOneChar(); // 連續(xù)讀兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)
  103.   n=ReadOneChar();
  104.   temp=n;
  105.   temp<<=8;                                                
  106.   temp=temp|m;     // 兩字節(jié)合成一個(gè)整型變量。
  107.   temp=temp>>4;
  108. }  
  109. void Delay180ms()                //@11.0592MHz
  110. {
  111.         unsigned char i, j, k;

  113.         i = 8;
  114.         j = 145;
  115.         k = 99;
  116.         do
  117.         {
  118.                 do
  119.                 {
  120.                         while (--k);
  121.                 } while (--j);
  122.         } while (--i);
  123. }
  124. void IAP_Wait ()
  125. {
  126. IAP_CONTR = 0;
  127. IAP_CMD   = 0;
  128. IAP_TRIG  = 0;
  129. IAP_ADDRH = 0;
  130. IAP_ADDRL = 0;
  131. }
  132. Byte IAP_Read (Word addr)
  133. {
  134. Byte dat;

  136. Set_IAP_CMD(Read);                          
  137. Set_IAP_addr;
  138. Set_IAP_On;

  140. dat=IAP_DATA;

  142. IAP_Wait();

  144. return dat;
  145. }
  146. void IAP_Program (Word addr,Byte dat)
  147. {
  148.   Set_IAP_CMD(Program);
  149.   Set_IAP_addr;

  151.   IAP_DATA=dat;

  153.   Set_IAP_On;

  155.   IAP_Wait();

  157. }
  158. void IAP_Erase (Word addr)
  159. {
  160.   Set_IAP_CMD(Erase);
  161.   Set_IAP_addr;
  162.   Set_IAP_On;

  164.   IAP_Wait();

  166. }
  167. void key()
  168. {
  169.   if(key1==0)
  170.   {
  171.    Delay180ms();
  172.    if(key1==0)
  173.    {
  174.         IAP_Erase(Address);         
  175.     IAP_Program(Address,temp);  
  176.     p=IAP_Read(Address);
  177.    }
  178.   }
  179.    loop:if(key2==0)
  180.   {
  181.     p=IAP_Read(Address);
  182.         P1=p;
  183.     goto loop;
  184.   }
  185. }
  186. void display()
  187.   {
  188.   //loop2:
  189.    w=IAP_Read(Address);
  190.    tmpchange();      //溫度轉(zhuǎn)換
  191.    tmp();
  192.    t1=temp;
  193.    Delay150ms();
  194.    tmpchange();      //溫度轉(zhuǎn)換
  195.    tmp();
  196.    if(temp<t1)
  197.    {
  198.    if((w-1)<temp&&temp<(w+1))
  199.   {
  200.    loop2:
  201.    P1=0xaa;
  202.    Delay150ms();
  203.    P1=0x55;
  204.    Delay150ms();
  205.    goto loop2;
  206.   }
  207.   }
  208.   }
  209.   
  210. void Delay150ms()                //@11.0592MHz
  211. {
  212.         unsigned char i, j, k;

  214.         i = 7;
  215.         j = 78;
  216.         k = 167;
  217.         do
  218.         {
  219.                 do
  220.                 {
  221.                         while (--k);
  222.                 } while (--j);
  223.         } while (--i);
  224. }
  225. void Delay50ms()                //@11.0592MHz
  226. {
  227.         unsigned char i, j, k;

  229.         i = 3;
  230.         j = 26;
  231.         k = 223;
  232.         do
  233.         {
  234.                 do
  235.                 {
  236.                         while (--k);
  237.                 } while (--j);
  238.         } while (--i);
  239. }
復(fù)制代碼

原理圖與完整源代碼下載： 記憶杯墊（含源代碼）.zip (70.19 KB, 下載次數(shù): 174)



作者: ida    時(shí)間: 2015-11-6 15:13
感謝樓主 51黑論壇有你更精彩！��！
作者: a610300    時(shí)間: 2015-11-9 16:07
感謝樓主
作者: whengfu    時(shí)間: 2015-11-16 11:10
我改用stc15f104w八腳制作，體積很小，DQ3.4，key3.3，beep3.5，led3.2，試驗(yàn)成功，感謝樓主開源！
作者: whengfu    時(shí)間: 2015-11-16 11:13
菜鳥一個(gè)，這段時(shí)間學(xué)習(xí)用DS18B20制作溫控編程，這例子很有參考價(jià)值
作者: 2910475930    時(shí)間: 2016-4-17 20:53
很好的創(chuàng)意，可以試著做一個(gè)
作者: 這個(gè)好玩嗎    時(shí)間: 2016-4-18 19:21
謝謝分享
作者: kosen    時(shí)間: 2016-5-6 19:24
請(qǐng)問這里面的74HC245的作用是什么呢
作者: kosen    時(shí)間: 2016-5-6 19:26
請(qǐng)問這里的74hc245的作用是什么呢
作者: cnyouw    時(shí)間: 2016-5-11 18:50

很好的創(chuàng)意，可以試著做一個(gè)
作者: fatty0724    時(shí)間: 2016-5-13 18:49

感謝樓主分享。。
作者: 我愛你的不懂    時(shí)間: 2016-5-15 17:55
感謝樓主分享。。
作者: 權(quán)xh    時(shí)間: 2018-7-27 09:59
樓主你好，
教程
作者: a18859921708    時(shí)間: 2018-9-25 15:59
樓主你好，你這個(gè)可以當(dāng)畢設(shè)嗎
作者: 灌溉夢(mèng)想    時(shí)間: 2018-10-13 21:45
很給力
作者: zhaozhenrong    時(shí)間: 2018-10-15 13:51
51黑論壇有你更精彩�。。�
作者: Citrus0918    時(shí)間: 2018-11-12 21:19
很給力
作者: 奕發(fā)    時(shí)間: 2018-11-15 16:48
謝謝樓主，創(chuàng)意不錯(cuò)   等做完了來反饋一下
作者: Citrus0918    時(shí)間: 2018-12-24 17:47
樓主大大，我可以用這個(gè)當(dāng)畢業(yè)設(shè)計(jì)嗎，謝謝
作者: sky12000    時(shí)間: 2018-12-26 17:39
這是個(gè)好主意，學(xué)習(xí)。
作者: z353388    時(shí)間: 2018-12-26 23:35
51黑論壇有你更精彩�。�！
作者: zhongzl728    時(shí)間: 2019-6-8 16:55
謝謝分享
作者: Andy-51    時(shí)間: 2019-6-26 14:40
感謝樓主 51黑論壇有你更精彩�。�！
作者: cwb2038    時(shí)間: 2023-3-10 10:05
謝謝分享，如果還帶保溫功能就更好了！



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