［DIY］測溫小夜鐘

ID:73477 · 發表于 2015-2-10 17:27

      這個板子是去年突發奇想想要做的，當時讓朋友（東東）幫忙布的線，另一個朋友（老王）給打的樣，感激�。�！PCB做好出來激情卻沒有，結果一直放到今年底，因為東東手上也有這個板，在他的慫恿下，挑了點時間就把這個板子完成了。
      設計這個板子的最初意圖是想做個可以晚上看時間的時鐘，所以用了數碼管顯示，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，所以平時又不用顯示以免浪費電池電量，因此MCU平時是不工作的，不能采用中斷計時的方法，所以在走時上就用了DS1302的專用計時芯片，主要是它比較容易買到并且便宜，而且待機時耗電很小。而僅有溫度顯示可能就比較浪費了，所以把18B20也加了進來，這是個專業測溫元件，最小分辨率可以達到0.0625度。MCU就用了STC的12C54XX系列了，本來想用12C205X系列，結果IO怎么排也不夠用，只好花點本錢換成多幾根IO的。目前成品用4.2V的可充電鋰電池供電，待機時電流約在0.5ma，工作時20ma，按每天查看10次、每次20秒計算，800mah電池約可以工作一個月，基本上滿足設計要求，下一步就是要為它找個好外殼了。
      電路圖和成品效果圖附后。
      硬件結構：STC12C5410+DS1302+18B20+4共陽數碼管
      實現功能：時間＋測溫+自動關機。長按開關鍵開機顯示當前時分，小數點閃動代表秒信號，可以短按功能鍵切換到溫度顯示，查詢年、月日、星期、分秒。長按功能鍵進入年、月日、時分設置，星期采用程序自動運算來計算出當前時間是星期幾。設置或查詢狀態時，當無按鍵達15秒時退出到正常的時間顯示狀態，在時間顯示狀態，15秒無按鍵則自動關機。
      編程思路：5ms中斷一次，切換數碼管顯示，進行動態掃描數碼管，并且做一些時間變量的累加，讀取DS1302內部時間，轉換后在數碼管上顯示，讀取18B20溫度值，并進行轉換和顯示，每0.5秒刷新一次溫度值。單按鍵用長按、短按兩種狀態進行設置時間，另一按鍵只做電源開關。
      編程難點：處理好掃描顯示、按鍵讀取、18B20讀取的關系，18B20的采用單總線方式讀取，其時序要求較高，所以既要兼顧溫度讀取又要兼顧動態掃描等，這里會有點難度。
      心得體會：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的方式，除了18B20的單總線采用軟件延時外，其它延時均采用中斷方式、狀態機來完成。所以這次的程序個人感覺質量相當高，大部分時間主循環都在空轉，運行效率非常高，既照顧了動態掃描，又兼顧了按鍵去抖延時，并實現長短按功能，18B20的讀取上也絲毫沒有影響，真正做到了動態掃描的結果跟靜態顯示一樣，任何操作均沒有產生閃動，和以往傾向于軟件延時方式所寫出來的程序有質的差異。通過這次程序，也使自己編程水平有一個質的飛躍，眼界更開闊，對C51編程的駕馭能力又再提高到一個層次，這也是自己近年來編程水平的一個最大的突破。
      下一步功能擴展構思：這個MCU有10K的ROM，目前程序只用了1.6K，還有很多空間，另外還有內部EEPROM也沒有利用起來，原意是想做成一個可測體溫的溫度計，并且能保存溫度數據在EEPROM里以備翻查，現在又想做個類似“最高溫度保持”和“最低溫度保持”的功能出來，但是四個數碼管能顯示的信息量太少了，如何區別這些信息還是個頭痛的問題，留待以后慢慢研究。

電路原理圖：