［DIY］测温小夜钟

ID:73477 · 发表于 2015-2-10 17:27

      这个板子是去年突发奇想想要做的，当时让朋友（东东）帮忙布的线，另一个朋友（老王）给打的样，感激啊！！PCB做好出来激情却没有，结果一直放到今年底，因为东东手上也有这个板，在他的怂恿下，挑了点时间就把这个板子完成了。
      设计这个板子的最初意图是想做个可以晚上看时间的时钟，所以用了数码管显示，并且体积要小巧，所以用了贴片元件，而且用电池供电可以方便放在床头，所以平时又不用显示以免浪费电池电量，因此MCU平时是不工作的，不能采用中断计时的方法，所以在走时上就用了DS1302的专用计时芯片，主要是它比较容易买到并且便宜，而且待机时耗电很小。而仅有温度显示可能就比较浪费了，所以把18B20也加了进来，这是个专业测温元件，最小分辨率可以达到0.0625度。MCU就用了STC的12C54XX系列了，本来想用12C205X系列，结果IO怎么排也不够用，只好花点本钱换成多几根IO的。目前成品用4.2V的可充电锂电池供电，待机时电流约在0.5ma，工作时20ma，按每天查看10次、每次20秒计算，800mah电池约可以工作一个月，基本上满足设计要求，下一步就是要为它找个好外壳了。
      电路图和成品效果图附后。
      硬件结构：STC12C5410+DS1302+18B20+4共阳数码管
      实现功能：时间＋测温+自动关机。长按开关键开机显示当前时分，小数点闪动代表秒信号，可以短按功能键切换到温度显示，查询年、月日、星期、分秒。长按功能键进入年、月日、时分设置，星期采用程序自动运算来计算出当前时间是星期几。设置或查询状态时，当无按键达15秒时退出到正常的时间显示状态，在时间显示状态，15秒无按键则自动关机。
      编程思路：5ms中断一次，切换数码管显示，进行动态扫描数码管，并且做一些时间变量的累加，读取DS1302内部时间，转换后在数码管上显示，读取18B20温度值，并进行转换和显示，每0.5秒刷新一次温度值。单按键用长按、短按两种状态进行设置时间，另一按键只做电源开关。
      编程难点：处理好扫描显示、按键读取、18B20读取的关系，18B20的采用单总线方式读取，其时序要求较高，所以既要兼顾温度读取又要兼顾动态扫描等，这里会有点难度。
      心得体会：这次编程采用了全新的思路，和以往有较大的差别，基本上脱离了软件延时的方式，除了18B20的单总线采用软件延时外，其它延时均采用中断方式、状态机来完成。所以这次的程序个人感觉质量相当高，大部分时间主循环都在空转，运行效率非常高，既照顾了动态扫描，又兼顾了按键去抖延时，并实现长短按功能，18B20的读取上也丝毫没有影响，真正做到了动态扫描的结果跟静态显示一样，任何操作均没有产生闪动，和以往倾向于软件延时方式所写出来的程序有质的差异。通过这次程序，也使自己编程水平有一个质的飞跃，眼界更开阔，对C51编程的驾驭能力又再提高到一个层次，这也是自己近年来编程水平的一个最大的突破。
      下一步功能扩展构思：这个MCU有10K的ROM，目前程序只用了1.6K，还有很多空间，另外还有内部EEPROM也没有利用起来，原意是想做成一个可测体温的温度计，并且能保存温度数据在EEPROM里以备翻查，现在又想做个类似“最高温度保持”和“最低温度保持”的功能出来，但是四个数码管能显示的信息量太少了，如何区别这些信息还是个头痛的问题，留待以后慢慢研究。

电路原理图：

焊好的电路板正面图：（右下方4个焊点为ISP编程接口）

板的背面：

显示时分状态：（其中小数点会按秒闪动）

显示温度：（范围是-55°C~+125°C，精度改为0.1度，生活应用足够）

ID:86621 · 发表于 2015-8-7 18:50

不错值得学习

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