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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(zhǎng)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(guó)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(jiǎn)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(jiǎn)潔，應(yīng)用了C語(yǔ)言的宏定義，自己也是做了對(duì)應(yīng)的庫(kù)文件，方便實(shí)用。現(xiàn)在的程序代碼略長(zhǎng)，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(jiǎn)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:
- #include "stc11fxx.h"
- #include "INTRINS.H"
- #include "basic.h"
- #include "STC11Fxx_IAP.H"
- #define Address 0x0200
- sbit DQ=P3^7;
- sbit key1 = P3^5;
- sbit key2 = P3^4;
- sbit key3 = P3^3;
- Word temp,t1,t2;
- Byte m,n,w,p;
- void delay(Word i);
- void Init_DS18B20();
- Byte ReadOneChar();
- Byte WriteOneChar(Byte dat);
- void tmpchange();
- void tmp();
- void display();
- void UartInit();
- void Delay500ms();
- void Delay150ms();
- void Delay50ms();
- void IAP_Wait ();
- Byte IAP_Read (Word addr);
- void IAP_Program (Word addr,Byte dat);
- void IAP_Erase (Word addr);
- void key();
- void Delay180ms();
- void main()
- {
- Delay180ms();
- // P1=0x00;
- w=IAP_Read(Address);
- do
- {
- tmpchange();
- tmp();
- display();
- P1=temp;
- key();
- }
- while(1);
- }
- /* 延時(shí)子程序 */
- void delay(Word i) //delay
- {
- while(i--);
- }
- /* 初始化ds18b2子函數(shù)* */
- void Init_DS18B20()
- {
- DQ = 0; //單片機(jī)將DQ拉低
- delay(390); //精確延時(shí) 大于 480us
- DQ = 1; //拉高總線
- delay(130);
- }
- /* 讀字節(jié)子函數(shù) */
- Byte ReadOneChar()
- {
- Byte i = 0;
- Byte dat = 0;
- for (i=8;i>0;i--)
- {
- DQ = 0; // 給脈沖信號(hào)
- dat>>=1; // 數(shù)據(jù)右移一位
- DQ = 1; // 給脈沖信號(hào)
- if(DQ) // DQ為1
- dat|=0x80; // 讀出數(shù)據(jù)
- delay(45); // 延時(shí)
- }
- return(dat);
- }
- /* 寫字節(jié)子函數(shù) */
- Byte WriteOneChar(Byte dat)
- {
- Word i = 0;
- for (i=8; i>0; i--)
- {
- DQ = 0;
- DQ = dat&0x01; //寫入一位數(shù)據(jù)
- delay(45);
- DQ = 1;
- dat>>=1; //右移一位數(shù)據(jù)
- }
- return(dat);
- }
- /* 發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令 */
- void tmpchange() // DS18B20 begin change
- {
- Init_DS18B20(); // 初始化DS18B20
- WriteOneChar(0xcc); // 跳過序列號(hào)命令
- WriteOneChar(0x44); // 發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令
- }
- /* 讀出溫度函數(shù) */
- void tmp() //get the temperature
- {
- Init_DS18B20(); // 初始化ds18b2子函數(shù)
- WriteOneChar(0xcc); // 跳過ROM命令
- WriteOneChar(0xbe); // 發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令
- m=ReadOneChar(); // 連續(xù)讀兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)
- n=ReadOneChar();
- temp=n;
- temp<<=8;
- temp=temp|m; // 兩字節(jié)合成一個(gè)整型變量。
- temp=temp>>4;
- }
- void Delay180ms() //@11.0592MHz
- {
- unsigned char i, j, k;
- i = 8;
- j = 145;
- k = 99;
- do
- {
- do
- {
- while (--k);
- } while (--j);
- } while (--i);
- }
- void IAP_Wait ()
- {
- IAP_CONTR = 0;
- IAP_CMD = 0;
- IAP_TRIG = 0;
- IAP_ADDRH = 0;
- IAP_ADDRL = 0;
- }
- Byte IAP_Read (Word addr)
- {
- Byte dat;
- Set_IAP_CMD(Read);
- Set_IAP_addr;
- Set_IAP_On;
- dat=IAP_DATA;
-
- IAP_Wait();
- return dat;
- }
- void IAP_Program (Word addr,Byte dat)
- {
- Set_IAP_CMD(Program);
- Set_IAP_addr;
- IAP_DATA=dat;
- Set_IAP_On;
- IAP_Wait();
- }
- void IAP_Erase (Word addr)
- {
- Set_IAP_CMD(Erase);
- Set_IAP_addr;
- Set_IAP_On;
- IAP_Wait();
- }
- void key()
- {
- if(key1==0)
- {
- Delay180ms();
- if(key1==0)
- {
- IAP_Erase(Address);
- IAP_Program(Address,temp);
- p=IAP_Read(Address);
- }
- }
- loop:if(key2==0)
- {
- p=IAP_Read(Address);
- P1=p;
- goto loop;
- }
- }
- void display()
- {
- //loop2:
- w=IAP_Read(Address);
- tmpchange(); //溫度轉(zhuǎn)換
- tmp();
- t1=temp;
- Delay150ms();
- tmpchange(); //溫度轉(zhuǎn)換
- tmp();
- if(temp<t1)
- {
- if((w-1)<temp&&temp<(w+1))
- {
- loop2:
- P1=0xaa;
- Delay150ms();
- P1=0x55;
- Delay150ms();
- goto loop2;
- }
- }
- }
-
- void Delay150ms() //@11.0592MHz
- {
- unsigned char i, j, k;
- i = 7;
- j = 78;
- k = 167;
- do
- {
- do
- {
- while (--k);
- } while (--j);
- } while (--i);
- }
- void Delay50ms() //@11.0592MHz
- {
- unsigned char i, j, k;
- i = 3;
- j = 26;
- k = 223;
- do
- {
- do
- {
- while (--k);
- } while (--j);
- } while (--i);
- }
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)
2015-10-30 15:03 上傳
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