迷你LED数显气温计

d3b7

这是我大概一年前就设想的一个作品，在刚刚实验试制感光PCB成功后，终于得以完成。

元件选用是需要消耗以前囤积的直插器件(以后新设计和采购将以贴片为主了)，所以是直插和贴片的混用。数码管是几年前从郑州东明邮购的，绿色双位共阳，两个独立的7段管子。我觉得它的显示效果比在市场上买的好一点儿。单片机为ATTiny13，用74HC164静态驱动LED方案。电源用2节镍氢电池，直接电阻限流点LED，损耗还不会很大（没有3.3V更没有5V）。但是DS18B20需要3V以上的电压，所以我设想的是"倍压电路“方案。电路画出来就是这样：


ATTiny13的PB0, PB1用来串行输出给74HC164驱动数码管，PB2输出方波，与C1 C2 D2 D3 一起产生倍压。PB3是DS18B20的单线通讯接口。用D4和R4的想法是：R2端的电压高与单片机的VCC，于是会从I/O口灌入电流。加入二极管可减小这个灌入电流（此处是权宜之计）。R1是给所有LED用的限流电阻，而我没有给每个LED设独立的限流电阻（减少元件数量）。布线后的PCB图（PCB单面设计，有三处跳线）：


这次做了两块PCB，都不算完美，其中一块有一处断线，另一块多处需要补刀。

这是补刀后的那块，比较难看了：


开始焊装：先装跳线

然后可以焊数码管了

接着是贴片IC……这里报废了一块板子 ，原因很悲剧，仔细看图能发现异样的。

幸好是做了两块板，还有一块继续用。焊好两只HC164

焊其它元件

正面：单片机还在程序编写中

程序调通了之后，终于能显示温度了


整体的大致效果。电池还可以改用7号的。这已经比我当初想的要mini了。


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C语言源程序代码，用avr-gcc编译
#include <avr/io.h>
#include <avr/sleep.h>
#define F_CPU 2.0E6    /* 2 MHz RC */
#include <util/delay.h>
#include <stdlib.h>

inline void nop(void)
{
  __asm__ volatile("nop");
}

inline void w_down(){ DDRB|=_BV(3); }
inline void w_up(){ DDRB&=~_BV(3); }
inline char w_low(){ return !(PINB&_BV(3)); }

void write_byte(unsigned char data)
{
        char i;
        for(i=0;i<8;i++)        // LSB first
        {
                nop();
                w_down();
                nop();
                if( (data &(1<<i)))
                        w_up();
                _delay_us(60);
                w_up();
                nop();
        }
}

char read_bit(void)
{
        char r;
        w_down();
        nop();
        w_up();
        nop();
        nop();
        r=w_low();
        _delay_us(60);
        if(r)
                return 0;
        else
                return 1;
}

char read_byte(void)
{
        char i,data;
        data=0;
        for(i=0;i<8;i++)
        {
                data|=(read_bit()<<i);
        }
        return data;
}


void debug_byte(uint8_t b)
{
        char i;
        /* MSB first */
        for(i=7;i>=0;i--)
        {
                if(b&(1<<i))
                        PORTB&=~_BV(0);
                else
                        PORTB|=_BV(0);
                PORTB|=_BV(2);
                nop();                                /* Pulse PB.0 */
                PORTB&=~_BV(2);
        }
}

void debug_hex(uint8_t data)
{
        uint8_t hb,lb;
        const char tab[16]={
                0xed, 0x28, 0xce, 0x6e, 0x2b, 0x67, 0xe7, 0x2c,
                0xef, 0x6f, 0xaf, 0xe3, 0xc5, 0xea, 0xc7, 0x87
                           };
        hb=(data>>4);
        lb=data&0x0f;
        debug_byte(tab[hb]);
        debug_byte(tab[lb]);
}

int main (void)
{
        uint8_t i=0;
        DDRB=_BV(2)|_BV(1)|_BV(0);

        CLKPR=_BV(CLKPCE);
        CLKPR=_BV(CLKPS1);  // div by 4=2M
       
        OCR0A=160;
        OCR0B=80;
        TCCR0A=_BV(COM0B1)|_BV(WGM01)|_BV(WGM00);
           /* Fast PWM mode, OCRA as TOP */
        /* clear OC0B on match, set OC0B at TOP */
        TCCR0B=_BV(CS00)|_BV(WGM02); /* no prescaler */

//        TIMSK0=_BV(TOIE0); /* interrupt on overflow, 30kHz approx. */

        char digit[10];
        uint16_t fun;
        for(fun=0;;fun++)
        {
                w_down();
                _delay_us(800);
                w_up();
               
                char i;
                for(i=0;i<=4;i++)
                {
                        _delay_us(60);
                        if(w_low())
                        {
                                break;
                        }
                }
                _delay_us(500);
                if(i>4)
                {
                        debug_hex(0x1e);
                        _delay_ms(500);
                        continue;
                }
               
                write_byte(0xcc);  /* Skip ROM command */
               
                _delay_us(500);

                if(fun%2==0)
                {
                        write_byte(0x44);  /* convert */
               
                        while(read_bit()==0);
                }
                else
                {

                        unsigned char cl,ch;
                        uint16_t temp;

                        write_byte(0xbe);  /* Read Scratchpad command */
               
                        cl=read_byte();
                        ch=read_byte();

                        temp=(ch<<4)|(cl>>4);

                        debug_hex(((temp/10)<<4)+(temp%10));
                       
                       
                        _delay_ms(8000);
                }

        }

        for(i=0;;i++)
        {
               
                debug_hex(i);
                _delay_ms(800);
        }
       

}




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程序还需要优化，把省电模式加进去……

[ 本帖最后由 d3b7 于 2011-5-3 19:56 编辑 ]

zhmy88288

很不错的东西,,上程序呀,,我也仿一个..

绿洲

挺不错的！ATTiny13 AVR编程设计可以用Keil C么？

d3b7

鄙人没有用过Keil, 写AVR只用过AVR Studio带的汇编，和AVR-GCC(汇编和C)。
下面是编译过后的HEX


:1000000009C021C020C01FC01EC01DC01CC01BC015
:100010001AC019C011241FBECFE9CDBF10E0A0E661
:10002000B0E0E0E8F2E002C005900D92A037B10721
:10003000D9F710E0A0E7B0E001C01D92A037B107EA
:10004000E1F7A0D01CC1DCCF00000895BB9A089551
:10005000BB98089586B3992723E0969587952A95AE
:10006000E1F78095909581709070089520E030E0E0
:10007000482F55270000BB9A0000CA01022E02C07B
:10008000959587950A94E2F780FDBB9884E18A955F
:10009000F1F7BB9800002F5F3F4F2830310551F733
:1000A0000895BB9A0000BB980000000096B384E15D
:1000B0008A95F1F720E093FF21E081E02827822F45
:1000C000992708951F93CF93DF9310E0C0E0D0E00D
:1000D000E8DF992787FD90950C2E02C0880F991FA5
:1000E0000A94E2F7182B2196C830D10589F7812FA1
:1000F000992787FD9095DF91CF911F91089527E073
:1001000030E0482F5527CA01022E02C095958795E9
:100110000A94E2F780FF02C0C09801C0C09AC29A58
:100120000000C298215030408FEF2F3F380759F719
:1001300008950F931F93CF93DF93CDB7DEB7219729
:100140000FB6F894DEBF0FBECDBF982F82958F708B
:1001500000E610E0F801E80FF11D80819983CFDF00
:1001600099819F70090F111DF8018081C8DF2196C8
:100170000FB6F894DEBF0FBECDBFDF91CF911F91B8
:100180000F910895CFE9D0E0DEBFCDBF87E087BBF8
:1001900080E886BD82E086BD80EA86BF80E589BDB5
:1001A00083E28FBD89E083BFC0E0D0E0BB9A88ECDA
:1001B00090E00197F1F7BB9890E084E18A95F1F720
:1001C000B39B03C09F5F9530C1F706EA802F8A95E5
:1001D000F1F7953064F08EE1ACDF28E833E189E196
:1001E00090E00197F1F72150304099F1F8CF8CEC75
:1001F0003DDF0A95F1F7C0FD06C084E437DF51DF2B
:10020000882339F5FCCF8EEB31DF5CDF082F5ADF16
:1002100002950F701127992734E0880F991F3A959E
:10022000E1F7082B192BC8016AE070E014D09B019C
:100230002295207FC8016AE070E00DD0820F79DF3F
:100240002FEF3FEF89E190E00197F1F72150304027
:10025000C9F72196ABCFAA1BBB1B51E107C0AA1F50
:10026000BB1FA617B70710F0A61BB70B881F991F57
:100270005A95A9F780959095BC01CD010895FFCFBF
:10028000ED28CE6E2B67E72CEF6FAFE3C5EAC7878B
:00000001FF

伏特

这焊接工艺，不敢恭维。

tfgxx

我感兴趣的是，你的印制板制作过程。

lxa000

要想省电就用lcd显示屏
同时启用睡眠运行

Paktu

原帖由 绿洲 于 2011-5-3 15:51 发表
挺不错的！ATTiny13 AVR编程设计可以用Keil C么？

Keil是给51或者ARM单片机写程序的，AVR有自己的编译器。

Paktu

原帖由 伏特 于 2011-5-3 21:48 发表
这焊接工艺，不敢恭维。

热转印+氯化铁腐蚀的板子是没那么好处理的。

xiaomu

的是没阻焊层？

xiaomu

d3b7兄 一出贴 就是精品
请斑竹 加精！
ps：为何不弄热转印法，呵呵 这个好给兄弟我来个现场学习。

绿洲

热转印简单的很，关键你要有一台黑白激打。将PCB印图在不干胶贴纸的背纸上（黄色那种，表面很滑的），然后用适当的温度“转印”到PCB敷铜板上即可。注意的是：
①画PCB时尽量选用粗点的线经；
②激打墨粉要够黑；不干胶纸先在激打中打印一次空白内容，目的在于熨平它；
③PCB敷铜板清洁处理彻底；
④转印温度适中，大约在180℃左右；
⑤等温度降低后再揭纸；
⑥用油漆笔修补断线部份。

XM200702

led测温要校准的。

xiaomu

LZ这个 是先用编程器下载，然后再把单片机取下放到电路板上的DIP插座 看效果，
然后再调整程序 再下载，再验证。。
是这样过程把？

飞雪千里

文章写得不错，有几个问题能否指教：请问显示出的温度需要标定么？据说每个DS18B20都内嵌独立的ID，那该系统是否可以同时并联多个DS18B20呢？显示温度的精度可否提高，可提高到何程度？分辨率最大能为多少？十分感谢。