基于單片機(jī)的記憶杯墊

　　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(lái)說(shuō)，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№?/p>

　　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(wèn)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(pán)制作的(無(wú)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(guò)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(jué)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(lái)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(chǔ)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(lái)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(guò)改變程序來(lái)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(lái)說(shuō)，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(lái)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(shuō)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(lái)調(diào)用。筆者根據(jù)stc的官方資料，通過(guò)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(lái)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)，程序公開(kāi)情況請(qǐng)關(guān)注工作室騰訊微博：Chinked-out(@136678431)。原理圖我是用proteus畫(huà)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。

　　制作過(guò)程：

　　一、準(zhǔn)備工作

　　1、像圖1中這樣，給DS18B20接好導(dǎo)線，并做好絕緣。

　　2、利用易拉罐，剪出兩個(gè)直徑在3.5CM左右的圓形

　　3、準(zhǔn)備圖3中這種較厚的雙面膠，五金店里都有賣(mài)，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(guò)多解釋了。

　　二、組裝

　　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

　　2、如圖5，把剛剛步驟中的圓片粘在光盤(pán)上，注意是溫度傳感器在光盤(pán)中間的圓孔位置。

　　3、把光盤(pán)反過(guò)來(lái)，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

　　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(pán)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)

　　待膠水干后，就可以在光盤(pán)的地面操作了，將電池盒(7號(hào))和電路板粘在光盤(pán)上，用前文說(shuō)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(pán)翻過(guò)來(lái)放置時(shí)是水平的。