基于單片機的記憶杯墊

　　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。對于長期坐在電腦前的技術(shù)宅來說，一杯熱飲除了可以補充我們必須的水分，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。想必每個人都有這樣的經(jīng)歷，這次的設(shè)計，就是給大家解決這一問題，除了可以節(jié)約水資源，還能及時提醒人們飲用熱飲，喜歡喝熱飲的朋友，以后不必再因為冷卻的熱飲而苦皺眉頭了!

　　工作原理：

　　值得補充的是，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)計的核心，通過感應(yīng)溫度、并記錄溫度達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)液體的溫度勢必會影響杯子表層溫度，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)這個原理，當(dāng)使用者覺得某個時刻的熱飲溫度剛剛好適合自己飲用時，就把杯子放到杯墊上，稍等五六秒鐘，給DS18B20一點時間來升溫，然后按下“記憶”鍵，此時杯子外部的溫度就被記錄到了單片機的eeprom里了，即便是斷電后，此數(shù)據(jù)仍會存在。

　　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，杯墊側(cè)面的八個二極管就會閃爍，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現(xiàn)，我在南方，實際測試的時候發(fā)現(xiàn)T與A的值在正負1之間就足夠了。

　　記憶鍵在向單片機記錄溫度數(shù)據(jù)的時候，也會擦除之前的數(shù)據(jù)，這樣一個按鈕就可以完成杯墊的操作。

　　作為單片機系統(tǒng)來說，其實就是DS18B20和eeprom的應(yīng)用，國產(chǎn)的stc單片機大多數(shù)都自帶了一定大小的eeprom，這就給設(shè)計者帶來了極大的方便。為了讓電路更加簡潔，這次選用的是STC11F04E的1T單片機，具備4K的程序存儲空間和1K的eeprom空間，20管腳的封裝設(shè)計大大減小了PCB面積。下面就是原理圖：

　　程序設(shè)計：

　　這里要做出說明的是，大多數(shù)DS18B20程序代碼都是12T單片機下設(shè)計的，而1T單片機指令速度要比12T單片機快很多，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，通過計算指令外加邏輯分析儀測試的方式，得出的結(jié)論是，11系列的1T單片機要比12T單片機指令快6.5倍左右，根據(jù)這個數(shù)據(jù)來修改原始DS18B20程序的延時程序和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，對官方程序作了一些改動，為了使程序更加簡潔，應(yīng)用了C語言的宏定義，自己也是做了對應(yīng)的庫文件，方便實用。現(xiàn)在的程序代碼略長，我整理后會補發(fā)，程序公開情況請關(guān)注工作室騰訊微博：Chinked-out(@136678431)。原理圖我是用proteus畫的，并不是實物中的STC11F04E單片機，但端口是通用的，只需要根據(jù)原理圖對應(yīng)STC11F04E單片機連線即可。

　　制作過程：

　　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，很便宜

　　4、根據(jù)原理圖焊接好的電路板，由于電路很簡單，這里我就不做過多解釋了。

　　二、組裝

　　1、像圖4這樣，用雙面膠粘好溫度傳感器和一個金屬原片

　　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。

　　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，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中間(因為大多數(shù)杯子的底部都是凹進去的，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，視頻中的實物就是硬幣)

　　待膠水干后，就可以在光盤的地面操作了，將電池盒(7號)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，還可以調(diào)整高度，保證光盤翻過來放置時是水平的。