基于tinyAVR和Nokia3310 LCD的溫度繪圖儀

摘要：采用14引腳封裝的tinyAVR單片機(jī)、廣泛應(yīng)用于手機(jī)中的液晶顯示模塊Nokia3310 LCD和深受歡迎的單總線3引腳數(shù)字溫度傳感器DS18B 20，構(gòu)建了一款具備實(shí)用性和趣味性的，既可讀數(shù)、又可讀圖的雙模式溫度繪圖儀。
關(guān)鍵詞：tinyAVR單片機(jī)；Nokia3310 LCD溫度繪圖儀；數(shù)字溫度傳感器

1 溫度繪圖儀介紹
溫度繪圖儀采用溫度傳感器和LCD顯示屏，以攝氏度和華氏度為刻度顯示環(huán)境溫度，同時(shí)也能顯示傳感器測(cè)量和記錄下來(lái)的最低溫度值和最高溫度值。圖1為溫度繪圖儀的方框圖。利用一個(gè)Nokia3310 LCD模塊來(lái)顯示讀數(shù)，一個(gè)按鈕開關(guān)用來(lái)切換屏幕顯示模式。第一種模式
為讀數(shù)模式，交替顯示攝氏溫度值和華氏溫度讀數(shù)；第二種模式為繪圖模式，顯示一張由本系統(tǒng)繪制的，溫度隨時(shí)間變化的函數(shù)曲線圖。本系統(tǒng)利用一節(jié)1．5 V干電池供電。

2 Nokia3310 LCD模塊簡(jiǎn)介
Nokia3310的液晶顯示模塊是一種小巧的圖形式LCD模塊，在多種嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中被廣泛應(yīng)用。它與多種單片機(jī)的連接方便，應(yīng)用非常廣泛。這種LCD模塊的大小為38 mm×35 mm，有效顯示面積為30 mm×22mm，顯示分辨率為84×48。該模塊是利用一片專用控制器／驅(qū)動(dòng)器芯片PCD8544設(shè)計(jì)的，能夠驅(qū)動(dòng)和顯示48行84列的圖像，可以通過標(biāo)準(zhǔn)的SPI總線方便地與外界接口。其他重要特性如下：
◆只需要一個(gè)外圍元件，在VOUT和GND之間連接一個(gè)1～10μF的電容；
◆功耗很低，適用于電池供電系統(tǒng)；
◆電源電壓范圍：2．7～3．3 V；
◆工作溫度范圍：-25～70℃。
2．1 Nokia3310 LCD的接口信號(hào)
Nokia3310 LCD模塊通過SPI總線與單片機(jī)連接，許多tinyAVR單片機(jī)都有這種接口。不過也有少數(shù)型號(hào)tinyAVR單片機(jī)沒有這種接口，或是把這種接口用于與單片機(jī)的其他外圍器件通信。這并不意味著，這種LCD模塊就不能與此類單片機(jī)對(duì)接使用，可以采取軟件方式來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)SPI軟接口。以這種方式，可以在任何一種單片機(jī)的任何通用I／O引腳上連接該LCD模塊。SPI軟接口最少需要4條I／O引腳。圖2是Nokia3310 LCD模塊引腳功能圖。下面詳述一下各條引腳的功能。

Nokia3310 LCD模塊的引腳有：
◆VCC：電源輸入端。連接穩(wěn)壓電源(2．7～3．3 V)。
◆SCK：串行時(shí)鐘輸入端。速率為0～4 Mbps，連接 單片機(jī)I／O引腳。
◆SDI：串行數(shù)據(jù)輸入端。連接單片機(jī)I／O引腳。
◆D／C：數(shù)據(jù)／命令模式選擇端。連接單片機(jī)I／O引腳。
◆SCE：片選端。可以連接到單片機(jī)I／O引腳，或者接地(表示總是選中該LCD)，可根據(jù)具體情況設(shè)置。
◆GND：接地引腳。
◆VouT：VLCD端，通過10μF的電容接地。
◆RST：控制器PCD8544的復(fù)位端。連接單片機(jī)I／O引腳。
2．2 PCD8544功能描述
PCD8544是一個(gè)低功耗CMOS的LCD控制器／驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)48行84列的圖形式LCD顯示屏。該型號(hào)在單一芯片之內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)LCD顯示器所需的全部功能，包括片載的LCD供電和偏壓發(fā)生器，它不僅功耗低而且所需外圍元件少。