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、廣泛應用于手機中的液晶顯示模塊Nokia3310 LCD和深受歡迎的單總線3引腳數字溫度傳感器DS18B 20，構建了一款具備實用性和趣味性的，既可讀數、又可讀圖的雙模式溫度繪圖儀。
關鍵詞：tinyAVR單片機；Nokia3310 LCD溫度繪圖儀；數字溫度傳感器

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境溫度，同時也能顯示傳感器測量和記錄下來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Nokia3310 LCD模塊來顯示讀數，一個按鈕開關用來切換屏幕顯示模式。第一種模式
為讀數模式，交替顯示攝氏溫度值和華氏溫度讀數；第二種模式為繪圖模式，顯示一張由本系統繪制的，溫度隨時間變化的函數曲線圖。本系統利用一節1．5 V干電池供電。

2 Nokia3310 LCD模塊簡介
Nokia3310的液晶顯示模塊是一種小巧的圖形式LCD模塊，在多種嵌入式系統的開發中被廣泛應用。它與多種單片機的連接方便，應用非常廣泛。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／驅動器芯片PCD8544設計的，能夠驅動和顯示48行84列的圖像，可以通過標準的SPI總線方便地與外界接口。其他重要特性如下：
◆只需要一個外圍元件，在VOUT和GND之間連接一個1～10μF的電容；
◆功耗很低，適用于電池供電系統；
◆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
Nokia3310 LCD模塊通過SPI總線與單片機連接，許多tinyAVR單片機都有這種接口。不過也有少數型號tinyAVR單片機沒有這種接口，或是把這種接口用于與單片機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對接使用，可以采取軟件方式來模擬實現SPI軟接口。以這種方式，可以在任何一種單片機的任何通用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。連接穩壓電源(2．7～3．3 V)。
◆SCK：串行時鐘輸入端。速率為0～4 Mbps，連接 單片機I／O引腳。
◆SDI：串行數據輸入端。連接單片機I／O引腳。
◆D／C：數據／命令模式選擇端。連接單片機I／O引腳。
◆SCE：片選端。可以連接到單片機I／O引腳，或者接地(表示總是選中該LCD)，可根據具體情況設置。
◆GND：接地引腳。
◆VouT：VLCD端，通過10μF的電容接地。
◆RST：控制器PCD8544的復位端。連接單片機I／O引腳。
2．2 PCD8544功能描述
PCD8544是一個低功耗CMOS的LCD控制器／驅動器，用于驅動48行84列的圖形式LCD顯示屏。該型號在單一芯片之內就可以實現LCD顯示器所需的全部功能，包括片載的LCD供電和偏壓發生器，它不僅功耗低而且所需外圍元件少。