基于tinyAVR和Nokia3310 LCD的温度绘图仪

摘要：采用14引脚封装的tinyAVR单片机、广泛应用于手机中的液晶显示模块Nokia3310 LCD和深受欢迎的单总线3引脚数字温度传感器DS18B 20，构建了一款具备实用性和趣味性的，既可读数、又可读图的双模式温度绘图仪。
关键词：tinyAVR单片机；Nokia3310 LCD温度绘图仪；数字温度传感器

1 温度绘图仪介绍
温度绘图仪采用温度传感器和LCD显示屏，以摄氏度和华氏度为刻度显示环境温度，同时也能显示传感器测量和记录下来的最低温度值和最高温度值。图1为温度绘图仪的方框图。利用一个Nokia3310 LCD模块来显示读数，一个按钮开关用来切换屏幕显示模式。第一种模式
为读数模式，交替显示摄氏温度值和华氏温度读数；第二种模式为绘图模式，显示一张由本系统绘制的，温度随时间变化的函数曲线图。本系统利用一节1．5 V干电池供电。

2 Nokia3310 LCD模块简介
Nokia3310的液晶显示模块是一种小巧的图形式LCD模块，在多种嵌入式系统的开发中被广泛应用。它与多种单片机的连接方便，应用非常广泛。这种LCD模块的大小为38 mm×35 mm，有效显示面积为30 mm×22mm，显示分辨率为84×48。该模块是利用一片专用控制器／驱动器芯片PCD8544设计的，能够驱动和显示48行84列的图像，可以通过标准的SPI总线方便地与外界接口。其他重要特性如下：
◆只需要一个外围元件，在VOUT和GND之间连接一个1～10μF的电容；
◆功耗很低，适用于电池供电系统；
◆电源电压范围：2．7～3．3 V；
◆工作温度范围：-25～70℃。
2．1 Nokia3310 LCD的接口信号
Nokia3310 LCD模块通过SPI总线与单片机连接，许多tinyAVR单片机都有这种接口。不过也有少数型号tinyAVR单片机没有这种接口，或是把这种接口用于与单片机的其他外围器件通信。这并不意味着，这种LCD模块就不能与此类单片机对接使用，可以采取软件方式来模拟实现SPI软接口。以这种方式，可以在任何一种单片机的任何通用I／O引脚上连接该LCD模块。SPI软接口最少需要4条I／O引脚。图2是Nokia3310 LCD模块引脚功能图。下面详述一下各条引脚的功能。

Nokia3310 LCD模块的引脚有：
◆VCC：电源输入端。连接稳压电源(2．7～3．3 V)。
◆SCK：串行时钟输入端。速率为0～4 Mbps，连接 单片机I／O引脚。
◆SDI：串行数据输入端。连接单片机I／O引脚。
◆D／C：数据／命令模式选择端。连接单片机I／O引脚。
◆SCE：片选端。可以连接到单片机I／O引脚，或者接地(表示总是选中该LCD)，可根据具体情况设置。
◆GND：接地引脚。
◆VouT：VLCD端，通过10μF的电容接地。
◆RST：控制器PCD8544的复位端。连接单片机I／O引脚。
2．2 PCD8544功能描述
PCD8544是一个低功耗CMOS的LCD控制器／驱动器，用于驱动48行84列的图形式LCD显示屏。该型号在单一芯片之内就可以实现LCD显示器所需的全部功能，包括片载的LCD供电和偏压发生器，它不仅功耗低而且所需外围元件少。