这周是写论文的第三周。单片机已经选好了。我选择的是STM32系列。这个芯片功能强大。价格也比较合适。资料很多。学习起来方便。

上周把电路板画完了。这周主要的工作是焊接元件。焊接是个细致活。我的焊接技术一般。一开始有点担心。焊坏了一个单片机芯片。心里很着急。又去买了一个新的。这次更小心了。我先把其他的小元件焊好。电阻电容都很小。用镊子夹着。手不能抖。焊了几个以后慢慢熟练了。烙铁的温度要调好。太高了会把铜皮烫掉。太低了焊锡化不开。焊点要圆润光亮。不能有毛刺。焊接单片机芯片最麻烦。引脚太多太密。容易连在一起。我用焊锡先焊一个角。固定位置。然后给一排引脚上锡。用吸锡带把多余的吸走。眼睛看得很累。用了放大镜。最后检查了一遍。没有短路。也没有虚焊。接通电源。指示灯亮了。心里一块石头落地。

程序开始写了。需要一个简单的LED闪烁测试。看看单片机能不能工作。打开编程软件。新建一个工程。选择正确的芯片型号。设置时钟源。主频调到72兆赫。找到控制LED引脚的配置函数。设置为推挽输出。写主函数。先让引脚输出高电平。LED熄灭。延时一段时间。再输出低电平。LED点亮。再延时。编译一下。没有错误。把程序下载到芯片里。按下复位键。LED开始闪烁。一秒亮一次。成功了。这个测试很简单。但是很重要。它说明我的最小系统没问题。单片机活了。后面的工作就有了基础。

需要实现温度测量功能。我使用DS18B20传感器。这个传感器只有一根数据线。通信协议比较复杂。时序要求严格。微秒级的延时不能错。我找到别人的驱动程序。仔细看了一遍。自己重新写。根据数据手册。先写初始化函数。单片机发出复位脉冲。传感器回应存在脉冲。然后才能发送命令。写字节函数是一个位一个位写的。先拉低数据线。延时十五微秒。根据要写的位是0还是1。决定何时释放总线。再延时。最后释放总线。读字节也类似。读一位的时序更严格。必须在十五微秒内读取数据线状态。调试了很久。读出来的数据老是0xFF。用示波器看了一下波形。发现延时时间不对。我的延时函数不准确。系统主频变了。原来的函数要调整。修改了以后。数据读出来了。温度是二十五度。和室温差不多。数据是正确的。

液晶显示屏要显示温度。我用的是1602液晶。八位数据线。三条控制线。先初始化。写命令设置显示模式。清屏。打开显示。光标不闪烁。写字符函数比较简单。把数据送到数据线。控制线给出使能信号。先把温度数值转换成字符。整数部分除以十得到十位数。取余得到个位数。小数部分也要处理。然后送到液晶指定的位置显示。屏幕上出现了“Temp:25.6C”的字样。看着很清楚。很有成就感。

遇到了一个问题。测量温度的时候。单片机其他事情不能做。DS18B20转换温度需要时间。750毫秒。这段时间里程序在等待。浪费了。我需要改进。使用中断功能。单片机可以同时做几件事。设置一个定时器。每毫秒中断一次。用一个变量计数。计到一千就是一秒。在中断服务程序里计数。主程序里判断时间到了没有。时间到了就去读取温度。这样主程序就可以做别的事情。比如扫描按键。中断函数要短。不能做太多事情。只做计数和标记。改好以后。系统反应更灵敏了。

论文正文写到了硬件设计这一章。把电路图贴进去。解释每个部分的作用。电源部分。稳压芯片把5V变成3.3V。复位电路。一个电阻一个电容。晶振电路。两个小电容。下载接口。用来烧写程序。传感器接口。上拉电阻。显示模块接口。列举了所有元件的型号和参数。写了为什么选择这些元件。成本考虑。性能考虑。采购方便。画了一个表格。看起来清楚。

程序流程图也画了。主程序的流程。初始化的流程。中断的流程。温度读取的流程。显示更新的流程。流程图用Visio画的。方框是处理。菱形是判断。箭头是指向。看起来直观。把这些图都放进论文里。旁边加上文字说明。

下周要写软件设计这一章。把几个主要的函数解释一下。重点说明时序控制。中断服务程序。数据处理的算法。还要进行更多的测试。长时间运行看看稳不稳定。改变环境温度看看测量准不准。记录数据。画成曲线。论文需要这些实验结果。

每天都很忙。早晨起来就去实验室。晚上很晚才回宿舍。室友问我进展。我说还行。就是有点累。但是看到东西做出来了。心里高兴。导师来看了一次。说硬件做得整齐。程序结构清晰。让我注意论文的格式。参考文献要标清楚。图标要有标题。我记下了。这些细节也很重要。

调程序的时候心情会起伏。顺利的时候很开心。遇到问题就很烦。有时一个小错误找半天。比如一个分号写成了中文的。程序就报错。找不到原因。后来仔细看才发现。吃一堑长一智。现在写代码格外小心。

买元件花了一些钱。开发板。传感器。液晶屏。杜邦线。电路板。加起来几百块。自己掏的。算是学习投资。做毕业设计总要花点钱。学到东西就值。

论文的字数慢慢增加。现在已经写了五千多字。离要求的一万字还有距离。实验部分可以多写点。把测试过程写详细。遇到的问题和解决方法写进去。这些都是内容。

单片机是个有用的东西。能做很多事情。通过这次设计。我学到了很多。怎么设计电路。怎么焊接。怎么编程。怎么调试。怎么查资料。怎么解决问题。这些经验很宝贵。

晚上在实验室。周围很安静。只有电脑风扇的声音。液晶屏发出淡淡的光。显示着跳动的数字。我的毕业设计就在眼前。实实在在的东西。心里踏实。继续工作。把下一个功能加上去。按键设置温度报警值。超过设定值就让蜂鸣器响。一步一步来。总能做完。