红红纪念日记录器

mrwangyu

红红纪念日记录器

                                                
由 王宇 原创并发布 ：


       首先解释一下红红的由来：红红是源自美国动画片《急速蜗牛》中花园里的西红柿，由此寄托着一个IT匠人的希望和愿景。

红红纪念日记录器献给我即将六周岁的儿子乔乔。

一 功能说明
     1、倒计时最近纪念日的天数。
     2、显示最近四个纪念日列表。
     3、显示当前年、月、日、星期和时间。
     4、人体感应控制背光和切换屏幕。
     5、通过串口（USB模拟）通讯，在PC上设置日期和时间。
     6、显示红红Logo。





图片处理的不好，LCD12864实际显示的效果要比这个好的多。

二 硬件组成
     1、Arduino主控板：Arduino Mega2560
     2、DS1307时钟模块
     3、LCD12864显示器
     4、人体感应传感器HC-SR501
     电路连线：

               Mega2560   LCD12864                        Mega2560    DS1307                  Mega2560     HC-SR501            

                    GND --------- PIN1                           GND --------- GND                         GND --------- GND
                      5V ----------PIN2                             5V ----------VCC                           5V ----------VCC
                      8   ----------RS（CS）                     20 ----------SDA                             7 ----------OUT
                      9   ----------RW（SID）                   21 ----------SCL
                      3   ----------EN（CLK）
                    GND-----------PSB
                      6  -----------PIN19 (背光)




调试飞线状态：



三 软件开发环境
     Arduino 1.5.4

     Vim 7.3 + c-support + ctags

     我比较习惯在Linux（这个项目是在Win7下开发的）环境下开发软件，所以使用了几个小时的Arduino编辑器就开始不耐烦了，目前使用vim来编写Arduino的代码。先展示一下vim的开发界面：



哎！，怎么看怎么感觉舒服。 Vim plugin的配置和使用方法，我不在这里啰嗦了，网上多的是。这里我要多说一下的是，vim会识别文件的扩展名".c" ,如果你直接打开Arduino的".ino"文件，vim会把这个文件当成一个普通txt文件处理，所有的c-support Tlist 等功能则会失效。我的做法是使用vim 编辑一个".c"的文件，当需要编译的时候，通过一个批处理文件(.bat)，将".c"文件复制成".ino"文件。 再用Arduino编辑器打开".ino"文件，然后Ctrl + R开始编译，Ctrl + U将程序下载到板卡上。习惯了以后还是蛮方便的。

四 程序逻辑介绍

     1、初始化
                      initRTC();             /* Initial RTC. */
                  LCDA.Initialise();     /* Initial screen. */            

    2、设置日期和时间
          日期和时间的设置是通过串口来实现的。例如设置 2014-03-18 12:10:00  在Arduino编辑器的串口输入框中分别输入字符串： "sd 2014-03-18" 和 "st 12:10:00" 程序会解析这两个字符串，并分别设置DS1307的日期和时间。要完成这个功能，首先是要收集串口传送的字符串，然后通过'\n'和'r'来判断输入的结束。这里需要注意的是需要将Arduino串口设置成"Both NL & CR" 模式，采用默认模式无法获得'\n'和'\r' 。 如下图：




  
     解析设置字符串和设置时间：

     3、显示内容

               (1)数据结构：   

                    注意一下ScreenProperty 成员中，关联了
               (2)分屏显示:
                    分屏显示控制是由一个全局变量currentScreenNo和switch-case 在loop()中实现的。每屏显示时间的长短是由timerChangeScreen来控制的，这个变量是由每屏幕属性的timerChange来赋值的。

               (3)显示一屏内容：
                    通过遍历以下数据结构定义，来显示单独一屏幕中的内容：

     4、计算纪念日的剩余时间
          (1)通过函数getNextMemorialDay()获得离当前日期最近的纪念日日期。
          (2)通过函数calculateDay()来计算倒计时剩余天数。这里考虑了同年，跨年，闰年等情况。


     5、控制屏幕背光
          控制背光的关键问题，是延时读取人体传感器。如果实时读取，屏幕会异常闪烁。虽然传感器具有延时功能，但是我还是在程序中处理的延时。

五 制作过程中遇到的问题
     1、Arduino 主控板的选择：
          我除了使用Mega 2650外，还使用过其他两块主控板。分别是Arduino Leonardo 和Arduino nano。 Leonardo的主要问题是：DS1307和LCD12864连接到此板后，不能同时工作，每个外设单独连接时是没有问题的，目前没有找到是什么原因。 Nano的主要问题是SRAM太小了，只有2K, 而我的程序中一个logo图片就需要1.006K，程序其他部分还需要1.2K左右的SRAM，这样就超出2K的限制。我曾经尝试将图片数据保存到flash memory 和 eeprom中，但都没有成功。

     2、LCD12864：
          这个显示屏的出厂设置是不能够直接用在Arduino上的，需要将标签为R9(0欧姆)的一个电阻去掉，否则连接上Arduino主控板就会短路。这个问题困扰了我一段时间。

          期初，我选择屏幕时，采用的是诺基亚Nokia5110，这块屏幕是昔日的经典，但是目前都是拆卸或翻新的，最大的问题是残影。通过软件调节屏幕的亮度可以缓解，但是稳定性不好。我测试的那块屏，上电后显示的非常暗淡，过了几分钟后才逐渐显示清晰。最终放弃了使用这个屏幕。

     3、DS1307时钟模块
          这个模块的制作工艺比较低劣，问题主要有如下几个：
          (1)备用电池电压低于3V，时钟模块不能正常工作。
          (2)晶振质量不过关，导致时间不准确，过快或过慢。

     4、人体感应器的输入电压是5V, 输出电压是3.3V，曾经误认为输入的工作电压是3.3V，导致感应器不能稳定工作。 此外这个模块的探头有所谓的进口和国产之分，进口的探头窗口略大些，感应的效果比所谓国产的要好一些。

     在此感叹一下，仅仅是DIY如此简单的一个东西，却遇到了这么多的困难和问题。如果是开发一个产品将会如何呀？


六 一点点体会

          制作这个小东西是需要一些基本知识和技能的。我总结了以下几点供喜欢DIY的朋友参考：

     1、较好的英文阅读能力。Arduino目前没有什么好的中文资料，我所使用的资料都是英文的。
     2、能够科学上网。习惯从Github 和 Strack Overfolow等国外网站查找资料。
     3、具有一定的单片机知识，理解I2C、SPI和UART等通讯协议。
     4、具有较好的C C++语言基础。
     5、具有较好的动手能力。
     6、克服困难的决心和毅力

     呵呵。。。怎么有点像是招聘广告呀！ 算了，就算是广告吧， 如果哪位兄弟需要人手或是合作伙伴，可以联系我：[email protected]  [email protected]

请参考我的个人博客：wangyuxxx.iteye.com

沧海笑1122

以爱心作为动力，集成了多种基本功能，很不错的小项目，思路清晰、步骤严谨。
谢谢分享。

shihaipeng04

项目做的还是挺不错的。

不过要感叹一下啊，我们的大脑是进化了呢？还是退化了呢？今天我还发现自己记不住爸妈的电话号码，当然生日一直都没记住过。诶