一个软硬件开源的低功耗LCD时钟

时间：2021-09-14 11:32:15

关键字： LCD 低功耗时钟

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[导读]作者| strongerHuang微信公众号|嵌入式专栏这是一款基于AVR128DA48的超低功耗LCD时钟，能够使用CR2032纽扣电池或太阳能电池运行三年以上：它使用AVR128DA48的片上温度传感器，用ADC读取其自身的电源电压。还有一个I2C接口，你可以连接一...

作者 | strongerHuang

微信公众号 | 嵌入式专栏

这是一款基于 AVR128DA48 的超低功耗 LCD 时钟，能够使用 CR2032 纽扣电池或太阳能电池运行三年以上：

它使用 AVR128DA48 的片上温度传感器，用 ADC 读取其自身的电源电压。还有一个 I2C 接口，你可以连接一个外部传感器，如湿度传感器。
介绍

尽管LCD液晶显示是相对较旧的技术，但与新型显示器相比，它们仍具有多项优势，包括低功耗、低成本和可读性。
1.硬件电路LCD 时钟的电路：

基于 AVR128DA48单片机

LCD显示LCD显示器为四位七段静态LCD，40引脚，可显示温湿度，LCD 显示器安装在电路板的正面，元件在背面。

MCU处理器该处理器是采用 TQFP-48 封装的 AVR128DA48，但该 PCB 可与一系列其他 48 引脚处理器配合使用，比如选择内存容量更低、价格更低的一些MCU代替。

电池（电源）
这里采用CR2032 或类似电池为其供电，或者使用太阳能电池，附加超级电容来供电：

I2C接口为方便扩展，这里添加了I2C接口，这里可以添加温湿度传感器，或者其他I2C从设备。

源码

这里先分享一些主要源码内容，最后提供源码链接。
1.IO配置

void PortSetup () { for (int p=0; p<4; p ) Digit[p]->DIR = 0xFF; // All pins outputs PORTE.DIR = PIN0_bm | PIN1_bm; // COMs outputs, PE0 and PE1 PORTF.DIR = PIN5_bm | PIN4_bm; // 1A, colon}
2.时钟这里节省成本，并非使用时钟芯片或模块，用单片机定时器计数实现时钟的功能。
利用定时器中断实现时钟计数、更新：

ISR(RTC_PIT_vect) { static uint8_t cycles = 0; static unsigned long halfsecs; RTC.PITINTFLAGS = RTC_PI_bm; // Clear interrupt flag // Toggle segments for (int p=0; p<4; p ) Digit[p]->OUTTGL = 0xFF; // Toggle all PORTA,B,C,D pins PORTE.OUTTGL = PIN0_bm | PIN1_bm; // Toggle COMs, PE0 and PE1 PORTF.OUTTGL = PIN5_bm | PIN4_bm; // Toggle segment 1A, Colon
cycles ; if (cycles < 32) return; cycles = 0;
// Update time halfsecs = (halfsecs 1) % 172800; // 24 hours uint8_t ticks = halfsecs % 120; // Half-second ticks if (MinsButton()) halfsecs = ((halfsecs/7200)*60 (halfsecs/120 1)%60)*120; if (HoursButton()) halfsecs = halfsecs 7200;
if (MinsButton() || HoursButton() || ticks < 108) DisplayTime(halfsecs); else if (ticks == 108) DisplayVoltage(); else if (ticks == 114) DisplayTemp();}
3.显示时间LCD显示部分就LCD有关:

void DisplayTime (unsigned long halfsecs) { uint8_t minutes = (halfsecs / 120) % 60; #ifdef TWELVEHOUR uint8_t hours = (halfsecs / 7200) % 12 1; #else uint8_t hours = (halfsecs / 7200) % 24; #endif Digit[0]->OUT = Char[hours/10]; Digit[1]->OUT = Char[hours%10]; Digit[2]->OUT = Char[minutes/10]; uint8_t units = Char[minutes%10]; Digit[3]->OUT = units; uint8_t colon = (halfsecs