đề tài thiết kế mạch và lập trình điều khiển hệ thống hiển thị cường độ sáng trên lcd nếu cường độ sáng không đủ yêu cầu để đọc tài liệu thì bật led

Giới thiệuĐề tài "Thiết kế mạch và lập trình điều khiển hệ thống hiểnthị cường độ sáng trên LCD và tự động bật đèn LED khi cường độsáng không đủ yêu cầu" có mục tiêu giúp cải thiện trải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN: LẬP TRÌNH C ỨNG DỤNG

Đề tài: Thiết kế mạch và lập trình điều khiển hệ thống hiển thị cường

độ sáng trên LCD Nếu cường độ sáng không đủ yêu cầu để đọc tài liệu thì bật led.

hướng dẫn : Ths Trần Xuân Tiến Sinh viên : Dương Thị Khánh Ly

Lớp : 12221TN

Hưng Yên năm 2023

MỤC LỤC

1 Giới thiệu 2

2 Xác định đặc điểm phần cứng 4

2.1 Sơ đồ khối 4

2.2 Đặc điểm phần cứng 4

2.3 Sơ đồ nguyên lý 5

3 Thiết kế phần mềm 6

3.1 Lưu đồ thuật toán 6

3.2 Chương trình điều khiển 7

4 Khảo sát kết quả 8

5 Kết luận 9

6 Tài liệu tham khảo 10

1 Giới thiệu

Đề tài "Thiết kế mạch và lập trình điều khiển hệ thống hiển thị cường độ sáng trên LCD và tự động bật đèn LED khi cường độ sáng không đủ yêu cầu" có mục tiêu giúp cải thiện trải nghiệm sử dụng màn hình LCD trong các thiết bị điện tử Một số khiếm khuyết thường gặp trong việc sử dụng màn hình LCD là khả năng đọc không tốt khi cường độ sáng không đủ, đặc biệt là trong điều kiện ánh sáng yếu

Mục tiêu của đề tài là thiết kế mạch điều khiển để điều chỉnh cường độ sáng trên màn hình LCD theo yêu cầu và tự động kích hoạt đèn LED khi cường độ sáng không đạt mức đủ để đọc tài liệu Điều này giúp tăng khả năng hiển thị và đọc tài liệu trên LCD trong các điều kiện ánh sáng khó khăn

Ý nghĩa và ứng dụng của đề tài này là cải thiện trải nghiệm người dùng khi sử dụng màn hình LCD và giúp đảm bảo việc đọc tài liệu dễ dàng hơn trong môi trường thiếu ánh sáng Các thiết bị điện tử như điện thoại di động, máy tính bảng, máy tính xách tay, hoặc thiết bị đọc sách điện tử có thể tận dụng kỹ thuật này để tạo

ra màn hình hiển thị tốt hơn và đáng tin cậy hơn cho người dùng

Bằng cách kết hợp việc thiết kế mạch và lập trình điều khiển,

đề tài này có khả năng giải quyết vấn đề thực tế trong việc sử dụng màn hình LCD và đảm bảo rằng người dùng có thể đọc tài liệu một cách thuận tiện và dễ dàng ngay cả trong điều kiện ánh sáng không đầy đủ.Cường độ ánh sáng là khái niệm dùng để xác định năng

lượng phát ra từ một nguồn sáng theo một hướng cố định Và các nguồn sáng ý nằm

ở các khoảng ánh sáng, có những khoảng mắt người có thể nhìn thấy, có những khoảng mắt người không thể nhìn thấy Để giúp con người trong việc giám sát và nhận biết các bức xạ nguy hiểm, vậy nên vấn đề đo cường độ ánh sáng và hiển thị được đặt ra

Đo cường độ ánh sáng được ứng dụng rộng rãi trong các văn phòng, nhà máy, trường học, bệnh viện, các nguồn điện quang học, giảng dạy nghiên cứu, xây

dựng luyện kim, ngành công nghiệp kiểm tra cũng như nông nghiệp, nghiên cứu và kiểm soát độ chiếu sáng Ví dụ như: Thiết bị đo bức xạ nhiệt, máy đo độ sáng đèn led,

2 Xác định đặc điểm phần cứng

2.1 Sơ đồ khối

- Khối nguồn: Cung cấp nguồn để nuôi LCD, vi điều khiển và toàn mạch

- Khối cảm biến: Nhận biết những thay đổi trạng thái để biến đổi thành tín hiệu chuyển sang tín hiệu analog hiển thị trên LCD

- Khối điều khiển: Lập trình trên CCSC

- Khối LCD và LED: Hiển thị các thông số và nhận biết tín hiệu

đã được cài đặt trên CCSC

2.2 Đặc điểm phần cứng

- Đầu vào: Cảm biến sử dụng Port A chân 2

- Đầu ra: Đèn Led sử dụng chân 19 Port D, LCD sử dụng Port C

- Mô tả: Khi cảm biến nhận được trạng thái thì sẽ chuyển sang tín hiệu analog để LCD đọc được Và khi cảm biến đến một giá trị nhất định thì đèn LED sẽ chuyển tín hiệu

2.3 Sơ đồ nguyên lý

- Tụ được kết nối với thạch anh: Tạo dao động cho PIC16F877A

- Cảm biến: Nhận biết tín hiệu và chuyển sang trạng thái analog để đọc LCD

và để hiển thị LED

- LCD: Để đọc giá trị của cảm biến

- Biến trở: Thay đổi cường độ sáng của LCD

- LED: Hiển thị trạng thái

- Vi điều khiển PIC16F877A: Lập trình điều khiển cho LCD, LED và chuyển đổi tín hiệu

3 Thiết kế phần mềm

3.1 Lưu đồ thuật toán

Đầu tiên cảm biến sẽ nhận được tín hiệu và đưa ra giá trị ADC vào khâu xử

lý được tính bằng công thức giatriADC=read_adc() Tương tự giá trị của điện áp cũng vậy DienAp = giatriADC*5/1023 Giá trị này sẽ được hiển thị lên LCD Khi điện áp lớn hơn 4 thì led1 ở chân Rd0 sẽ sáng

3.2 Chương trình điều khiển

#define LCD_ENABLE_PIN PIN_C2

#define LCD_RS_PIN PIN_C0

#define LCD_RW_PIN PIN_C1

#define LCD_DATA4 PIN_C3

#define LCD_DATA5 PIN_C4

#define LCD_DATA6 PIN_C5

#define LCD_DATA7 PIN_C6

#include <16F877A.h>

#device ADC=10

#FUSES NOWDT

#FUSES NOBROWNOUT

#FUSES NOLVP

#USE delay(crystal=20M)

#include <lcd.c>

int16 giatriADC;

int DienAp=0 ;

void main()

{

lcd_init(); // khoi dong lcd

lcd_putc('\f'); // xoa man hinh lcd

setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL); // su dung xung noi setup_adc_ports(AN0); // set up cac chan doc adc set_adc_channel(0); // cho kenh doc adc

lcd_gotoxy(1,1);

printf(lcd_putc,"giao tiep CBAS");

set_tris_d(0x00);

while(TRUE)

{

giatriADC=read_adc() ; // doc gia tri adc

lcd_gotoxy(1,2);

printf(lcd_putc,"CDAS:%04ld",giatriADC);

DienAp = giatriADC*5/1023; // 5v > 1023 ADC

lcd_gotoxy(11,2); // Hien thi bat dau tu cot 11 hang 2 printf(lcd_putc,"DA:%d",DienAp);

if (DienAp>=4)

{

output_high(PIN_D0); //led tat

}

else

{

output_low(PIN_D0); // led bat

}

}

}

4 Khảo sát kết quả

Quá trình kiểm tra và xác minh tính đúng đắn của hệ thống có thể gồm các bước sau đây:

1 Thiết kế mạch và lập trình điều khiển hệ thống: Trước tiên, một mạch điều khiển phù hợp được thiết kế để điều khiển cường độ sáng của màn hình LCD Mạch này có thể bao gồm linh kiện điện tử như vi điều khiển và điều khiển mạch hiển thị

Sau đó, lập trình được thực hiện để điều khiển mạch dựa trên điều kiện đọc tài liệu

và cường độ sáng hiện tại

2 Kiểm tra cường độ sáng: Hệ thống được kiểm tra tính đúng đắn bằng cách

đo và so sánh cường độ sáng của màn hình LCD với yêu cầu đọc tài liệu Điều này

có thể thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị đo cường độ sáng hoặc các cảm biến phù hợp Nếu cường độ sáng đạt yêu cầu, hệ thống được xem là hoạt động đúng đắn

3 Xác minh chức năng bật led: Nếu cường độ sáng của màn hình LCD không đủ để đọc tài liệu, hệ thống được thiết kế để bật đèn LED bổ sung Để xác minh tính đúng đắn của chức năng này, có thể kiểm tra bằng cách tạo ra một tình huống thử nghiệm khi cường độ sáng không đạt yêu cầu và kiểm tra xem đèn LED

đã được bật hay chưa

4 Đánh giá kết quả và hiệu chỉnh: Sau quá trình kiểm tra, kết quả được đánh giá để xác định tính đúng đắn của hệ thống Nếu có sự không khớp hoặc lỗi, các điều chỉnh cần được thực hiện để sửa chữa hoặc cải thiện hệ thống

Quá trình kiểm tra và xác minh tính đúng đắn của hệ thống có thể được lặp

đi lặp lại để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống điều khiển cường độ sáng trên LCD

5 Kết luận

Hệ thống thiết kế mạch và điều khiển cường độ sáng trên LCD đã hoàn thành

và đạt được những kết quả chính sau:

1 Thiết kế mạch điều khiển: đã thiết kế mạch điều khiển sử dụng các linh kiện điện tử và vi mạch để điều khiển cường độ sáng trên LCD Mạch được cài đặt các thành phần như biến trở, hiển thị LCD và module LED

2 Lập trình điều khiển: Điều khiển cường độ sáng trên LCD được thực hiện thông qua lập trình vi mạch Đã lập trình vi mạch để nhận các tín hiệu điều khiển từ mạch và điều chỉnh cường độ sáng của LCD tương ứng

3 Chức năng chuyển đổi sang LED: Nếu cường độ sáng trên LCD không đáp ứng đủ yêu cầu để đọc tài liệu, hệ thống sẽ tự động bật đèn LED Điều này giúp cung cấp ánh sáng đủ để đảm bảo đọc tài liệu một cách dễ dàng và thuận tiện

Hiệu suất của hệ thống đã được đánh giá tích cực Hệ thống cho phép người dùng dễ dàng điều chỉnh cường độ sáng trên LCD theo nhu cầu thực tế và tự động bật đèn LED khi cần thiết Điều này tạo ra trải nghiệm sử dụng thuận tiện và tiết kiệm năng lượng Tuy nhiên, để phát triển hơn nữa, đề tài có thể tiếp tục nghiên cứu

và cải tiến về các khía cạnh sau:

1 Tối ưu hóa năng lượng: Đảm bảo rằng hệ thống sử dụng năng lượng một cách hiệu quả, đồng thời giảm lượng năng lượng tiêu thụ không cần thiết

2 Tích hợp cảm biến ánh sáng: Có thể thêm cảm biến ánh sáng để hệ thống

tự động điều chỉnh cường độ sáng dựa trên mức độ ánh sáng xung quanh

3 Đa dạng hoá chức năng: Cung cấp nhiều chế độ cường độ sáng khác nhau

và khả năng tùy chỉnh theo sở thích của người dùng

Tổng quan, hệ thống đã đạt được những kết quả tốt trong việc thiết kế mạch

và lập trình điều khiển cường độ sáng của LCD Các hướng phát triển tiềm năng có thể nâng cao hiệu suất và tiện ích của hệ thống

6 Tài liệu tham khảo

- Đề cương TT Lập Trình C ứng dụng 2023

- Đề cương Lập trình C ứng dụng 2023