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
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊNKHOA 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 cườngđộ sáng trên LCD Nếu cường độ sáng không đủ yêu cầu để đọc tài liệu thì bậtled.
Trang 23.1 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
Trang 31 Giới thiệu
Đề 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 nghiệm sửdụng màn hình LCD trong các thiết bị điện tử Một số khiếm khuyếtthường gặp trong việc sử dụng màn hình LCD là khả năng đọckhông tốt khi cường độ sáng không đủ, đặc biệt là trong điều kiệnánh sáng yếu.
Mục tiêu của đề tài là thiết kế mạch điều khiển để điều chỉnhcường độ sáng trên màn hình LCD theo yêu cầu và tự động kíchhoạt 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 trongcác điều kiện ánh sáng khó khăn.
Ý nghĩa và ứng dụng của đề tài này là cải thiện trải nghiệmngười dùng khi sử dụng màn hình LCD và giúp đảm bảo việc đọctài liệu dễ dàng hơn trong môi trường thiếu ánh sáng Các thiết bịđiện 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 tạora 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 sửdụng màn hình LCD và đảm bảo rằng người dùng có thể đọc tàiliệu một cách thuận tiện và dễ dàng ngay cả trong điều kiện ánhsáng 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 nằmở các khoảng ánh sáng, có những khoảng mắt người có thể nhìn thấy, có nhữngkhoảng mắt người không thể nhìn thấy Để giúp con người trong việc giám sát vànhận biết các bức xạ nguy hiểm, vậy nên vấn đề đo cường độ ánh sáng và hiển thịđược đặt ra.
Đo cường độ ánh sáng được ứng dụng rộng rãi trong các văn phòng, nhàmáy, trường học, bệnh viện, các nguồn điện quang học, giảng dạy nghiên cứu, xây
Trang 4dựng luyện kim, ngành công nghiệp kiểm tra cũng như nông nghiệp, nghiên cứu vàkiểm soát độ chiếu sáng Ví dụ như: Thiết bị đo bức xạ nhiệt, máy đo độ sáng đènled,
- Khối điều khiển: Lập trình trên CCSC
- Khối LCD và LED: Hiển thị các thông số và nhận biết tín hiệuđã 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 PortC.
- Mô tả: Khi cảm biến nhận được trạng thái thì sẽ chuyểnsang tín hiệu analog để LCD đọc được Và khi cảm biến đến mộtgiá trị nhất định thì đèn LED sẽ chuyển tín hiệu.
Trang 52.3 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 LCDvà 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 chuyểnđổi tín hiệu.
Trang 63 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 xửlý được tính bằng công thức giatriADC=read_adc() Tương tự giá trị của điện ápcũng vậy DienAp = giatriADC*5/1023 Giá trị này sẽ được hiển thị lên LCD Khiđiện áp lớn hơn 4 thì led1 ở chân Rd0 sẽ sáng.
Trang 73.2 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 adcset_adc_channel(0); // cho kenh doc adc
lcd_gotoxy(1,1);
Trang 8printf(lcd_putc,"giao tiep CBAS");set_tris_d(0x00);
giatriADC=read_adc() ; // doc gia tri adclcd_gotoxy(1,2);
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}
}}
Trang 9Sau đó, lập trình được thực hiện để điều khiển mạch dựa trên điều kiện đọc tài liệuvà cường độ sáng hiện tại.
2 Kiểm tra cường độ sáng: Hệ thống được kiểm tra tính đúng đắn bằng cáchđo và so sánh cường độ sáng của màn hình LCD với yêu cầu đọc tài liệu Điều nàycó thể thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị đo cường độ sáng hoặc các cảm biếnphù hợp Nếu cường độ sáng đạt yêu cầu, hệ thống được xem là hoạt động đúngđắn.
3 Xác minh chức năng bật led: Nếu cường độ sáng của màn hình LCDkhông đủ để đọc tài liệu, hệ thống được thiết kế để bật đèn LED bổ sung Để xácminh tính đúng đắn của chức năng này, có thể kiểm tra bằng cách tạo ra một tìnhhuống thử nghiệm khi cường độ sáng không đạt yêu cầu và kiểm tra xem đèn LEDđã được bật hay chưa.
4 Đánh giá kết quả và hiệu chỉnh: Sau quá trình kiểm tra, kết quả được đánhgiá để xác định tính đúng đắn của hệ thống Nếu có sự không khớp hoặc lỗi, cácđiều 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 lặpđi lặp lại để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống điều khiển cường độ sángtrên LCD.
2 Lập trình điều khiển: Điều khiển cường độ sáng trên LCD được thực hiệnthông qua lập trình vi mạch Đã lập trình vi mạch để nhận các tín hiệu điều khiển từmạch và điều chỉnh cường độ sáng của LCD tương ứng.
3 Chức năng chuyển đổi sang LED: Nếu cường độ sáng trên LCD khôngđáp ứng đủ yêu cầu để đọc tài liệu, hệ thống sẽ tự động bật đèn LED Điều này giúpcung cấp ánh sáng đủ để đảm bảo đọc tài liệu một cách dễ dàng và thuận tiện.
Trang 10Hiệu suất của hệ thống đã được đánh giá tích cực Hệ thống cho phép ngườidùng dễ dàng điều chỉnh cường độ sáng trên LCD theo nhu cầu thực tế và tự độngbật đèn LED khi cần thiết Điều này tạo ra trải nghiệm sử dụng thuận tiện và tiếtkiệm năng lượng Tuy nhiên, để phát triển hơn nữa, đề tài có thể tiếp tục nghiên cứuvà cải tiến về các khía cạnh sau:
1 Tối ưu hóa năng lượng: Đảm bảo rằng hệ thống sử dụng năng lượng mộtcách 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 thốngtự 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 nhauvà 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 mạchvà lập trình điều khiển cường độ sáng của LCD Các hướng phát triển tiềm năng cóthể 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