智能臺燈
1 adc檢測光強光敏電阻 顯示電壓
2 光強太高 也就是高于臨界值 就關閉小燈
3 光強太低 也就是低于臨界值 就打開小燈
3 按鍵修改臨界值 顯示
實驗報告：基于ATMEGA16單片機的智能臺燈設計與Proteus仿真
1. 實驗背景
智能臺燈是一種能夠根據環境光強自動調節亮度的燈具，廣泛應用于節能和智能家居系統中。本實驗利用ATmega16單片機和光敏電阻，通過AD轉換測量環境光強，結合LCD1602顯示屏和按鍵，實現對環境光強的檢測和臨界值的設置，從而控制小燈的亮滅。通過Proteus仿真平臺，可以直觀地驗證設計的功能和效果。
2. 實驗目的
- 掌握AD轉換的基本原理和使用方法。
- 熟悉LCD1602顯示屏的控制與數據輸出。
- 實現環境光強的自動檢測和小燈的自動控制。
- 提高單片機系統設計和調試能力。
3. 系統概述
3.1 系統組成
- ATmega16單片機：核心控制器，負責AD轉換、數據處理和顯示控制。
- 光敏電阻：用于檢測環境光強。
- LCD1602顯示屏：用于顯示環境光強和臨界值。
- 按鍵：用于設置光強臨界值。
- 小燈：根據光強臨界值自動控制亮滅。
3.2 系統原理
- AD轉換：通過光敏電阻檢測環境光強，AD轉換模塊將模擬信號轉換為數字信號。
- 數據處理：單片機根據AD轉換的結果計算當前光強，并判斷是否超過設定的臨界值。
- 顯示與控制：LCD1602顯示屏實時顯示當前光強和臨界值。根據光強和臨界值的比較結果，自動控制小燈的亮滅狀態。
- 按鍵設置：通過按鍵可以調整光強的臨界值，以適應不同的環境需求。
4. 硬件設計
4.1 硬件連接
- 光敏電阻：連接到ATmega16的ADC0通道，用于檢測環境光強。
- LCD1602顯示屏：數據線和控制線連接到單片機的PORTD和其他I/O口。
- 按鍵：兩個按鍵分別連接到單片機的PB0和PB1，用于增加和減少光強臨界值。
- 小燈：連接到單片機的PD0，通過I/O口控制其亮滅。
4.2 硬件配置
-
I/O口配置：
- ADC0通道設置為輸入口，高阻態，用于接收光敏電阻的模擬信號。
- PORTB配置為輸入，用于接收按鍵輸入。
- PORTD配置為輸出，用于驅動LCD顯示屏和控制小燈。
-
AD轉換配置：
- 設置ADC參考電壓為AVcc，ADC結果右對齊，選擇通道ADC0。
- 使能AD轉換，設置ADC時鐘為64分頻。
5. 軟件設計
5.1 功能模塊
- 初始化模塊：初始化LCD顯示屏、AD轉換模塊和I/O口。
- AD轉換模塊：獲取光敏電阻的AD值，并轉換為電壓值。
- 顯示模塊：在LCD1602顯示屏上顯示當前光強和臨界值。
- 控制模塊：根據光強和臨界值的比較結果，自動控制小燈的亮滅狀態。
- 按鍵設置模塊：通過按鍵調整光強的臨界值。
5.2 系統流程
- 系統初始化：初始化LCD顯示屏、AD轉換模塊和按鍵輸入。
- 光強檢測：通過AD轉換獲取光敏電阻的電壓值，計算當前光強。
- 光強顯示：將當前光強和設定的臨界值顯示在LCD1602顯示屏上。
- 自動控制：根據光強和臨界值的比較結果，控制小燈的亮滅。
- 臨界值調整：通過按鍵輸入調整光強的臨界值。
6. 詳細實現
6.1 AD轉換原理
AD轉換器用于將光敏電阻檢測到的模擬信號轉換為數字信號。通過設置ADC參考電壓和通道選擇，啟動AD轉換，等待轉換完成后讀取ADC值。具體過程如下：
- 初始化AD轉換模塊：設置ADC參考電壓為AVcc，選擇ADC0通道，啟用ADC并設置時鐘分頻。
- 獲取AD轉換結果：啟動AD轉換，等待轉換完成后讀取ADC值，并將其轉換為電壓值。
6.2 數據處理與顯示
- 光強計算：通過公式將AD轉換的結果轉換為電壓值（單位為mV）。
- 顯示光強和臨界值：將當前光強和設定的臨界值轉換為字符串，并顯示在LCD1602顯示屏上。
6.3 自動控制與按鍵設置
- 自動控制：根據當前光強和臨界值的比較結果，控制小燈的亮滅狀態。若光強高于臨界值，則關閉小燈；反之，則打開小燈。
- 按鍵設置：通過按鍵輸入調整光強的臨界值。按鍵1用于增加臨界值，按鍵2用于減少臨界值，每次調整100mV。
6.4 主程序流程
- 初始化：初始化LCD顯示屏、AD轉換模塊和按鍵輸入。
- 循環檢測：在主循環中，持續進行光強檢測和顯示，判斷是否需要調整臨界值，并控制小燈的亮滅狀態。
7. 總結
通過本實驗，我們成功設計并實現了一個基于ATmega16單片機的智能臺燈系統。該項目不僅加深了對AD轉換、LCD顯示和按鍵輸入的理解，還展示了單片機在智能控制系統中的應用。通過Proteus仿真平臺，我們可以直觀地驗證設計的功能和效果，提高了系統設計和調試的能力。該項目對于學習單片機應用和智能控制系統設計具有重要意義。
資源
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?u=bdf8eeb84961492ba2b62f7bfee641ea&tab=BB08J2
