重力感应点阵显示

郑州大学西亚斯国际学院

本科毕业论文（设计）

题 目 重力感应点阵显示 指导老师 XXX 职称 助教（硕士）

学生姓名 XXXX 学号 20071521144 专 业 电子信息工程 班级 电信(1)班 院 (系) 电子信息工程学院 电子工程系 完成时间 2011年04月30日

重力感应点阵显示系统

重力感应点阵显示系统

摘 要

重力感应技术是的基本原理就是由于受力方向和重力加速度的变化，而做出相应的程序反应，测量内部一片重物重力正交两个方向的分力大小，来判定水平方向重力感应器能利用 地球重力场感知目前的姿态，如直立、水平、横向„„ 程序可以调用重力感应器的信息做出相应的反馈，比如屏幕图像从直屏变横屏等 。

LED点阵显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。LED点阵显示屏可以显示数字或符号，通常用来显示时间、速度、系统状态等。本文给出了一种基于MCS-51单片机的重力感应点阵显示屏的设计方案。包括系统具体的硬件设计方案,软件流程图和部分C语言程序等方面。

关键词 MCS-51/16×16点阵/重力感应

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重力感应点阵显示系统

BASED ON THE LATTICE DESIGN FOR LARGE SCREEN DISPLAY

ABSTRACT

Gravity induction technology yes basic principle is due to the stress changes of direction and gravity acceleration, and makes the corresponding program reaction, measuring internal a clog two directions of the component of gravity orthogonal to determine the size, horizontal direction can use the earth's gravitational field gravity sensor posture, such as the perception now erect, level, horizontal..

Destem is using light-emitting diodes dot matrix modules or pixel unit composed of a flat display screen. It has high luminous efficiency, long service life, configure, flexible, rich color and for indoor and outdoor environment adaptiveness, etc. Destem can display Numbers, or symbols, usually used to display the time, speed, the system state, etc. This paper gives a method based on MCS - 51 SCM gravity induction dot matrix display design.

KEY WORDS MCS-51, 16 × 16 pixels，sensor

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目 录

中文摘要 ............................................. I 英文摘要 ............................................ II 1 绪论 ........................................................... 1 2 系统总体设计 ................................................. 1

2.1需要实现的功能 ........................................... 1 2.2系统设计 .................................................. 1 3 系统硬件设计.................................................. 3

3.1系统硬件电路设计 ......................................... 3 3.2 主控模块 .................................................. 3

3．2.1 ATS52主要功能及特性 ............................... 4 3.2.2 管脚说明.............................................. 5 3.2.3 复位电路.............................................. 7 3.2.4 振荡电路.............................................. 8 3.2.5 芯片擦除.............................................. 9 3.3 硬件扫描 .................................................. 9

3.3.1 74HC154特性 ......................................... 10 3.3.2 74HC154参数 ......................................... 11 3.4锁存电路 ................................................. 11

3.4.1 74LS373引出端符号 ................................... 12 3.4.2 74LS373真值表 ....................................... 12

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3.5显示部分设计............................................. 13 3.6重力感应模拟设计 ........................................ 14 4 系统软件设计................................................. 16

4.2 PROTEUS仿真软件概述 ................................... 17 4.3 Protues的结构体系图表 ................................. 18 4.4 Protues的主要功能 ..................................... 4.4.1 Protues vsm.......................................... 4.4.2 Protues pcb design................................... 4.4.3 Protues 的特点...................................... 总 结 ............................................. 感 言 .............................................. 致 谢 ............................................. 附 录1 ............................................ 附录2 ..............................................

IV

18 18 18 18

20 21 22 24 25

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第一章 绪论

LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。在实际应用中的显示屏由于成本和可靠性的因素常采用一种称为动态扫描的显示方法。

LED点阵显示屏的构成型式有多种，其中典型的有两种。一种把所需展示的广告信息烧写固化到EPROM芯片内，能进行固定内容的多幅汉字显示，称为单显示型；另一种在机内设置了字库、程序库，具有程序编制能力，能进行内容可变的多幅汉字显示，称可编程序型。目前，国内的LED点阵显示屏大部分是单显示型，其显示的内容相对较少，显示花样较单一。一般在产品出厂时，显示内容就已写入显示屏控制系统中的EPROM芯片内，当需要更换显示内容时就非常困难，这样使该类型的显示屏使用范围受到了。国内的另一种LED显示屏——可编程序型LED显示屏，虽然增加了显示屏系统的编程能力，显示内容和显示花样都有所增加，但也存在着更换显示内容不便的缺点。随着社会经济的迅速发展，如今的广告牌都存在着显示内容丰富、信息量大、信息更换速度快等特点。因此传统的LED显示屏控制

系统已经越来越不能满足现代广告宣传业的需要。而利用PC机通信技术控制LED显示屏，则具有显示内容丰富，信息更换灵活等优点。本设计是基于单片机(ATS52)讲述了16×16 LED汉字点阵显示的基本原理、硬件组成与设计、程序编译与下载等基本环节和相关技术。

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第二章 系统总体设计

2.1需要实现的功能

显示预先想要显示的内容，在本设计中要求显示“大”1个文字，显示方式：随着点阵的旋转而显示“大”字的正向，由于设计有限，只能显示四个正面。所以达不到完全的重力感应。

本系统设计思路是：利用单片机对整个系统进行总体控制，进行显示所要显示的字符。其中显示字模数据由单片机输入显存，点阵的点亮过程有程序控制，由驱动电路完成，点阵采用单色显示，该显示器电路的特点是：点阵的动态显示过程占用时间比较短，亮度比较高。

本系统的设计的总体思想，是由主机发出控制信号。送往驱动电路，形成行信号，列信号，从而点亮整个大屏幕。根据以上特性决定采用ATMEL公司的高密度存储器技术。片内的FLASH存储器允许在线改写程序或用常规的存储器、编程器ATS52来编写。

2.2系统设计

重 力 感 应 单 片 机 列驱动器 行 驱动 器 LED点阵显示 图2-1 系统电路框图 如图2-1所示，本产品拟采用以ATC51单片机为核心芯片的电路来实现，主要由ATS52芯片、电源、行驱动器、列驱动器、16×16 LED点阵5部分组成。

从理论上说，不论显示图形还是文字，只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在的位置相对应的LED器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。16ｘ16的点阵共有256

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个发光二极管，显然单片机没有这么多的端口，如果我采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，16ｘ16的点阵需要256/8=32个锁存器。这个数字很庞大，因为我们仅仅是16ｘ16的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大得多，这样在锁存器上花的成本将是一个很庞大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另外一种称为动态扫描的显示方法。

动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行（比如16行）的同名列共用一套驱动器。具体就16ｘ16的点阵来说，把所有同1行的发光管的阳极连在一起，把所有同1列的发光管的阴极连在一起（共阳极的接法），先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1行使其燃亮一定时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第2行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；以此类推，第16行之后，又重新燃亮第1行，反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒24次以上），由于人眼的视觉暂留现象，就能够看到显示屏上稳定的图形了。

采用扫描方式进行显示时，每一行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个驱动器。显示数据通常存储在单片机的存储器中，按8位一个字节的形式顺序排放。显示时要把一行中各列的数据都传送到相应的列驱动器上去，这就存在一个显示数据传输的问题。从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并列方式或串行方式。显然，采用并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大，相应的硬件数目多。当列数很多时，并列传输的方案是不可取的。

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第三章 系统硬件设计

3.1系统硬件电路设计

硬件电路图见附录1 所需元件：

元件编号 规格参数 作用简介

U1 ATS52 核心控制芯片 U2 74HC154 4线-16线译码器 U3、U4 74LS373 三态输出透明锁存器 LED1 16*16LED点阵 组成汉字显示屏 R1 10K R2 1K R3、R4、R5、R6 10K

C1、C2 30pF 时钟电路 C3 10μF 电解电容 K1、K2 按键开关 X1 12MHZ晶振

3.2 主控模块

本设计主控单元是以ATS52单片机为核心芯片，控制所要显示的内容存储数据，外加单片机最小系统单元。

ATS52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有4K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得ATS52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

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图3-1系统主控单元

3．2.1 ATS52主要功能及特性

ATS52具有以下标准功能：4k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，ATS52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 4K字节在系统可编程Flash存储器 1000次擦写周期 全静态操作：0Hz～33Hz 三级加密程序存储器 32个可编程I/O口线 三个16位定时器/计数器 八个中断源

全双工UART串行通道 低功耗空闲和掉电模式

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掉电后中断可唤醒 看门狗定时器 双数据指针 掉电标识符 3.2.2 管脚说明

图3-2 ATS52引脚图

VCC：供电电压。

GND：接地。

P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在 flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。

P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器

能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如表3-1所示。 在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。

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表3-1 P1口的第二功能

引脚号 P1.0 P1.1 P1.5 P1.6 P1.7 第二功能 T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制） MOSI（在系统编程用） MISO（在系统编程用） SCK（在系统编程用） P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8 位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的 管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给 出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高 八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口作为ATS52的一些特殊功能口，如表3-2所示：

表3-2 P3的特殊功能

口管脚 P3.0 RXD P3.1 TXD P3.2 /INT0 P3.3 /INT1 P3.4 T0 P3.5 T1 P3.6 /WR P3.7 /RD 备选功能 （串行输入口） （串行输出口） （外部中断0） （外部中断1） （记时器0外部输入） （记时器1外部输入） （外部数据存储器写选通） （外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

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RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG： 当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期 输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA /VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定 为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 3.2.3 复位电路

为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即 4.75～5.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器 稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。

目前为止，单片机复位电路主要有四种类型：（1）微分型复位电路；（2）积分型复位电路；（3）比较器型复位电路；（4）看门狗型复位电路。

电路图如下：

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图3-3 复位电路

3.2.4 振荡电路 电路图如下：

图3-4 晶振电路

晶振是晶体振荡器的简称，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低 的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶 振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为

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电感的频率范围很窄， 所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。

晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。

一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般IC的引脚都有等效输入电容，这个不能忽略。 3.2.5 芯片擦除

整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保

持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。

此 外，ATS52设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计 数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所有其它芯片功能。

3.3 硬件扫描

为了送出每行的扫描信号，扫描电路用74HC154芯片。

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图3-5

74HC154是一种高速CMOS器件，74HC154引脚兼容低功耗肖特基TTL(LSTTL)系列。

74HC154译码器可接受4位高有效二进制地址输入，并提供16个互斥的低有效输出。74HC154的两个输入使能门电路可用于译码器选道，以消除输出端上的通道译码“假信号”，也可用于译码器扩展。该使能门电路包含两个“逻辑与”输入，必须置为低以便使能输出端。任选一个使能输入端作为数据输入，74HC154可充当一个1-16的多路分配器。当其余的使能输入端置低时，地址输出将会跟随应用的状态。 3.3.1 74HC154特性

◆ ◆ ◆ ◆

16线多路分配功能

4位二进制码输入译码至16个互斥输出 兼容JEDEC标准no.7A

温度范围 -40～+85℃ -40～+125℃

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◆

ESD保护

HBM EIA/JESD-A114D超过2000 V NM EIA/JESD22-A115-A超过200 V

3.3.2 74HC154参数

◆

74HC154基本参数

电压 2.0～6.0 V 驱动电流 +/-5.2Ma 传输延迟 11ns@5V

◆

74HC154其他特性

逻辑电平 CMOS

功耗考量 低功耗或电池供电应用

◆

74HC154封装与引脚

SO24, ssop24, DIP24, TSSOP24

3.4锁存电路

为了显示第一条扫描线，则先送入上面部分的显示信号，再对上面部分的锁存器送入一个正脉冲，即可将该信号锁在该锁存器里而不受影响；紧接着，下面部分的显示信号再对下面部分的锁存器送一个正脉冲，即可将该信号锁在该锁存器里而不受影响。

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图3-5 74LS373引脚图

74LS373为三态输出的八 D 透明锁存器,共有 54S373 和 74LS373 两种线路结构型式。

当三态允许控制端 OE 为低电平时，O0~O7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当 OE 为高电平时，O0~O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。

当锁存允许端 LE 为高电平时，O 随数据 D 而变。当 LE 为低电平时，O 被锁存在已建立的数据电平。当 LE 端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善 400mV。 3.4.1 74LS373引出端符号 D0～D7 数据输入端

OE 三态允许控制端（低电平有效） LE 锁存允许端 O0~O7 输出端 3.4.2 74LS373真值表

表3-3

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3.5显示部分设计

本设计的显示部分是有四块8*8的LED点着构成的，通过单片机的控制，经驱动电路驱动，软件和硬件的结合，从而实现随着旋转显示汉字，也就是简单的重力感应显示，达到设计目的

每个8*8点阵模块是由个发光二级管组成，且每个发光二极管是放置在各行各列的交叉点上。当对应的某一列置低电平，而另一列置高电平，则在该行和该列交叉点的二极管就会亮，LED点阵屏就是由若干个点阵模块组成的，它通过一定的控制方式，就可以显示文本、文字、图形、图像、动画等各种信息，以及电视、录像等各种信号。LED点阵显示屏的技术已相当成熟。本系统中的LED点阵显示屏幕是有4块8*8的单色点阵模块级联成为16*16的点阵显示模块。

图3-6 16×16点阵显示屏

LED一般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式： （1） 点扫描； （2） 行扫描； （3） 列扫描。

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16×=1024Hz，周期小于1ms即可。若使用第二和第三种方式，则频率必须大于16×8=128Hz，周期小于7.8ms即可符合视觉暂留要求。此外一次驱动一列或一行时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不够。

3.6重力感应模拟设计

水银开关其实是倾斜传感器的一种，如小灯泡一般的玻璃外壳里包着一颗光洁无暇的金属球，这颗小球便是水银了。汞，俗称水银，虽然是金属，但常温下是液态的。具备金属的导电特性，又总是光洁如新，不被污染的样子。一不小心打破了玻璃外壳，应该立即把它收在瓶中密封，万不可不管不问，以免引起疾病。但大家也不要害怕，小心一点就行了，不至于过分恐慌。水银小球的旁边是两根金属丝，较长的一根始终与水银球连接着，较短的一根则在水银开关倾斜到一个角度时方可接触到水银球，使两根金属丝导通，起到开关之作用。水银开关虽然有“银”字，但价格并不贵，一只大约 1 元左右，各大电子市场都有销售。

图3-7 水银开关

在面包板上插入 2只水银开关，并让它们平躺在面包板上、相互垂直，形成空间的 x 轴和 y 轴。这样就制作成了四向重力感应器，然后再和单片机的P1口的两个IO口相联。由于没法在protel中画出水银开关，因此我用了简单的开关代替，如图：

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图3-8 重力感应电路

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第四章 系统软件设计

4．1程序流程设计

软件程序主要由开始、初始化、主程序、字库组成。其中主程序和子程序的流程图如图和图4.1所示

开 始 初始化 N 重力感应 Y 调用显示程序 调整数据指针 N 是否显示完 Y

图4-1 主程序流程图

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开 始 设1帧显示时间 设片选及数据指针 查汉字上部数据及显示 查汉字下部数据及显示 延时1ms 关显示并调整指针 N 是否显示完汉字 N 结束 Y

图4-2显示子程序流程图

编译、装载、连续运行程序，点阵显示模块应循环显示“大”字样，16×16点阵显示程序见附录2

4.2 PROTEUS仿真软件概述

Protues是英国Labcenter公司研发的一个软件，作为一个从设计到完成的完整电子设计与仿真平台，由于其能实现电路仿真与处理器仿真的有机结合，为电子学的教学与实验提供了性的手段。现在已经被越来越多大学采用为电路，单片机与嵌入式系统实验室平台及创新平台。

Protues是电类课程教学的先进手段 Protues是电类课程实验的虚拟平台

Protues是电类课程设计，毕业设计和实习，实训的创作原地

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Protues是电类课程---产品研发的快速，灵活，经济的设计方法 Protues从19年问世至今，经过了近20年的使用，发展和完善，性能越

来越好。已在全球广泛使用。在国外有包括斯坦福，剑桥等在内的几千家高校将 Protues作为电子工程学位的教学和实验平台；在国内也有众多大学正在使用 Protues。

4.3 Protues的结构体系图表

4.4 Protues的主要功能

4.4.1 Protues vsm

Protues vsm能实现数字电路，模拟电路及数∕模混合电路的设计与仿真，特别是能实现微控制器与外设的混合电路系统、软件系统设计的仿真，后者是Protues最具特色的性功能 4.4.2 Protues pcb design

Protues pcb设计系统是基于高性能网表的设计系统组合了ISIS原理图捕捉呵ARSE PCB输出程序，构成一个强大的易于使用的PCB的工具包，能完成高效、高质量的PCB设计。所有的Protues pcb设计都包括一个基本的SPICE仿真功能，还可以加入ASF来扩展该功能。 4.4.3 Protues 的特点

◆个性化的编辑环境:可自定义线宽、填充类型、着色、字体等，用户界面

友好、时尚

◆快捷选取放置元器件：可在众多的元器件库中进行模糊搜索元器件。放

置、编辑方便快速

◆自动捕捉、自动布线：鼠标驱动绘图过程，以器件为导向自动布线，自

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动放置连线、点等，使连线轻松快捷

◆丰富的元器件库：ISIS的库中有TTL﹨CMOS元件,为控制器,存储器和模

拟集成电路,二极管,双极性晶体管,场效应管等半导体器件,库中还包括PCB封装

◆可视化PCB封装工具:可对元器件进行PCB封装定义及PCB图预览 ◆层次化设计:具有电路器件和属性值参数化的层次化设计

◆总线支持:完全支持模块电路端口,器件引脚的页内终端总线化的设计 ◆属性管理:支持自定义器件文本属性,全局编辑的外数据库引入

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总 结

虽然本设计只使用了一块16×16LED点阵，电路简单，但是已经包涵了LED显示屏的电路基本原理和基本程序，在设计的过程中应该使显示图形和文字稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。本系统具有硬件少，结构简单，容易实现，性能稳定可靠，成本低等特点。

在此次设计中通过查阅大量的相关资料，详细了解了LED的发光原理和LED显示屏的原理，了解了LED的现状，清楚地了解了LED显示屏与其它显示屏相比较有那些优点，明确了研究目标。

通过这次课程设计，重新复习并进一步学习了MCS-51；熟练掌握了WORD软件的使用。进一步提高了自己在实际设计过程中研究问题、发现问题、解决问题的能力。但是从中也存在不足之处：对知识的积累还不够，有些问题自己不能够解决，对实验操作还要进一步熟练，只有这样才能让自己在不断的学习中提高自己。

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感 言

通过此次毕业设计,使我学到了很多东西，从中也得到了很多的感触和启发，从开始通过各种渠道寻找资料，向同学请教，去图书馆查阅等等，到最后所设计课题的完成，中间碰到了许多的难题，但最后都一一克服，让我不仅在知识上得到了很多，也使我在性格上变得更加坚强和自信，同时通过与同学的相互讨论，也使我跟同学之间的友谊更加深厚。在仿真的设计和论文的写作过程中,也使我增强了自己的自学能力和动手能力，由原来的被动接受知识转换为主动的寻求知识，学会了更好地让所学知识与实践相结合，让书本上的知识与实际生活中的具体应用相结合，让自己切实感觉到了学有所用，这对我以后走向工作岗位，面对生活打下了很好的基础。在此期间通过毕设巩固复习了在大学4年内学过的知识，尤其是单片机和模电，数电方面。对于这次毕业设计我感触颇深，毕业设计它是检验你大学四年学习成果的一种方式，它融汇了大学四年所学的知识和各方面的能力，他是一个大学生四年的结晶，所以它对一个大学生是很重要，作为马上就要毕业的我也是同样。通过这次毕业设计也使我认识到了自己的不足，发现了自己的缺点，让我明确了自己前进的方向，以后我会更加努力的学习，充实自己，填补自己的不足之处，让自己更加强大起来。

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重力感应点阵显示系统

致 谢

时光易逝，转眼间四年过去了，大学生活即将结束。经过四年的学习，现在终于就要毕业了。回望四年，在学习和生活中经历了风风雨雨，酸甜苦辣，有欢笑也有忧伤，有目标也有困惑，但在各位老师和同学的帮助和支持下最终得以顺利完成，走完这一段大学生活。

在此，首先感谢我的老师，感谢各位老师这四年中在学习和生活上给我的关心和照顾，没有你们的教导和帮助，就不会有今天的我，非常感谢你们；其次感谢各位同学，同学们在生活和学习中相互帮忙照顾，给予了我很大的鼓励和快乐。指导老师XXX，XXX老师治学严谨，学识渊博，平易近人，在平时的学习和生活中对细心的教导，在我困惑的时候帮我指明方向。在我做设计和论文期间对给了我很大的帮助将使我终生受益。在论文的选题、资料查询、开题、研究、设计和撰写的每一个环节，都得到导师的悉心指导和帮助。借此机会向葛明涛老师表示衷心的感谢！

在大学的这四年里，很多老师们也都言传身教，以他们广博的知识，敏锐的洞察力，多年的教学和实际工作经验，在学习上给予我很大的帮助。在本次设计中我学到的不仅是科学知识和工作方法，更学到了作为一个研究人员应有的治学态度以及为人处世的道理，这一切都将使我终身受益。谨在此向各位老师致以崇高的敬意和衷心的感谢！

感谢几年来对我学习和生活上照顾的老师们，感谢陪伴我度过大学四年的各位同学，更要感谢我的家人对我学业上的支持和鼓励，感谢所有关心帮助过我的人。

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参考文献

[1] 胡汉才．单片机原理与接口技术[M]．北京：清华大学出版社，1995.6．

[2] 楼然苗等．51系列单片机设计实例[M]．北京：北京航空航天出版社，2003.3． [3] 何立民. 单片机高级教程[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2001． [4] 赵晓安. MCS-51单片机原理及应用[M]. 天津：天津大学出版社，2001.3．

[5] 夏继强. 单片机实验与实践教程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社, 2001． [6] 马忠梅. 单片机外围电路设计 —北京：北京航空航天大学出版社2005

[7]《单片机原理、接口及应用》 李群芳 肖看编著 (清华大学出版社) [8]《单片机C语言轻松入门》 周坚 （北京航空航天大学出版社）

[9] Pet roski J．Thermal challenges facing new generation light emitting diodes

for lighting applications ,2002 [10] William Stalling．Data and Computer Communication．清华大学出版社，PRENTICE

HALL ，1997

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附 录1

系统硬件电路图：

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附录2

显示程序：

// 点阵单字显示，纵向取模 下边为高位 与硬件电路配合 #include

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code table1[2][16]=

{{0x00,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0xFF,0xFF,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x00,0x00},

{0x00,0x40,0x60,0x30,0x18,0x0E,0x07,0x03,0x06,0x0C,0x18,0x30,0x60,0x40,0x00,0x00}};

uchar code table2[2][16]=

{{0x00,0x00,0x00,0x00,0xFC,0xFC,0x00,0x00,0x00,0x80,0xC0,0x60,0x30,0x18,0x0C,0x00},

{0x03,0x03,0x03,0x03,0x7F,0x7F,0x03,0x03,0x03,0x07,0x06,0x0C,0x18,0x30,0x60,0x00}};

uchar code table3[2][16]=

{{0x00,0x00,0x02,0x06,0x0C,0x18,0x30,0x60,0xC0,0xE0,0x70,0x18,0x0C,0x06,0x02,0x00},

{0x00,0x00,0x0C,0x0C,0x0C,0x0C,0x0C,0x0C,0xFF,0xFF,0x0C,0x0C,0x0C,0x0C,0x0C,0x00}};

uchar code table4[2][16]=

{{0x00,0x06,0x0C,0x18,0x30,0x60,0xE0,0xC0,0xC0,0xC0,0xFE,0xFE,0xC0,0xC0,0xC0,0xC0},

{0x00,0x30,0x18,0x0C,0x06,0x03,0x01,0x00,0x00,0x00,0x3F,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00}}; sbit HI=P3^1; sbit LO=P3^0; sbit s1=P1^4; sbit s2=P1^5;

void delay(uchar tt) { while(tt--); }

void down() {

uchar j,k,scan; HI=0; LO=0;

for(k=0;k<100;k++) {

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scan=0x00;

for(j=0;j<16;j++) {

P2=table1[0][j]; HI=1; HI=0;

P2=table1[1][j]; LO=1; LO=0; P1=scan; delay(50); scan++; } } }

void right() {

uchar j,k,scan; HI=0; LO=0;

for(k=0;k<100;k++) {

scan=0x00;

for(j=0;j<16;j++) {

P2=table2[0][j]; HI=1; HI=0;

P2=table2[1][j]; LO=1; LO=0; P1=scan; delay(50); scan++; } } }

void up() {

uchar j,k,scan; HI=0; LO=0;

for(k=0;k<100;k++) {

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重力感应点阵显示系统

scan=0x00;

for(j=0;j<16;j++) {

P2=table3[0][j]; HI=1; HI=0;

P2=table3[1][j]; LO=1; LO=0; P1=scan; delay(50); scan++; } } }

void left() {

uchar j,k,scan; HI=0; LO=0;

for(k=0;k<100;k++) {

scan=0x00;

for(j=0;j<16;j++) {

P2=table4[0][j]; HI=1; HI=0;

P2=table4[1][j]; LO=1; LO=0; P1=scan; delay(50); scan++; } } }

void main() {

while(1) {

if((s1==0)&&(s2==0)) down();

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重力感应点阵显示系统

if((s1==1)&&(s2==0)) right();

if((s1==1)&&(s2==1)) up();

if((s1==0)&&(s2==1)) left(); } }

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