本開發(fā)裝置主要是實(shí)現(xiàn)以上幾種功能，通過(guò)IRQ中斷等軟件程序可將四種功能集中在本裝置中，并通過(guò)中斷進(jìn)行各功能之間的切換，多段數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片ZLG7289A與單片機(jī)之間是通過(guò)串口通信SPI接口進(jìn)行通信的。單片機(jī)外圍電路和顯示電路分別如圖3和圖4所示。

圖3 單片機(jī)外圍電路

圖4 顯示電路

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

單片機(jī)系統(tǒng)初始化后，首先運(yùn)行的是A/D采集并顯示，然后由IRQ中斷進(jìn)行選擇，每次進(jìn)入IRQ中斷便進(jìn)行了一次選擇，選擇所需要執(zhí)行的另一個(gè)子程序，選擇完所有的子程序后又跳回到A/D采集子程序，如此循環(huán)。顯示程序?yàn)榘阉鶊?zhí)行的子程序所得到的結(jié)果用串口通信SPI輸出到ZLG7289驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示相應(yīng)的值。軟件流程如圖5所示。

圖5 程序流程圖

實(shí)驗(yàn)和結(jié)論

1 實(shí)驗(yàn)

● 通過(guò)直流電壓表測(cè)量引腳PTB_PTB4與地線兩端的電壓并與數(shù)碼管所顯示的電壓值進(jìn)行對(duì)比，調(diào)節(jié)電位計(jì)，觀察電壓表與數(shù)碼管。

● 將0通道和地線與示波器相連接，觀察示波器所顯示的波形和數(shù)碼管中顯示的周期和占空比，調(diào)節(jié)電位計(jì)，繼續(xù)觀察示波器和數(shù)碼管顯示。

● 用信號(hào)發(fā)生器與0通道、地線相連，并輸入一定頻率的方波，觀察信號(hào)發(fā)生器顯示的頻率值與數(shù)碼管顯示的值，再改變信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，觀察兩值的變化情況。

2 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：電壓的可視輸出范圍為0～5V，精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位；PWM脈沖輸出周期8μs～500ms，調(diào)節(jié)的精度與電位計(jì)的精度有關(guān)，建議使用調(diào)節(jié)范圍較大的電位計(jì)，占空比調(diào)節(jié)范圍是0～100%；未知的頻率采集可達(dá)到40kHz。此范圍可以滿足一般性教學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求，并且以上實(shí)驗(yàn)中本裝置數(shù)碼管的顯示值均與其他實(shí)驗(yàn)設(shè)備的值相符，且誤差很小，響應(yīng)時(shí)間很短，穩(wěn)定性好，可靠性強(qiáng)，說(shuō)明這一教學(xué)裝置具有較高的適用性和可靠性，最重要的是體積小，經(jīng)濟(jì)性較好，可以廣泛的應(yīng)用于教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中，并能一機(jī)多用，從而簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備，降低成本。