摘要：当前世界，科学技术飞速发展，电压采集装置是测量技术的底层基础产品。而电压的采集对于一系列带电的基础活动都有着相当重要的实际作用：大到上九天揽月的航空航天设备，小到课堂上学生的一些实验，都需要将电压采集作为最根本的基础。在电压采集设备飞速发展的势头下，和他相关的核心技术和生产应用与研发必将成为人们高度关注的目标。所以，如何研发并付诸实践，做出一个精度高的电压采集装置就十分重要。本课题设计了一个以单片机STC89C52为核心，PCF8591为模拟采集并能够对电压进行实时采集、显示的系统。此外还计划设计一个基于LabVIEW的上位机监控软件，其功能是实时显示测量到的电压值及其数值曲线的动态过程。

首先介绍电压采集设备的总体设计方案。第一部分是硬件设计部分，PCB板的设计，包括PCF8591模拟采集电路，显示电路，主控电路等。第二部分是软件部分的设计，其中包含数码管显示程序，I2C协议下的PCF8591 A/D转换程序，串口发送程序。最后介绍了整个电压采集系统的测试过程。

测试结果表明，本课题设计的电压采集装置能够正确测量并显示电压，并能在上位机进行实时的监控。

关键词：电压采集，PCF8591，单片机STC89C52

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1研究的目的和意义-1

1.2研究现状及发展趋势-1

1.3课题研究的主要内容-2

2 设计方案-3

2.1总体方案-3

2.2硬件方案-3

2.3软件方案-4

3 硬件电路的设计-5

3.2单片机-5

3.2.1单片机的概述-5

3.2.2 STC89C52概述-6

3.3 LED数码管显示原理-7

3.3.1 LED数码管概述-7

3.3.2 LED数码管常用驱动方法-8

3.4 数模转换设计-10

3.4.1 数模/模数转换原理-10

3.4.2 模数转换类型及应用-11

3.4.3 PCF8591模拟采集-11

3.4.4 I2C总线概述-14

3.5 串口通信-15

3.5.1 串口通信概述-15

3.5.2 RS232-C串口通信-16

4 软件设计-17

4.1软件总体结构-17

4.2 AD转换及数码管显示程序设计-17

4.2.1 主程序-17

4.2.2 读AD转换子程序-18

4.2.3 数码管显示子程序-20

4.3串口通信程序-21

4.4 LabVIEW监控程序-21

4.4.1 LabVIEW开发平台介绍-21

4.4.2 串口通信VISA函数介绍-22

4.4.3 串口通信程序设计-22

4.4.4 前面板和后面板框图-22

5 系统调试-26

5.1 下位机调试-26

5.2 上位机调试-29

6 总结-30

6.1 遇到的问题和解决方法-30

6.1.1 硬件设计部分-30

6.1.2 软件设计部分-31

6.2 不足和改进-31

7 致谢-32

参考文献-33

附录：源程序清单（节选重要程序）-34