机动车轮胎压力检测系统

1、!-计算机控制系统设计性实验报告学号:学生姓名学院:自动化工程学院班级:题目:汽车轮胎压力检测系统第1章1.11.2第2章2.12.22.32.4第3章3.13.23.33.43.5第4章第5章选题背景实际需求选题意义. 方案论证设计要求. 总体设计. 软件设计. 硬件设计. 具体电路设计. 传感器电路.A/D转换电路 显示电路声光报警电路 整体电路结果分析与总结 设计心得体会.11133334556678910第1章选题背景1.1实际需求如今，随着交通网络的发展，高速公路网络的日趋发达，车辆行驶速度的不 断攀升，交通隐患的防范问题迫在眉睫，如因车胎漏气和爆炸等原因造成的交通 事故，很多是由轮

2、胎的工作温度过高或者不合理胎压引起的。研究汽车轮胎胎压检测系统，就对现代汽车行驶时的经济性、安全性和操纵稳定性具有尤为重要的 现实意义。据美国汽车工程师学会调查，全美平均每年有 26万起交通事故是由于轮胎 气压低或渗漏造成的；而在高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的；此外，每年75%勺轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。统计表明： 交通意外增加的主要原因是高速行驶中因轮胎故障引起的爆胎。另据统计，在中国，46%勺高速公路交通事故是由于轮胎故障引起的，这其中仅爆胎一项就占事 故总量的70%所以，对于汽车胎压监测系统的研制以及普及迫在眉睫。1.2选题意义生命是极其可贵的。汽车胎压监

3、测系统在轮胎一出现危险征兆时就能够及 时发现并同时报警，最大限度地将事故消灭在萌芽状态， 从而极大地提升了车 辆高速行驶的安全性，这一优势在高速公路上表现更为明显。 随着外国标准的 制定以及技术的发展，我国对于汽车使用的汽车胎压监测系统也开始制定标 准。而今，随着国家政策的投入和批准，以及人民对生命安全的重视，这项产 业也开始蓬勃发展。据中国汽车工业协会相关市场调查表明，国内轮胎爆胎预警系统的相关产 品有推出，但都是技术性能不甚完善简易系统产品， 存在以下缺点：系统工作 寿命极短；系统在低温或高温环境下失效；工作可靠性较差。而性能可靠、功 能完善、技术成熟的产品均是一些国外知名公司的品牌产品，

4、 但价格较为昂贵。 因此，研制性能可靠、功能完善并且价格能为当前多数国内消费者所接受的轮 胎爆胎预警技术产品很有必要。国内汽车行业正迫切需求成熟的轮胎爆胎预警 系统及产品的投放市场以解决因轮胎爆胎而引起的行驶安全性问题。同时，本课题更加贴近日常生活，可以将自己学习到的东西应用到生活中 去，对所学到的知识有更准确的理解。第2章方案论证2.1设计要求本次设计主要功能为检测轮胎胎压，并且进行人机交互，将信息传递给驾驶 人员，并且能够在胎压越过上下限进行声光报警。2.2总体设计测量部分是利用传感器检测压力信号， 得到微弱的电信号，而后经处理电路 处理后，送A/D转换器，将模拟量转化为数字量输出，控制器

5、接受来自 A/D转 换器输出的数字信号，经过复杂的运算，将数字信号转换为实际的大气压强， 并 将其送到显示单元中，并且能够判断是否超越上下限。2.3软件设计程序设计流程框图如下:2.4硬件设计!-第3章具体电路设计3.1传感器电路在传感器方面。本次设计使用 MPX411压力传感器，MPX4115系列压电电阻 传感器是一个硅压力传感器。这个传感器结合了高级的微电机技术，薄膜镀金属。 还能为高水准模拟输出信号提供一个均衡压力。在 0 C -85 C的温度下误差不超 过1.5%温度补偿是-40 C-125 C。传感器电路如图3-1所示，气压传感器MPX41的管脚说明如下表3-1所示:M164自动13

6、1蒋安舒1234 %VOLTCXDVSysXS3.2 A/D转换电路因为本设计压力传感器 MPX411输出的是模拟电压，因此，必须进行模拟信 号到数字信号的转换才能交由单片处理。关于A/D转换过程，本设计采用ADC083 转换电路来实现模拟电压数字化的处理。ADC083为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般 的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输 入在05V之间。芯片转换时间仅为32卩S,据有双数据输出可作为数据校验，以 减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接 和处理器控制变的更加方便。通过 DI数据输入

7、端，可以轻易的实现通道功能的 选择。A/D转换电路如图3-2所示27_1QIIZZZ_1314祐U36vcc CLKCSCHODICHIDOGNOADC0632234图3-23.3显示电路液晶显示屏（LCD用于数字型钟表和许多便携式计算机的一种显示器类型。 LCD显示使用了两片极化材料，在它们之间是液体水晶溶液。电流通过该液体时 会使水晶重新排列，以使光线无法透过它们。因此，每个水晶就像百叶窗，既能 允许光线穿过又能挡住光线。选择LCD1223（乍为显示器，可以更加直观的显示轮胎压信息。LCD显示屏引 脚功能为：VDD逻辑电源正GND(VSS:)逻辑电源地VO(VEE) LCD驱动电源RESE

8、T复位端,对于68系列MPU上升沿(L-H)复位，且复位后电平须保持 为咼电平对于80系列MPU下降沿(H-L)复位，且复位后电平须保持为低电平。E1：读写使能。R/W读写选择。A0:数据/指令选择 高电平：数据D0-D7将送入显示RAM低电平：数据D0-D7将送入指令执行器执行。D0-D7:数据输入输出引脚。BL+/BL-: LED背光电源。显示电路如图3-3所示，LCD1如Q山t犬沖 ，-J3 Q Lk. IJ L 却 J J： L rj 沪¥ bj Uj_J> > > < -inji CT o n n n n o n 厂庁 口 口D1 I01LS1n /

9、图3-33.4声光报警电路报警电路如图3-4所示，报警电路为声光报警，当胎压值超过上下限的时候 使用红色LED灯在视觉上进行提醒，使用喇叭在听觉上进行提醒，保证行车安全。 这个地方没使用蜂鸣器，因为为了更有实用性，喇叭可以进行语音播报当前胎压， 使驾驶员了解车况。!-3.5整体电路LSI k计门？：.dL蛊二DC M凸匕七弓屢詁二斗；T*丄一-丄严huiA亍 亠土： thEl ，叮匸RPlZ 31LQ#Tlfi|n 1 i I- 4G旳0227导心 i-r - - !_ I- J- x-臥=币L£1Ml u>+:Vm AFLZ>1C 7*-.； 3 -；:S话IE -；q

10、gp亠 r严；：1 4 zE PM3Ct _!Clai + Lpo ew I*crCl自动131蒋安舒l-bA第4章结果分析与总结本次设计的汽车胎压检测系统，实现了对汽车胎压的实时监测，并且能够定 时显示汽车实时胎压，当汽车胎压超过上下限时，可以进行声光报警。选用的 MPX411压力传感器，这种传感器能够满足设计要求，误差小于±O.lbar，适应性好，能够在胎内稳定运行。选用80C51单片机对A/D转换器的输入的信号进行 处理判断，进行报警以及显示。显示器选用LCD液晶显示器，分时显示不同轮胎 的胎压值。基本满足了日常生活中使用要求。在进行模拟仿真的时候，使用滑动变阻器模拟传感器以及

11、 A/D转换器进行信 号输入，通过改变阻值，模拟出汽车胎压的变化。声光报警系统运行效果良好， 满足设计要求。当然此设计还有很多不足，未来完善过程中将会更加精确，功能更加完善， 保护驾乘人员的行车安全。第5章设计心得体会通过此次计算机设计性试验，使我更加扎实的回顾掌握了有关数字电子， 单 片机硬件以及软件，还有计算机控制等多门方面的知识， 在设计过程中虽然遇到 了一些问题，但经过思考和查阅资料终于找出了解决办法， 也暴露出了前期我在 这方面的知识欠缺和经验不足。课堂学到的知识只有能够用到，才算真正的掌握， 不能够眼高手低。这次试验使我对抽象的理论有了具体的认识。掌握了常用元件的识别使用；培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。 更重要的 是，我学会了很多学习的方法。这是日后最实用的，真的是受益匪浅。从理论到 实践，不仅可以巩固了以前所学过的知识， 而且学到了很多在书本上所没有学到 过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出 结论，提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题， 可以说得是困难重重，但可喜的是