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1、 毕业设计（论文） 题 目：基于单片机的胎压测试系统的设计与实现系 别： 专 业： 学生姓名： 指导教师： 2012年 06 月 15 日摘 要本文完成了胎压测试系统的设计与实现。实现了测试汽车轮胎压力的功能，由三种不同的计量单位通过LCD显示给用户，如果超出预设阈值就会发出警报提醒司机安全行驶。另外，在正常状态下可实时显示日期和时间，有断电保护功能，并可对日期和时间进行设置。首先硬件采用气压传感器MPX4105、STC5A60S2单片机、DS1302 时钟电路和1602LCD等。通过气压传感器MPX4105获取与汽车胎压相对的模拟电压值，经过V/F变换输入到单片机进行处理，最终由通过LCD显
2、示电路显示相应气压值。另外，DS1302时钟电路与单片机连接实现了LCD显示日期和时间，并可断电保护的功能。其次采用C语言作为开发工具软件，在Keil C环境下进行了对单片机各个端口以及定时器工作方式和串行口工作方式进行设置，并对定时器和串行口进行初始化用以实现对单片机和各个功能模块芯片之间通讯和联络的设定，以及分配地址空间交代程序中各个变量等的设计和编码。最后完成系统的可靠性、稳定性等性能的测试。压力超出阈值会自动报警提醒驾驶员安全行驶。不工作状态下，可显示日期与时间并有断电保护功能。具有可携带、测试操作方便、价格低廉等优点。关键词：气压传感器；胎压；单片机 AbstractThis pap
3、er completed a tire pressure measurement system. It realizes the function of the test tire pressure. It from three different units of measurement through the LCD display to the user, if you exceed a preset threshold alerts will remind drivers to drive safely. In addition, in the normal state it can
4、be real-time display date and time. There is power failure protection and on the date and time settings.First of all, hardware used pressure sensor MPX4105, STC5A60S2 single chip, DS1302 clock circuit, 1602LCD and so on. The pressure sensor MPX4105 and automotive tire pressure relative to the analog
5、 voltage value, after the V / F transform the input to the microcontroller for processing, and ultimately by the circuit through the LCD display shows the corresponding pressure values. Besides, DS1302 clock circuit and microcontroller connection to display the date and time and power protection. Se
6、condly, as a development tool with C language software, Keil C environment for all ports of microcontroller and timer mode set the serial port work, it initializes the timer and serial port to achieve each function module chip microcontroller, it explains the program address space allocation of the
7、variables such as the design and coding. Finally, to complete the system reliability, accomplished stability and other properties of the test. Pressure above the threshold will automatically alarm to remind the driver drive safely. When it does not work, it can display the date and a power-off prote
8、ction. The merits are portable, easy to operate, low price and so on.Keywords: pressure sensor; tire pressure; MCU 目 录绪 论11 系统的总体设计51.1 总体设计思路51.2 硬件设计部分51.2.1 A/D转换61.2.2 数据处理61.2.3 气压传感器的选择61.2.4 三端稳压器的选择71.3 软件设计部分72 系统的硬件设计92.1 硬件设计思路92.2 单片机外围电路92.2.1 复位电路92.2.2 振荡电路102.3 电源部分112.4 按键部分112.5 显示
9、部分132.6 报警电路部分132.7 元件简介142.7.1 单片机STC5A60S2简介142.7.2 气压传感器MPX4105简介162.7.3 MC78L05电源电路简介172.7.4 DS1302时钟电路简介182.7.5 键盘控制模块简介192.7.6 1602字符型LCD简介192.7.7 1602LCD的指令说明及时序212.8 PCB的制作223 系统的软件设计233.1 软件设计思路233.2 如何由频率计算出气压值243.3 程序流程图244 系统的调试254.1 硬件调试254.1.1 调试步骤254.2 软件调试254.2.1 Keil软件简介254.3 整体调试26
10、4.3.1 系统仿真264.3.2 实现结果27结 论29致 谢30参考文献31附录A 英文原文32附录B 译 文35附录C 系统设计原理图及PCB图37附录D 程序清单39附录E 元件清单63附录F 实物图64绪 论如今，随着高速公路网的蓬勃兴起，交通的日趋发达，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。研究汽车轮胎胎压计，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。高速公路的速度和便利，改变了人们的时空观念，拉近了地域距离，改善了人们的生活方式。但是随之而来的高速公路
11、恶性交通事故却令人震惊，已经引起世界各国的强烈关注和重视，并开始讨论或采取相应防范措施。据2002年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%的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%的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%，这是多么惊人的数字！在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是杀伤力最大也是最难预防的事故隐患，是突发性交通事故发生的重要原因。如何解决轮胎故障
12、、怎样防止爆胎，已成为全球关注的首要问题。2001年7月，为响应美国国会对车辆安装TPMS 立法的要求，美国运输部和国家高速公路安全管理局（NHTSA）联合对现有的两种轮胎压力监测系统（TPMS）进行了评价，报告第一次将 TPMS 作为专用词汇，并确认直接式TPMS优越的性能和准确的监测能力。由此TPMS汽车轮胎智能监测系统作为汽车三大安全系统之一，与汽车安全气囊、防抱死制动系统（ABS）一起被大众认可并受到应有的重视1。 随着高新技术的发展和现代汽车不断趋向高性能化，汽车用的轮胎也从长期的性能时代，开始进入功能化的新时期。当然，现代汽车的安全配置也在不断得到完善，如安全带、安全气囊、防撞杆等
13、被广泛运用，不过这些都是属于交通事故发生后，才能对人、车起到保护作用的被动安全装置。然而轮胎爆胎预警系统，则不同于上述的装置，它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。对轮胎爆胎进行预警是保障汽车安全行驶的关键所在，已成为汽车行业研究的热点问题。在轮胎爆胎预警系统及相关技术的研究发面，美国、日本、德国、法国、英国在近几年都取得了突破性的进展，形成了性能和功能完善的轮胎压力监测系统产品。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
14、系统产品，存在以下缺点：（1）系统工作寿命极短；（2）系统在低温或高温环境下失效；（3）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，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。TPMS （轮胎压力监测系统）的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全2。 工作原理：轮胎的轮毂上安装一个内置传感器，传感器中包括感应气压的电桥式电子气压感应装
15、置，它将气压信号转换为电信号，通过无线发射装置将信号发射出来。 TPMS通过在每一个轮胎上安装高灵敏度的传感器，在行车或静止的状态下，实时监视轮胎的压力、温度等数据，并通过无线方式发射到接收器，在显示器上显示各种数据变化或以蜂鸣等形式提醒驾车者。并在轮胎漏气和压力变化超过安全门限（该门限值可通过显示器设定）时进行报警，以保障行车安全 。 接收器也根据供电方式分为两类。一种是通过点烟器或者接汽车电源线的方式供电，大部分的接收器都是这种；另一种是通过OBD插口供电，即插即用，而且接收器是HUD抬头显示器，如台湾s-cat的TPMS就是这种。 驾驶者可以根据显示数据及时地对轮胎进行加气或放气，发现渗漏
