【正文】 e and time and power protection. Secondly, 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 variables such as the design and coding. Finally, to plete the system reliability, acplished 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 poweroff protection. The merits are portable, easy to operate, low price and so on. Keywords: pressure sensor。 最后 完成 系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性等性能 的 測試 。 首先 硬件 采用 氣壓傳感器 MPX410 STC5A60S2 單片機(jī)、 DS1302 時(shí)鐘電路 和1602LCD 等。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 基于單片機(jī)的胎壓測試系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 系 別： 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2021 年 06 月 15 日 I 摘 要 本文 完成了胎壓測 試 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 通過氣壓傳感器 MPX4105 獲 取 與汽車胎壓相對的模擬電壓值，經(jīng)過 V/F變換輸入到單片機(jī)進(jìn)行處理，最終由 通過 LCD 顯示電路顯示 相應(yīng)氣壓值 。 壓力超出閾值會自動報(bào)警提醒駕駛員安全行駛。 tire pressure。但是隨之而來的高速公路惡性交通事故卻令人震驚，已經(jīng)引起世界各國的強(qiáng)烈關(guān)注和重視，并開始討論或采取相應(yīng)防范措施。如何解決輪胎故障、怎樣防止爆胎，已成為全球關(guān)注的首要問題。當(dāng)然，現(xiàn)代汽車的安全配置也在不斷得到完善，如安全帶、安全氣囊、防撞桿等被廣泛運(yùn)用，不過這些都是屬于交通事故發(fā)生后，才能對人、車起到保護(hù)作用的被動安全裝置。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會相關(guān)市場調(diào)查表明，國內(nèi)輪胎爆胎預(yù)警系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)品有推出，但都是技術(shù)性能不甚完善簡易系統(tǒng)產(chǎn)品，存在以下缺點(diǎn)： （ 1） 系統(tǒng)工作壽命極短；（ 2） 系統(tǒng)在低溫或高溫環(huán)境下失效； （ 3） 工作可靠性較差。 TPMS （輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)）的作用是在汽車行駛過程中對輪胎氣壓進(jìn)行實(shí)時(shí)自動監(jiān)測，并對輪胎漏氣和低氣壓進(jìn)行報(bào)警，以確保行車安全 [2]。 接收器也根據(jù)供電方式分為兩類。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 TPMS (Tire Pressure Monitoring System) 輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)，主要用于在汽車行駛時(shí)實(shí)時(shí)的對輪胎氣壓進(jìn)行自動監(jiān)測。 為使汽車能夠處于安全的駕駛狀態(tài)，駕駛者必須在行車過程中實(shí)時(shí)了解輪胎的超壓、欠壓、溫度等工作狀態(tài)，我們設(shè)計(jì)的 基于單片機(jī)的 汽車輪胎胎壓計(jì)具有以下的功能： (1) 實(shí)時(shí)監(jiān)測輪胎的壓力情況； (2) 當(dāng)某個(gè)輪胎處于欠壓狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的欠壓報(bào)警指示燈亮。 本課題 設(shè)計(jì)的是一種基于單片機(jī)的數(shù)字氣壓計(jì)，主要針對的是 汽車輪胎胎壓計(jì)的設(shè)計(jì) 。當(dāng)汽車輪胎壓力處于非正常狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，通過報(bào)警來通知駕沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 駛員，防止輪胎爆胎的發(fā)生，以達(dá)到安全駕駛的目的。 本文完成了胎壓測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 。因此，需要經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換模塊 把氣壓傳感器輸出的模擬電壓信號 轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖（其頻率隨輸入電壓呈線性變化）。其中最為關(guān)鍵的是連接子程序的各個(gè)功能模塊。 A/D 轉(zhuǎn)換 單片機(jī)接受傳感器的電壓值為模擬信號，它要和 A/D 轉(zhuǎn)換模塊的鋸齒波發(fā)生裝置發(fā)送過來的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號相比較，即通過單片機(jī)引腳進(jìn)行比較，同時(shí)開發(fā)定時(shí)器 0，當(dāng)待測模擬信號超過標(biāo)準(zhǔn)模擬信號時(shí)， I/O 引腳信號將 會發(fā)生變化，此時(shí)定時(shí)器 0 的值通過轉(zhuǎn)化就得到了相應(yīng)的數(shù)字信號。 (2) 測量精度測量結(jié)果（電流或電壓）的精度。經(jīng)過綜合考慮，我們選用美國摩托羅拉公司的集成壓力傳感器芯片 MPX4105 作為氣壓傳感器。 (4) 溫度補(bǔ)償范圍： 40~+125℃ 。 (7) 理想的微處理器接口。 軟件設(shè)計(jì)部分 本系統(tǒng)通過對單片機(jī)各個(gè)端口的設(shè)置，以及定時(shí)器工作方式和串行口工作方式的選擇，并對定時(shí)器和串行口進(jìn)行初始化用以實(shí)現(xiàn)對單片機(jī)和各個(gè)功能模塊芯片之間通訊和聯(lián)絡(luò)的設(shè)定。 ET0=0 時(shí)開始計(jì)數(shù)，然后判斷 是否計(jì)數(shù)為 10，為 10 就設(shè)定 ET0=TR1=1，不為 10 則設(shè)定 TR1=0、計(jì)數(shù)器復(fù)位，之后計(jì)算氣壓值、調(diào)用顯示函數(shù)，再 返回 ET0= TR1=1。此外 C 語言提供 auto、 static、 flash 等存儲類型，針對單片機(jī)的程序存儲空間、數(shù)據(jù)存儲空間及 EEPROM 空間自動為變量合理地分配空間，而且C 語言提供復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，極大地增強(qiáng)了程序處理能力和靈活性。 正由于 C 語言在系統(tǒng)開發(fā)中的優(yōu)勢，這次設(shè)計(jì)的所有程序設(shè)計(jì)都將采用 C 語言編寫。 電路中，電壓 Vin 和輸出脈沖 FO 的頻率 fo 的轉(zhuǎn)換關(guān)系滿足公式（ ）。因此， K 值的選取還要考慮到計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號，以防電源開關(guān)或電源插頭分 合過程中引起的抖動而影響復(fù)位。 最簡單的上電自動復(fù)位電路中上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)就是 用的按鍵手動復(fù)位。時(shí)鐘頻率選用 6MHZ時(shí)， C 取 22uF， Rs 取 200Ω，RK 取 1KΩ。 220V 交流市電通過電源變壓器變換成低壓的交流信號，再經(jīng)過橋式整流電路 D1～ D4 和濾波電容的整流和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器 LM7805 的VIN 和 GND 兩端形成一個(gè)并不十分穩(wěn)定的直流電壓，但該電壓常常會因?yàn)槭须婋妷旱牟▌踊蜇?fù)載的 變化等原因而發(fā)生變化。 按鍵部分 為了使用戶能夠選擇編碼功能和譯碼功能，同時(shí)正確輸入將要編碼或者譯碼的二進(jìn)制序列，系統(tǒng)設(shè)有按鍵功能。 一般的按鍵所用開關(guān)都是機(jī)械彈性開關(guān)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會馬上穩(wěn)定地連接，在斷開進(jìn)也 不會馬上完全的斷開，在閉合和斷開的瞬間均有一連串的抖動。由于使用硬件方法消除鍵抖動，一般會給系統(tǒng)的成本帶來提高，所以通常情況下都是使用軟件方法去除鍵抖動。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是程序沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 13 比較 簡單，缺點(diǎn)是由于延時(shí)一般采用跑空指令延時(shí)，造成程序執(zhí)行效率低。按鍵松開的檢測方法也是一樣要連續(xù)多次檢測到按鍵狀態(tài)為斷開電平才能確認(rèn)按鍵松開。顯示電路如圖 所示 ： 圖 顯示電路 報(bào)警 電路 部分 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，采用的 報(bào)警 電路如圖 所示 ： 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 圖 報(bào)警 電路 當(dāng)測試到汽車輪胎氣壓值達(dá)到閾值是，蜂鳴器會發(fā)出警報(bào)同時(shí)黃色指示燈亮，以提醒司機(jī)注意安全行駛。 (1) Vcc（ 40 腳）：接 +5V電源，為單 片機(jī)芯片提供電能。 控制引腳 此類引腳包括 RESET（即 RSR/VPD）、 ALE/PROG、 PSEN、 EA/VPP，可以提供控制信號，有些具有復(fù)用功能 ： (1) RSR/ VPD（ 9 腳）：復(fù)位信號輸入端，高電平有效，當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此引腳加上兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位（ REST）。）時(shí)， VPD 就向內(nèi)部 RAM 提供備用電源。但是每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，在兩個(gè)機(jī)器周 期中 ALE 只出現(xiàn)一次，即丟失一個(gè) ALE 脈沖。在從外部程序存儲器取指令（或取常數(shù)）期間，每個(gè)機(jī)器周期均PSEN 兩次有效。當(dāng) EA 端保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問內(nèi)部程序存儲器，但在 PC（程序計(jì)數(shù)器）值超過 0FFFH 時(shí) 將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器內(nèi)的程序。 (4) P3 口功能表，如下表 所示： 表 P3 口功能表 P3 口的位 第二功能 說明 RXD 串行數(shù)據(jù)接收口 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)射口 INT0 外部中斷 0 輸入 INT1 外部中斷 1 輸入 T0 計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)輸入 T1 計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù)輸入 WR 外部 RAM 寫信號 RD 外部 RAM 讀信號 氣壓傳感 器 MPX4105 簡介 MPX4105 型 壓力傳感器是為引擎控制而設(shè)計(jì)的，這 類傳感器可以測量吸入歧管中的絕對空氣壓力，用戶可根據(jù)歧管絕對壓的測量結(jié)果計(jì)算出每個(gè)汽缸所需的燃料數(shù)量，這種壓力傳感器是將雙極運(yùn)算放大器和薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)， X 型應(yīng)變儀集成在一個(gè)芯片上 ，以提供高的輸出電壓。 NC（ 6 腳）：空引腳，用于芯片內(nèi)部連接，懸空不適用。 其引腳分布如圖 所示。 圖 MC78L05 引腳分布圖 ?MC78L05 MC78L05 1 2 3 Vout GND Vin ? MPX4105 1 2 3 4 5 6 VOUT GND VCC NC NC NC 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 DS1302 時(shí)鐘電路 簡介 現(xiàn)在流行的串行時(shí)鐘電路很多，如 DS130 DS130 PCF8485 等。 DS1302 的結(jié)構(gòu)及工作原 理 ： DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對年、月、日、 星期 、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。 DS1302 的引腳排列 ， 其中 Vcc1 為后備電源， Vcc2 為主電源。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時(shí)， DS1302 由Vcc1 供電。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302進(jìn)行操作。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )，后面有詳細(xì)說明。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 19 個(gè) SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位 0 位到高位 7。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的RAM 的 31 個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 表 按鍵功能 按鍵 鍵名 功能 K1 時(shí)間設(shè)定鍵 設(shè)定清零倒計(jì)時(shí)的時(shí)間 K2 增加鍵 使 預(yù)定時(shí)間 上升 K3 減少鍵 使 預(yù)定時(shí)間 降低 K4 倒計(jì)時(shí)開始鍵 開始清零倒計(jì)時(shí) K5 清零鍵 計(jì)數(shù)清零 1602 字符型 LCD 簡介 字符型液晶顯 示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點(diǎn)陣式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。 第 2 腳： VDD 接 5V正電源。當(dāng) RS和 R/W 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時(shí)可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第 16 腳：背光源負(fù)極。 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移 S：屏幕上所有文字是否左移或者右移。 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動顯示的文字，低電平時(shí)移動光標(biāo)。 指令 9：讀 忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 在這里主要用它來繪制 電路原理圖和生成印制電路板。 (3) 原理圖布線。包括元件名、參數(shù)、封裝圖等。給出檢查報(bào)告，若有錯(cuò)誤則要根據(jù)錯(cuò)誤進(jìn)行改正。 對電路板的設(shè)計(jì)主要分為以下幾個(gè)步驟： (1) 使用原理圖編輯器設(shè)計(jì)原理圖，進(jìn)行電氣檢查 (ERC)并生成原理圖的網(wǎng)絡(luò)表。自動布置元件或人工布置元件，多次布置直到自己滿意為止。用 C 語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，可以大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而開發(fā)出大規(guī)模、高性能的應(yīng)用系統(tǒng) [14]。源程序的可讀性和可維護(hù)性都很好。 (6) C 語言提供 auto、