【正文】 近幾年都取得了突破性的進(jìn)展，形成了性能和功能完善[5]的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品。另外，作為一種功能強(qiáng)大的平臺(tái)，該數(shù)字氣壓計(jì)具有很好的功能擴(kuò)展性，具有精度高、穩(wěn)定性好、功能易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，為儀器及電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)后續(xù)技術(shù)升級(jí)，以進(jìn)一步滿足市場的需要提供了條件。本課題設(shè)計(jì)充分利用了MPX4105芯片的功能，它滿足數(shù)字氣壓計(jì)采集、控制和數(shù)據(jù)處理的需要，可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗干擾能力。由于汽車的迅速普及，人們對駕駛安全性與舒適性的追求越來越高，隨車攜帶數(shù)字氣壓計(jì)可以保證人們安全駕駛，有效地降低由于爆胎導(dǎo)致的交通事故發(fā)生地概率。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。汽車高速行駛中，由于輪胎的壓力不正常而造成爆胎是駕駛員難以預(yù)防的，也是突發(fā)性和惡性交通事故發(fā)生的重要原因。另外，當(dāng)四條輪胎的胎壓同時(shí)下降，系統(tǒng)便失去判定的準(zhǔn)則，警告信息自然就不會(huì)出現(xiàn)。加上會(huì)影響輪胎轉(zhuǎn)速的因素，除了胎壓異常所導(dǎo)致外，行駛的路面也是主要原因，如行駛于雪地或濕滑路面時(shí)，空轉(zhuǎn)會(huì)使某一輪胎的旋轉(zhuǎn)次數(shù)大幅提高。市場研究機(jī)構(gòu)Strategy Analytics的預(yù)測表明，直接系統(tǒng)技術(shù)將成為主流技術(shù)，2008年后所占份額將超過95%。 技術(shù)概況及發(fā)展趨勢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(dòng)監(jiān)測。汽車輪胎胎壓計(jì)采用高性能絕對壓力傳感器，屏幕顯示出高準(zhǔn)確度的汽車輪胎胎壓，實(shí)現(xiàn)了對輪胎壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)測。汽車輪胎胎壓計(jì)是通過氣壓傳感器獲得與汽車輪胎胎壓相對應(yīng)模擬電壓值，并經(jīng)過V／F變換輸入到單片機(jī)進(jìn)行處理，從而實(shí)時(shí)顯示相應(yīng)氣壓值。同時(shí)，利用胎壓計(jì)獲得輪胎信息，可以減少油耗，延長輪胎的使用壽命，也可以為底盤綜合控制系統(tǒng)提供相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)。為此，基于解決此類問題的各種胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)產(chǎn)品——胎壓計(jì)應(yīng)運(yùn)而生。怎樣防止爆胎已成為安全駕駛的一個(gè)重要課題。在汽車的高速行駛過程中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔(dān)心和最難預(yù)防的，也是突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要原因。 關(guān)鍵詞：氣壓傳感器；電壓/頻率轉(zhuǎn)換；單片機(jī)；衢州學(xué)院目 錄目錄 11 概述 3 3 技術(shù)概況及發(fā)展趨勢 3 4 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù) 42 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 6 設(shè)計(jì)思路分析 6 設(shè)計(jì)方案一： 6 設(shè)計(jì)方案二： 6 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 7 7 A/D轉(zhuǎn)換模塊 7 數(shù)據(jù)處理模塊 7 顯示模塊 7 8 A/D轉(zhuǎn)換器件的選擇 9 三端穩(wěn)壓器 9 數(shù)碼管顯示 9 數(shù)碼管靜態(tài)顯示 9 9 系統(tǒng)配置 103 硬件電路設(shè)計(jì) 11 11 主要芯片介紹 11 氣壓傳感和V/F轉(zhuǎn)換電路部分 13 胎壓計(jì)電源與單片機(jī)電路部分 16 pcb制作 184 軟件電路設(shè)計(jì) 20 20 如何由頻率計(jì)算出氣壓值 20 215 系統(tǒng)調(diào)試與仿真 22 Keil軟件介紹 22 PROTEUS軟件介紹 22 單片機(jī)調(diào)試仿真 23 24 器件連接調(diào)試 24 PCB檢查 25 27總結(jié) 28致謝 29參考文獻(xiàn) 30附錄1 311 概述如今，隨著高速公路網(wǎng)的蓬勃興起，交通的日趨發(fā)達(dá)，車輛行駛速度的不斷攀升，交通隱患的防范問題迫在眉睫，如因車胎漏氣和爆炸等原因造成的交通事故，很多是由輪胎的工作溫度過高或者不合理胎壓引起的。闡述了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，以C語言為開發(fā)工具，進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和編碼?；趩纹瑱C(jī)控制的數(shù)字氣壓計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 2015/1/28摘 要本文介紹基于氣壓傳感器MPX4105的精密數(shù)字氣壓計(jì)系統(tǒng)的軟、硬件實(shí)現(xiàn)方法。衢州學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計(jì)姓 名:李澤豫 學(xué) 號(hào):4120112229 班 級(jí):材料成型及控制工程2班設(shè) 計(jì) 題 目: 通過氣壓傳感器MPX4105獲得與汽車胎壓相對的模擬電壓值，并經(jīng)過電壓/頻率（V/F）轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖，通過單片機(jī)對此脈沖序列的計(jì)數(shù)等處理后獲得實(shí)際的氣壓值，并通過數(shù)碼管顯示電路顯示?？傮w目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。研究汽車輪胎胎壓計(jì)，就對現(xiàn)代汽車行駛時(shí)的經(jīng)濟(jì)性、安全性和操縱穩(wěn)定性具有尤為重要的現(xiàn)實(shí)意義。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料數(shù)據(jù)表明，目前我國在高速公路上發(fā)生的交通事故有70%～80%是由于輪胎問題引起的，其中將近50%為爆胎事故。據(jù)專家分析，保持標(biāo)準(zhǔn)的車胎氣壓行駛和及時(shí)發(fā)現(xiàn)車胎漏氣是防止爆胎的關(guān)鍵。輪胎氣壓計(jì)屬于“事前主動(dòng)”型安全保護(hù)裝置，在輪胎出現(xiàn)危險(xiǎn)征兆時(shí)及時(shí)報(bào)警，提醒駕駛員采取措施，將事故消滅在萌芽狀態(tài)，確保汽車在行駛過程中始終處于安全狀態(tài)。我們的設(shè)計(jì)的是一種基于單片機(jī)的數(shù)字氣壓計(jì)的設(shè)計(jì)，主要針對的是汽車輪胎胎壓計(jì)的設(shè)計(jì)。由于使用胎壓計(jì)有一定的參數(shù)要求，設(shè)計(jì)數(shù)字氣壓計(jì)時(shí)要[1]仔細(xì)了解這些參數(shù)以防止使用不當(dāng)而損壞胎壓計(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)警來通知駕駛員，控制輪胎爆胎發(fā)生，以達(dá)到安全駕駛的目的。目前各國研制的輪胎氣壓報(bào)警系統(tǒng)主要分為兩種類型：一種是間接式，它通過汽車ABS(防抱制動(dòng)系統(tǒng))的輪速傳感器及輪胎的力學(xué)模型，間接求出輪胎氣壓，以達(dá)到監(jiān)視輪胎氣壓的目地；另一種是直接式，它利用安裝在每一個(gè)輪胎里的以鋰離子電池為電源的壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓，并通過無線調(diào)制發(fā)射到安裝在駕駛臺(tái)的監(jiān)視器上，而監(jiān)視器隨時(shí)顯示各種輪胎氣壓，駕駛者可以直觀地了解各個(gè)輪胎的氣壓狀況，當(dāng)輪胎氣壓太低或有滲漏時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，確保行車安全。因?yàn)槿绻褂瞄g接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，前提是車輛必須有ABS系統(tǒng)?；蛘呤钱?dāng)車子高速轉(zhuǎn)彎時(shí)，車胎的抓地力已經(jīng)無法克服過彎時(shí)的離心力，外側(cè)輪胎與內(nèi)側(cè)輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)便有明顯差異，這些情況便會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤警告信息。而且偵測功能僅在車輛行駛中才能發(fā)揮作用，對備胎或當(dāng)車輛停滯時(shí)，便無法判斷，還會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)現(xiàn)象。引起輪胎漏氣和爆胎的原因主要有：(1)輪胎工作溫度過高；(2)輪胎氣壓過大；(3)輪胎使用時(shí)間過長；(4)輪胎負(fù)荷過大；(5)汽車行駛速度過快。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)警來通知駕駛員，控制輪胎爆胎發(fā)生，以達(dá)到安全駕駛的目的。而服務(wù)商需要的是一種物美價(jià)廉的數(shù)字氣壓計(jì)，以滿足有車一族的需要。同時(shí)，由于大量的工作由單片機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)，簡化了設(shè)計(jì)電路，且調(diào)整方便、可兼顧的指標(biāo)多，從而大大降低了成本。 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)對輪胎爆胎進(jìn)行預(yù)警是保障汽車安全行駛的關(guān)鍵所在，已成為汽車行業(yè)研究的熱點(diǎn)問題。從近年發(fā)布的世界新車資料來看，林肯大陸、奔馳、寶馬、標(biāo)志、道奇等中高檔車均安裝了輪胎壓力監(jiān)測裝置，