基于89C51的轮胎自动充气压力控制器设计

单片机系统

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设计课题：基于89C51的轮胎自动充气压力操纵器设计

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课程设计名称：基于89C51的轮胎自动充气压力操纵器设计专业班级：

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单片机系统课程设计任务书

目录

1 概述 (4)

1.1 研究背景 (4)

1.2 设计思想及差不多功能 (5)

2 方案设计 (6)

2.1系统框图 (6)

2.2 方案选取 (6)

2.3 总体方案设计 (9)

3 硬件电路设计 (10)

3.1 压力检测电路 (10)

3.2 A/D转换电路 (13)

3.3显示电路 (17)

3.4 键盘电路 (20)

3.5气泵操纵电路 (21)

3.6电源电路 (22)

3.7复位电路 (22)

3.8 时钟电路 (23)

4 软件设计 (24)

4.1 压力检测及A/D转换程序设计 (24)

4.2数码管显示程序设计 (25)

4.4外部中断0服务程序设计 (27)

4.5系统总体程序设计 (28)

5 系统调试 (30)

6 总结 (25)

附录A 系统原理图 (39)

附录B 源程序清单 (40)

1 概述

1.1 研究背景

信息化时代的到来，使得人们的生活速度和生活质量有了大幅度提高。智能化的产品设计也让人们生活更加舒适。方便、智能的产品的也得到了人们的欢迎。现在，随着人们生活水平的提高，小汽车将成为家家户户必备的交通工具。再加上生活节奏的加快，时刻已是最宝贵的东西。市面的充气机不但不是自动的，而且气压也是不可调的。在人们追求方便、智能的生活体验中，市面上一般手动操纵的充气机，显然已满足不了人们的需求，因此，我们就想到了设计一个智能化的充气机。

在智能化产品中，单片机的应用差不多越来越广泛，单片机以它体积小、质量轻、耗电省、可靠性高、价格低等优点，开始不断进展，并广泛应用于仪器仪表、家用电器、医疗设备、航天航空领域、工业专用设备的治理及过程操纵等领域，在专门多的大中型的电气设备以及小型的电子产品中也用到了单片机进行操纵。

1.2 设计思想及差不多功能

本设计确实是依照人们对智能化，方便化的需求，而设计的基于单片机操纵的智能化产品。同时在选取设计方案和采纳元器件方面，该系统本着简单、经济、有用的思想，尽量简化电路设计，用最简单的电路布线和选用最经济有用的器件来达到设计要求。

轮胎自动充气压力操纵系统具有以下几个差不多功能：

（1）能够利用按键设定充气值；

（2）能够显示设定充气压力和充气过程中轮胎动态压力；

（3）当轮胎压力达到设定值时，能自动关闭气泵停止充气。

2 方案设计

2.1系统框图

依照设计方案要实现:充气前，通过键盘上设定所要充气的气压，并能够显示设定值;数值输入完毕后,按下启动键启动充气装置开始充气，显示电路要能够显示当前轮胎内的动态气压；充气到达设定的值后，系统要能够自动切断气泵的电源，停止充气的功能。我们把本设计初步分为以下几个模块,系统框图如图2-1所示。

图 2-1系统框图

2.2 方案选取

有上述系统框图可知，自动充气装置由：压力检测模块、核心操纵模块、键盘模块、显示模块、充气模块等几部分构成。以下，我们将对各模块做具体分析、设计。

2.2.1 压力检测模块

方案（一）：采纳英飞凌的SPl2压力传感器。Infineon(英飞凌)推出的胎压传感器 SPl2整合了压力，温度，惯性传感器，以及一个电源操纵监测器。SPl2的压力范围从100到450kpa，通过MEMS技术集成了压力和温度、加速度、电压的检测电路，直接以数字形式输出各物理量的示值，然而价格昂贵，应用也不是十分普遍。

方案（二）：采纳常见的电阻应变片式的压力传感器和模数转换芯片。压力传感器其本质是利用惠斯通电桥，它具有温度特性好，温度变化带来的误差小。利用膜片上的压力使得电桥不平衡，产生一个差动的输出信号。这种结构的差不多特性之一是它的差动输出电压U与偏置电压 U成正比关系，这种关系隐含压力测量精度直接决定偏置电源的容限值，当四个桥臂电阻达到相应的关系时，电桥输出为零。利用压力电桥获得的压力量模拟值通过ADC0809转换后即可供单片机分析使用。

这二个方案差不多上基于单片机操纵的，都能准确的采集获得轮胎内当前压力值。然而，前一种方案SPl2压力传感器价格昂贵，应用也不是专门广；第二种方案采纳压力电桥价格低、应用范围广、技术成熟，而且实验室有现成的实验器材。

通过以上比较，综合个方案利弊，我们最终选用了第二种方案。

2.2.2 键盘模块

方案（一）：利用独立按键操纵，设定充气预定值和气泵的启停。

方案（二）：利用矩阵键盘操纵，设定充气预定值和气泵的启停。

由于本设计需要设定充气预定值和气泵启停，所需要的按键较多，若采纳方案一所占单片机I/O资源较多，而矩阵键盘按键多，占用I/O口少专门好的满足了设计与需求。考虑到键盘需要设置0-9十个数字和设置启、停按钮，因此我们最终选定使用3 x 4的矩阵键盘。

2.2.3 显示模块

方案（一）：利用LCD显示屏显示设定值和轮胎内的当前压力值。

方案（二）：利用七段数码管显示设定值和轮胎内的当前压力值。

考虑到设计需要显示的信息量小，亮度要求高，而LCD尽管可显示内容信息量大，然而可视偏转角度过小、亮度和对比度低、而