单片机课程设计_基于89C51的轮胎自动充气压力控制器设计

单片机系统

课程设计

成绩评定表

设计课题基于89C51的轮胎自动充气控制器设计学院名称：电气工程学院

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

设计地点：

设计时间：

指导教师意见：

成绩:

签名：年月日

单片机系统

课程设计

课程设计名称：基于89C51的轮胎自动充气控制器设计专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

课程设计地点：

课程设计时间：

单片机系统课程设计任务书

学生姓名专业班级学号

题目

课题性质工程设计课题来源自拟指导教师

主要内容（参数）利用89C51设计一种轮胎自动充气压力控制器，实现以下功能：1．利用3位LED显示轮胎压力；

2．按下充气开关打开电磁阀开始充气；

3．当轮胎压力达到设定值时控制电磁阀关闭气源。

任务要求（进度）

第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。

第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。

第5-6天：软件设计，编写程序。

第7-8天：实验室调试。

第9-10天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅合理。

主要参考资料[1] 张迎新．单片微型计算机原理、应用及接口技术（第2版）[M]．北京：

国防工业出版社，2004

[2] 伟福LAB6000系列单片机仿真实验系统使用说明书

[3] 阎石．数字电路技术基础（第五版）．北京：高等教育出版社，2006

[4] 夏路易石宗义．Protel 99se电路原理图与电路板设计教程．北京：

北京希望电子出版社，2006

审查意见

系（教研室）主任签字：年月日

目录

1 概述 (3)

2 方案设计 (3)

2.1系统框图 (3)

2.2 方案选取 (4)

2.3总体方案设计 (5)

3 硬件电路设计 (5)

3.1 电源电路 (7)

3.2 键盘电路 (8)

3.3压力检测电路 (11)

3.4 A\D转换电路 (6)

3.5显示电路 (12)

3.6气泵控制电路................................................................... 错误!未定义书签。

3.7复位电路 (13)

3.8 时钟电路 (13)

4 软件设计 (14)

4.1 压力检测及A/D转换程序设计 (14)

4.2数码管显示程序设计 (15)

4.4外部中断0服务程序设计 (17)

4.5系统总体程序设计 (18)

6 总结 (25)

附录A 系统原理图 (20)

附录B 源程序清单 (21)

1 概述

随着人们生活水平的不断提高,单片机控制在各领域的发展与应用无疑成为人们追求的目标之一。目前，汽车工业的发展速度很快,传统的轮胎充气设备不能适应现代化生产规模的要求。研制与轮胎流水作业生产线配套的,机械化、自动化、节能高效的充气设备是现代化汽车生产企业亟待解决的实际问题。基于上述两个原因，我们有了研究基于单片机便携式自动控制充气机这一课题的想法，便携式自动控制充气机具有自动充气和放气功能，气压检测和气压预设功能，夜间照明、警示功能，体积非常小巧,性能高、无污染气体排放，适合您的车辆出差、远行，是各车主携带的应急必备工具。

本设计就是根据人们对智能化，方便化的需求，而设计的基于单片机控制的智能化产品。同时在选取设计方案和采用元器件方面，该系统本着简单、经济、实用的思想，尽量简化电路设计，用最简单的电路布线和选用最经济实用的器件来达到设计要求。

轮胎自动充气压力控制系统具有以下几个基本功能：

（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

根据设计方案我们知道我们需要对轮胎内压力的检测也就是压力检测模块，然后是检测后压力的显示，知道压力数值后决定需不需要充气我们需要充气模

块，我们需要有给充气泵提供电力的电源模块，然后还要有手动的输入方式也就是键盘模块。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。

AT89C51

压力检测

电源模块键盘模块充气模块

显示模块

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、核心控制模块、键盘模块、显示模块、充气模块等几部分构成。

2.2.1 压力检测模块

采用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。这种结构的基本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。

2.2.2 键盘模块

利用矩阵键盘控制，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，若采用方案一所占单片机I/O资源较多，而矩阵键盘按键多，占用I/O口少很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，所以我们最终选定使用3 x 4的矩阵键盘。

2.2.3 显示模块