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

目录

1 引言 (4)

2 方案设计 (5)

1）方案选择 (5)

2）方案设计框图 (5)

3）总体设计方案 (6)

3 硬件电路设计 (7)

1）压力传感器检测电路 (7)

2）单片机 (7)

3）显示部分 (8)

4）A/D转换部分 (9)

5）键盘部分 (10)

6）电磁继电器控制电路 (11)

7）时钟电路 (11)

8）复位电路 (12)

4 软件设计..................................................................................................................一三

1）显示部分子程序设计.....................................................................................一三

1.LED显示子程序设计思路...........................................................................一三

2.显示子程序流程图.......................................................................................一三

2）A/D转换子程序设计 (14)

1.A/D转换子程序设计思路 (14)

2.A/D转换子程序流程 (14)

3）键盘部分子程序设计......................................................................................一五

1.键输入原理...................................................................................................一

五

2.键盘扫描工作原理及子程序流程图 (16)

4）软件总体设计 (16)

1.总体设计思路 (17)

2.片内RAM设置............................................................................................一八

3.总体程序流程图...........................................................................................一八

5 系统调试 (20)

6 实验总结 (22)

附录A 系统原理图 (23)

附录B 源程序清单 (24)

参考文献 (33)

1 引言

目前，随着人们生活水平的逐渐提高，小汽车也逐渐成为了人们的代步工具。因此，在小汽车性能方面的逐渐提升就成了一个十分有研究价值的课题。现在，行车旅行一件令人苦恼的事情就是，车胎经常会在半路没气，这一方面会加大对燃油的使用而导致温室气体的排放，加重轮胎的磨损，同时又会影响我们的驾驶心情，造成了一系列的不便。由于我们生活节奏的加快，手动充气这种费时费力的方法已经无法满足人们的要求。于是，自动充气机便应运而生，它使用方便，又能为人们节约大量的时间。本课程设计就是基于89C51芯片而设计的一种自动充气机。它是全自动的，只需接上电源，然后设定你所需要的气压值，它就能自动完成充气任务，在充气完成后自动关闭气泵。虽然我们的设计无法与当前市场上一些比较先进的自动充气控制设备相媲美，但是它结构简单，成本低廉，操作方便。

由于单片机具有集成度高、体积小、运行可靠、应用灵活、价格低、面向控制等特点，因此在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、智能化设备和各种家用电器等领域得到了广泛的应用。因此，对于单片机的应用与学习是相当必要的。

本课程设计就是为了加强我们对单片的应用实践而安排的，通过这次课程设计，我们对单片机的结构与编程实践将有一个更加深入的了解，为我们日后更深入的研究打下基础。

2 方案设计

1）方案选择

方案一：选用差分式电容压力传感器，其线性度和灵敏度较好。其原理是，由于压差的变化，使电容发生变化，经过转换电路，从而转化为电压或电流的变化，进而根据需要进行进一步转化。其缺点是，不易实现对被测气体或液体的密封，因此不宜采用在压力太大的场合。

方案二：选用半导体压敏电阻式进气压力传感器，它是利用半导体的压敏效应制成的。它的特点是尺寸小，精度高，响应性好，再现性、抗震性好,且生产成本低，所以得到广泛应用。它由压力转换元件和把转换元件输出信号进行放大的混合集成电路构成。压力转换元件是利用半导体的电压效应制成的硅膜片。硅膜片的一面是真空室，另一面导入进气管压力。由于硅膜片的一侧是真空室,所以进气管压力越高，硅膜片的变形越大，它的应变与压力成正比。附着在薄膜上的应变电阻的阻值与压力成正比变化，这样就可以利用转换电路把硅膜片的变形变成电信号。因为输出的电信号微弱，所以用混合集成电路进行放大后输出。

这两种方案都选用了单片机进行控制，因为在充气过程中对于充气速度没有严格要求，因此传动系统中选择了直流电机。在设计中，由于在轮胎的气压一般较大（一般约为标准大气压的两至三倍），为了避免较大误差，因此选用了第二种方案。

2）方案设计框图

下图2.1为单片机最小应用系统的组成框图：

图2.1 方案设计框图

3）总体设计方案

自动充气系统由压力传感器和相关的放大电路、ADC转换器、单片机最小系统、行列式键盘、显示装置和充气系统组成。设计思路是：首先由键盘输入设定的充气压力值，然后通过3路LED数码管显示其数值，输入设定值后便可以启动气泵进行充气。充气过程中的压力值可以通过传感器采集，再通过放大电路放大，接着传输到模/数转换器ADC0809的一路模拟信号通道，转换出八路数字信号传给单片机AT89C51，接着单片机把计算气压值送给LED数码管并让它以动态扫描的方式当前气压值。当两个值相等时，中断驱动电路，停止充气。

在硬件电路中将对单片机部分，ADC转换部分，行列式部分和键盘显示部分做详细的介绍，传感器检测部分和充气系统部分将作简单的介绍。本课程设计的重点就是通过单片机系统熟悉单片机扩展接口的应用，与传感器的联合设计将使我们对单片机的认识提升到一个新的层面。