《毕业设计：基于单片机控制的数字气压计设计与实现》.doc

常州机电职业技术学院 毕业设计（论文） 作 者： 学 号 系 部： 电气工程系 专 业： 应用电子 题 目： 基于单片机控制的数字气压计设计与实现 评阅者：  年 月 摘 要 本文介绍基于气压传感器MPX4105的精密数字气压计系统的软、硬件实现方法。通过气压传感器MPX4105获得与汽车胎压相对的模拟电压值，并经过电压/频率（V/F）转换模块转换为数字脉冲，通过单片机对此脉冲序列的计数等处理后获得实际的气压值，并通过数码管显示电路显示。阐述了系统的软件设计，以C语言为开发工具，进行了详细设计和编码。总体目标是实现系统的可靠性、稳定性、安全性和经济性。 关键词：气压传感器；电压/频率转换；单片机；  目 录 目录 1 1 概述 3 1.1课题背景 3 1.2 技术概况及发展趋势 3 1.3数字胎压计系统设计的意义 4 1.4 国内外相关技术 4 2 系统总体设计 6 2.1 设计思路分析 6 2.1.1 设计方案一： 6 2.1.2 设计方案二： 6 2.2 系统总体结构 7 2.3系统各功能模块的设计思想 7 2.3.1 A/D转换模块 7 2.3.2 数据处理模块 7 2.3.3 显示模块 7 2.4气压传感器的选择 8 2.5 A/D转换器件的选择 9 2.6 三端稳压器 9 2.7 数码管显示 9 2.7.1 数码管静态显示 9 2.7.2数码管动态显示 9 2.8 系统配置 10 3 硬件电路设计 11 3.1单片机电路部分 11 3.1.1 主要芯片介绍 11 3.2 气压传感和V/F转换电路部分 13 3.3 胎压计电源与单片机电路部分 16 3.4 pcb制作 18 4 软件电路设计 20 4.1用C语言开发单片机的优势 20 4.2 如何由频率计算出气压值 20 4.3程序流程图 21 5 系统调试与仿真 22 5.1 Keil软件介绍 22 5.2 PROTEUS软件介绍 22 5.3 单片机调试仿真 23 5.4原理图检查调试 24 5.5 器件连接调试 24 5.6 PCB检查 25 5.7程序调试仿真 27 总结 28 致谢 29 参考文献 30 附录1 31 1 概述 1.1课题背景 如今，随着高速公路网的蓬勃兴起，交通的日趋发达，车辆行驶速度的不断攀升，交通隐患的防范问题迫在眉睫，如因车胎漏气和爆炸等原因造成的交通事故，很多是由轮胎的工作温度过高或者不合理胎压引起的。研究汽车轮胎胎压计，就对现代汽车行驶时的经济性、安全性和操纵稳定性具有尤为重要的现实意义。 在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。据相关统计资料数据表明，目前我国在高速公路上发生的交通事故有70%～80%是由于轮胎问题引起的，其中将近50%为爆胎事故。怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。据专家分析，保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。为此，基于解决此类问题的各种胎压监测系统(TPMS)产品——胎压计应运而生。 轮胎气压计属于“事前主动”型安全保护装置，在轮胎出现危险征兆时及时报警，提醒驾驶员采取措施，将事故消灭在萌芽状态，确保汽车在行驶过程中始终处于安全状态。同时，利用胎压计获得轮胎信息，可以减少油耗，延长轮胎的使用寿命，也可以为底盘综合控制系统提供相关的信息和数据。 我们的设计的是一种基于单片机的数字气压计的设计，主要针对的是汽车轮胎胎压计的设计。汽车轮胎胎压计是通过气压传感器获得与汽车轮胎胎压相对应模拟电压值，并经过V／F变换输入到单片机进行处理，从而实时显示相应气压值。由于使用胎压计有一定的参数要求，设计数字气压计时要[1]仔细了解这些参数以防止使用不当而损坏胎压计。汽车轮胎胎压计采用高性能绝对压力传感器，屏幕显示出高准确度的汽车轮胎胎压，实现了对轮胎压力的实时监测。当汽车轮胎压力处于非正常状态运行时，通过报警来通知驾驶员，控制轮胎爆胎发生，以达到安全驾驶的目的。 1.2 技术概况及发展趋势 TPMS (Tire Pressure Monitoring System) 轮胎压力监视系统市场研究机构Strategy Analytics的预测表明，直接系统技术将成为主流技术，2008年后所占份额将超过95%。如果要使用间接式胎压监测系统，前提是车辆必须有ABS系统。加上会影响轮胎转速的因素，除了胎压异常所导致外，行驶的路面也是主要原因，如行驶于雪地或湿滑路面时，空转会使某一轮胎的旋转次数大幅提高。或者是当车子高速转弯时，车胎的抓地