汽车轮胎压力检测系统..doc

计算机控制系统设计性实验报告 学生姓名: 学 号： 学 院: 自动化工程学院 班 级: 题 目: 汽车轮胎压力检测系统  目 录 第1章 选题背景 1 1.1 实际需求 1 1.2 选题意义 1 第2章 方案论证 3 2.1 设计要求 3 2.2 总体设计 3 2.3 软件设计 3 2.4 硬件设计 4 第3章 具体电路设计 5 3.1 传感器电路 5 3.2 A/D转换电路 6 3.3 显示电路 6 3.4 声光报警电路 7 3.5 整体电路 8 第4章 结果分析与总结 9 第5章 设计心得体会 10  选题背景 1.1 实际需求 如今，随着交通网络的发展，高速公路网络的日趋发达，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。研究汽车轮胎胎压检测系统，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。 据美国汽车工程师学会调查，全美平均每年有26万起交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的；而在高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的；此外，每年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。统计表明：交通意外增加的主要原因是高速行驶中因轮胎故障引起的爆胎。另据统计，在中国，46%的高速公路交通事故是由于轮胎故障引起的，这其中仅爆胎一项就占事故总量的70%。所以，对于汽车胎压监测系统的研制以及普及迫在眉睫。 1.2 选题意义 生命是极其可贵的。汽车胎压监测系统在轮胎一出现危险征兆时就能够及时发现并同时报警，最大限度地将事故消灭在萌芽状态，从而极大地提升了车辆高速行驶的安全性，这一优势在高速公路上表现更为明显。随着外国标准的制定以及技术的发展，我国对于汽车使用的汽车胎压监测系统也开始制定标准。而今，随着国家政策的投入和批准，以及人民对生命安全的重视，这项产业也开始蓬勃发展。 据中国汽车工业协会相关市场调查表明，国内轮胎爆胎预警系统的相关产品有推出，但都是技术性能不甚完善简易系统产品，存在以下缺点：系统工作寿命极短；系统在低温或高温环境下失效；工作可靠性较差。而性能可靠、功能完善、技术成熟的产品均是一些国外知名公司的品牌产品，但价格较为昂贵。因此，研制性能可靠、功能完善并且价格能为当前多数国内消费者所接受的轮胎爆胎预警技术产品很有必要。国内汽车行业正迫切需求成熟的轮胎爆胎预警系统及产品的投放市场以解决因轮胎爆胎而引起的行驶安全性问题。 同时，本课题更加贴近日常生活，可以将自己学习到的东西应用到生活中去，对所学到的知识有更准确的理解。 第2章 方案论证 2.1 设计要求 本次设计主要功能为检测轮胎胎压，并且进行人机交互，将信息传递给驾驶人员，并且能够在胎压越过上下限进行声光报警。 2.2 总体设计 测量部分是利用传感器检测压力信号，得到微弱的电信号，而后经处理电路处理后，送A/D转换器，将模拟量转化为数字量输出，控制器接受来自A/D转换器输出的数字信号，经过复杂的运算，将数字信号转换为实际的大气压强，并将其送到显示单元中，并且能够判断是否超越上下限。 2.3 软件设计 程序设计流程框图如下： 2.4 硬件设计 第3章 具体电路设计 3.1 传感器电路 在传感器方面。本次设计使用MPX4115压力传感器，MPX4115系列压电电阻传感器是一个硅压力传感器。这个传感器结合了高级的微电机技术，薄膜镀金属。还能为高水准模拟输出信号提供一个均衡压力。在 0℃-85℃的温度下误差不超过1.5% 温度补偿是-40℃-125℃。 传感器电路如图3-1所示，气压传感器MPX4115的管脚说明如下表3-1所示： 图3-1 表3-1 3.2 A/D转换电路 因为本设计压力传感器MPX4115 输出的是模拟电压，因此，必须进行模拟信号到数字信号的转换才能交由单片处理。关于A/D转换过程，本设计采用ADC0832转换电路来实现模拟电压数字化的处理。 ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。芯片转换时间仅为32μS，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。 A/D转换电路如图3-2所示 图3-2 3.3 显示电路 液晶显示屏（LCD）用于数字型钟表和许多便携式计算机的一种显示器类型。LCD显示使用了两片极化材料，在它们之间是液体水晶溶液。电流通过该液体时会使水晶重新排列，以使光线无法透过它们。因此，每个水晶就像百叶窗，既能允许光线穿过又能挡住