簡析汽車輪胎自動充放氣系統的設計范文

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摘要：本文結合單片機技術，通過軟件設計和硬件匹配，進行了輪胎自動充放氣系統的設計，該系統利用微處理器和壓力傳感器，通過LCD液晶顯示屏，直觀顯示實時值、設定值及工作狀態，完成對輪胎的充氣、放氣、檢驗一體化，實現了輪胎充放氣智能化自動化。該系統可以替代手動充氣，操作簡單，充放氣速度快，大大提高了工作效率，精度高，能夠更好保證行車安全，具有一定的實用價值。

關鍵詞：汽車輪胎；自動充放氣；單片機；自動控制

0引言

胎壓是輪胎的生命，胎壓過高過低都會對汽車的行車安全、輪胎壽命、汽車操縱穩定性及節能環保產生不良影響。目前，給汽車輪胎充氣大部分仍然采用人手操作的充氣裝置，利用空壓機，連接氣管給輪胎充氣，人工讀取壓力表值，看是否達到所要求的壓力，沒有采用先進的壓力檢測和控制技術，要精確達到輪胎標準壓力往往需經過多次的充氣與測量過程，維修人員的勞動強度大，充氣時間長，工作效率較低，且充氣氣壓不受控、不精確。隨著汽車保有量的增加，再加上生活節奏的加快，市面上的手動輪胎充氣設備無法滿足不了人們的需求，需要更快捷更安全的充放氣裝備。研制出自動化、高效精確的汽車輪胎充氣設備是現代化汽車維修和生產企業亟待解決的實際問題。因此，研究一個基于單片機自動控制的自動充放氣系統是很有必要的。該系統預先設定所需的氣壓值，它就會自動完成充放氣工作，在充放氣完成之后自動停止。下面將簡單介紹汽車輪胎自動充放氣系統的控制器部分的設計原理及設計方案思路。

1設計思路

首先，把氣管和輪胎連接起來，壓力傳感器檢測到汽車輪胎內部的氣壓值，氣壓值經D/A轉換器，轉換成8路數字信號傳給單片機STC12C5A60S2，接著單片機把接受的氣壓值送給LCD1602顯示器，顯示出當前輪胎內部的氣壓值。然后鍵盤輸入輪胎的標準氣壓值，并顯示出來，接著控制器比較當前氣壓值和輸入標準氣壓值：如果這兩個值相等或者偏差在一定的范圍內，說明輪胎壓力值符合要求，不需要充放氣，單片機不發出指令，電磁閥不工作；當輸入氣壓值大于輪胎當前氣壓值時，說明輪胎氣壓偏低，需要對輪胎充氣，這時，單片機便將設定值傳遞給電磁閥，將氣路開通，開始充氣。在充氣的過程中壓力傳感器實時監測，當監測到壓力等于設定值后，單片機發出指令，將氣路斷開，充氣完成；當輸入氣壓值小于輪胎當前氣壓值時，單片機發出指令，控制電磁閥開始放氣，當兩值相等時，電磁閥斷開，停止放氣。

2硬件選配與設計

2.1單片機控制模塊的設計

綜合上述本系統的設計思路和所要實現的各項功能，選取一片STC12C5A60S2單片機即可滿足設計需求，因此選用STC12C5A60S2作為主控芯片。STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機是1T、單時鐘、機器周期的單片機，是高速、低功耗、超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容普通8051，但速度加快8-12倍。工作頻率范圍是0～35MHz，相當于傳統8051的0～420MHz。內部集成MAX810專用復位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉換（250K/S），針對電機控制，強干擾場合。STC12C5A60S2是8051系列單片機，與普通51單片機相比有以下特點:①同樣晶振的情況下，速度是普通51的8～12倍；②有8路10位AD；③多了兩個定時器，帶PWM功能；④有SPI接口；⑤有EEPROM；⑥有1K內部擴展RAM；⑦有WATCH_DOG；⑧多一個串口；⑨IO口可以定義，有四種模式；⑩中斷優先級有四種狀態可定義。此單片機對開發設備的要求很低，開發時間也大大縮短。可以對寫入程序進行加密，很好的保護了知識產權。STC12C5A60S2目前的售價與傳統51差不多，市場供應也很充足。是一款高性價比的單片機。

2.2LCD1602顯示模塊的設計

選用LCD1602液晶顯示屏，1602LCD的特性如下：+5V電壓，利用滑動變阻器可進行對比度的調②提供各種控制命令，實現清屏、光標閃爍、字符閃爍、顯示移位等功能；③提供80字節顯示數據存儲器DDRAM，內建有160個5×7點陣的字型的字符發生器CGROM；④對8根數據線和3根控制線進行編程控制，就可以實現LCD的控制顯示。注意事項：如果沒有顯示字符，或字跡不清晰，或出現全黑的方格，可以找一個螺絲刀，調節16P排母左邊的“液晶對比度電位器”，順時針調節增加對比度，逆時針減小對比度。

2.3鍵盤模塊的設計

鍵盤上有16個按鍵，其中的10個按鍵作為0～9十個數字鍵輸入，剩下的其他六個按鍵可分別作為確定、取消或選擇照明燈等功能，還可以用于后期進行功能擴展設計使用。設計4×4鍵盤，硬件上的制作比較麻煩，但控制起來比較簡單方便。2.4壓力傳感器的設計采用GY-65BOSCHBMP085模塊供電電源：3-5V通信方式：IIC通信協議BMP085是一款精度高、能耗低的壓力傳感器。它的絕對精度最低可以達到0.03hPa，性能卓越，并且能耗極低，只有3μA。BMP085采用強大的8-pin陶瓷無引線芯片承載（LCC）超薄封裝，可以通過I2C總線直接與各種微處理器相連。

3總結

本設計以單片機作為控制核心，系統結構較為簡單，實現了輪胎的智能充放氣過程，具有一定的應用價值，使得該項目具有一定的市場生產價值。

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作者:段少勇 單位:楊凌職業技術學院