AT89C51单片机胎压检测系统设计+电路图(2)

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参考文献 22

致谢 23

1 前言

如今，我国社会已经进入了高质量的发展阶段，人民的物质生活条件逐日提高，汽车也变成了普通家庭的消费品。同时公路网的完善、国内外汽车企业在市场的竞争都会使这一趋势更加明显。但是与之而来的交通事故的增多也是我们必须要考虑的问题，交通隐患的防范工作迫在眉睫。比如由于爆胎引起的事故，其根本原因都是胎压的异常。因此设计出一款汽车胎压检测系统对汽车行驶安全有着极为重要的意义。

随着我国高速公路建设进程的加快，一张覆盖全国的高速网已逐步形成，各省市人们之间的距离也得以缩短。但是无法避免的是高速公路上交通事故数量的大大增加，据统计，我国2012年共发生25起特大交通事故，其中8起发生在高速公路，占32%。自2010年至2012年，全国发生一次性死亡30人以上的特别重大道路交通事故共4起，全部发生在高速公路。据相关部门统计显示，我国已通车的高速公路里程已经超过美国，成为世界第一。由于高速公路流量大、车速快、覆盖范围广的特点，承载了我国70%客运以及40%的货运量，是我国名副其实的道路交通大动脉，高速交通事故的防范工作迫在眉睫。此外，美国每年也有大量高速公路交通事故，美国汽车工程师学会调查结果显示，平均每年因为车胎气压异常造成的交通事故有26万起；爆胎造成的事故占高速公路上发生的交通事故总数的70%；胎压异常引起的车胎故障占故障总数75%。车辆高速行驶时，车胎故障是破坏性最大也是最难以防范的事故隐患，是造成突发性事故的首要原因。汽车胎压过低时有如下危害[1]:过于低的胎压导致轮胎与地面的接触面积增大，胎侧屈挠点改变，内层压缩，外层扩展，产生压缩应力，伴随着车胎温度的上升，车胎材料的性能受到巨大破坏，易导致车胎外表面磨损不均匀，车胎易生热，结果造成了脱层。当行驶中的汽车遇到障碍时，过大的冲击力会使受损的车胎帘线直接断裂，导致车胎爆破。汽车胎压过高时，车胎各个部分的形变和受到的内部应力也增加。增加的内压使得车胎刚性变强，车胎表面的橡胶材料分子链将在长期内处于一种高度的伸张以及应力的状态之下，车胎的耐磨性会明显下降，必然导致车胎外表面中部磨损速度加快。因此，采取哪种措施解决车胎故障，怎样预防爆胎，已经成为社会关注的重要问题。

本设计研究的是一种基于单片机的数字式胎压仪，用于汽车车胎的胎压测量。胎压测量仪是通过气压传感器获得与汽车车胎胎压相应的模拟电压值，再经过A/D变换输入到单片机当中，经单片机处理后，信号被输送到LCD显示屏，司机即可以看到胎压数据。此外当胎压异常时，蜂鸣器也会发出警报提醒司机及时解决胎压异常的情况。本胎压仪采用MPX4105气压传感器获取胎压、AT89C51单片机控制、1602LCD显示器显示信息以及蜂鸣器报警，实现了对汽车轮胎胎压的监测。防止汽车爆胎的发生，降低交通事故发生率，对保障人们的驾车安全有重要意义。

2 系统的总体设计

2.1 总体设计思路

MPX4105气压传感器获取到的压力信息被其转换成电压的模拟信号输出，而单片机无法直接接收处理模拟信号。所以，输出电压要通过A/D转换模块将模拟电压信号变成数字信号脉冲（其频率随输入电压呈线性变化）。单片机接收到该信号后，得到单位时间内获得的脉冲数，依据电压与频率的线性关系式计算出所对应的实际气压值，用户便可以通过LCD显示屏看到车胎胎压。