專利名稱：一種基于at89s51單片機(jī)的輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽車輪胎氣壓的檢測裝置，具體的說，是涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn) 對輪胎氣壓進(jìn)行實時檢測的裝置。
背景技術(shù)：
目前汽車輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)主要分為間接式輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)和直接式輪胎氣 壓監(jiān)測系統(tǒng)。這兩種現(xiàn)有技術(shù)在檢測輪胎氣壓時，都各自存在一些問題，下面分別敘述間 接式輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)是在裝有ABS的汽車上，通過對輪胎振動或輪胎半徑的分析，間接 檢測出輪胎的充氣壓力是否超過報警極限值，從而決定是否需要報警。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是 耐用性強(qiáng)、可靠性高，不需要電池，也不存在受到無線電波干擾的問題，不需要改裝汽車輪 胎，成本比較低。但其缺陷在于不能顯示各個輪胎準(zhǔn)確的瞬時氣壓值；同一車軸或同一側(cè) 車輪或4個輪胎氣壓同時下降時，不能報警；不能同時兼顧車速、監(jiān)測精度及發(fā)動機(jī)的布置 和驅(qū)動方式；反應(yīng)時間長且不能判斷故障輪胎位置。因此這種系統(tǒng)目前難以適應(yīng)汽車輪胎 胎壓檢測的需要。直接式輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)是利用安裝在每個輪胎里的以鋰離子電池為電 源的壓力傳感器來直接測量輪胎氣壓，并將檢測結(jié)果通過無線調(diào)制發(fā)射到安裝在駕駛臺的 監(jiān)視器上。監(jiān)視器隨時顯示各輪胎氣壓，駕駛者可以直觀地了解各輪胎的氣壓狀況。當(dāng)輪 胎氣壓太低或有滲漏時，系統(tǒng)會自動報警。此類系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，市場前景也十分 看好，但現(xiàn)有的裝置構(gòu)成較為復(fù)雜，成本較高，因此應(yīng)用范圍較小。
發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)提出的現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種基于 AT89S51單片機(jī)的輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)，，該種輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)輪胎氣壓監(jiān)測的智 能化，并且結(jié)構(gòu)簡單，大大降低了生產(chǎn)成本，便于推廣應(yīng)用。本實用新型的技術(shù)方案是該種基于AT89S51單片機(jī)的輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)，包括 壓力傳感器、LED數(shù)碼顯示屏和報警電路，此外，所述輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)還包括DF數(shù)據(jù)無線 發(fā)射模塊、DF數(shù)據(jù)無線接收模塊、信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換器以及AT89S51單片機(jī)；其中，所述 壓力傳感器向所述DF數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊輸出檢測到的輪胎壓力信號，所述DF數(shù)據(jù)無線接 收模塊接收到前述輪胎壓力信號將其輸出至信號放大器，輸出的對應(yīng)放大信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換 器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入到所述AT89S51單片機(jī)的信號輸入端；所述AT89S51單片機(jī)將測 得的輪胎壓力信號處理后向所述LED數(shù)碼顯示屏輸出顯示信號。具體實施時，所述壓力傳感器為NPP301-700A型硅壓力傳感器，所述信號放大器 采用兩級LM358芯片構(gòu)成，所述A/D轉(zhuǎn)換器采用ADC0809芯片。本實用新型具有如下有益效果本系統(tǒng)采用硅壓力傳感器NPP301-100作為輪胎 氣壓檢測元件，將輪胎壓力信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，此電壓信號極為微弱，經(jīng)過無線發(fā)射模塊 和接收模塊的傳輸后，通過運(yùn)算放大器LM358放大后形成較強(qiáng)的電壓信號傳輸?shù)紸DC0809 中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再由AT89S51單片機(jī)將獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后送入顯示部分進(jìn)行
3數(shù)碼顯示，同時當(dāng)壓力過低或過高將由報警電路報警提示。本系統(tǒng)中電路結(jié)構(gòu)簡單、易于調(diào) 試和維護(hù)，且價格便宜，便于推廣應(yīng)用。此外，它具有集成數(shù)字化的特點(diǎn)，測量誤差小，可以 滿足大多實際監(jiān)測系統(tǒng)的需要。

圖1是本實用新型的組成原理框圖。圖2是本實用新型具體實施例中所述單片機(jī)的電氣原理圖。圖3是本實用新型具體實施例中LED數(shù)碼顯示屏及其驅(qū)動電路的電氣原理圖。圖4是本實用新型具體實施例中報警電路的電氣原理圖。圖5是本實用新型具體實施例中信號放大器電路的電氣原理圖。圖6是本實用新型具體實施例中為A/D轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生500kHz時鐘信號的由雙D觸 發(fā)器SUN7474構(gòu)成的分頻電路電氣原理圖。圖7是本實用新型具體實施例中A/D轉(zhuǎn)換器的電氣原理圖。圖8是本實用新型具體實施例中壓力傳感器的電氣原理圖。圖9是本實用新型具體實施例作為電源輸入端的USB供電電路的電氣原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明由圖1所示，該種基于AT89S51單片機(jī)的輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)，包括壓力傳感器、LED 數(shù)碼顯示屏和報警電路等常規(guī)組成單元，其獨(dú)特之處在于所述輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)還包 括DF數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊、DF數(shù)據(jù)無線接收模塊、信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換器以及AT89S51單 片機(jī)；其中，所述壓力傳感器向所述DF數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊輸出檢測到的輪胎壓力信號，所 述DF數(shù)據(jù)無線接收模塊接收到前述輪胎壓力信號將其輸出至信號放大器，輸出的對應(yīng)放 大信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入到所述AT89S51單片機(jī)的信號輸入端；所述 AT89S51單片機(jī)將測得的輪胎壓力信號處理后向所述LED數(shù)碼顯示屏輸出顯示信號。下面給出一個優(yōu)化的具體實施例所述壓力傳感器為NPP301-700A型硅壓力傳感 器，將輪胎壓力信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，其電氣原理圖如圖8所示?？紤]到此電壓信號極為微 弱，因此所述信號放大器采用兩級LM358芯片構(gòu)成，如圖5所示。而所述A/D轉(zhuǎn)換器采用 ADC0809芯片，如圖7所示，由于其要求提供在其CLK引腳上接入500kHz的時鐘信號，為此 選用雙D觸發(fā)器SUN7474對單片機(jī)的ALE引腳上的時鐘信號進(jìn)行頻率變換得到500kHz的 時鐘信號，雙D觸發(fā)器SUN7474的電氣原理圖如圖6所示。所述無線發(fā)射模塊選擇DF數(shù)據(jù)模塊，DF數(shù)據(jù)模塊采用ASK方式調(diào)制，以降低功 耗，當(dāng)數(shù)據(jù)信號停止時發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號與DF發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直 接連接而不能用電容耦合，否則DF發(fā)射模塊將不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近DF數(shù)據(jù)模 塊的實際工作電壓，以獲得較高的調(diào)制效果。DF發(fā)射模塊垂直安裝在輪胎內(nèi)胎的外側(cè)壁上， 應(yīng)離開周圍器件5mm以上，以免受分布參數(shù)影晌。DF模塊的傳輸距離與調(diào)制信號頻率及幅 度、發(fā)射電壓及電池容量、發(fā)射天線、接收機(jī)的靈敏度以及收發(fā)環(huán)境有關(guān)。一般在開闊區(qū)最 大發(fā)射距離約800米，在有障礙的情況下，距離會縮短，由于無線電信號傳輸過程中的折射 和反射會形成一些死區(qū)及不穩(wěn)定區(qū)域，不同的收發(fā)環(huán)境會有不同的收發(fā)距離。[0020]本系統(tǒng)的具體工作過程如下首先，要完成對ADC0809的初始化并讀取其轉(zhuǎn)換結(jié)果。將OE引腳信號置為0，然后 給ST —個正脈沖信號，啟動A/D轉(zhuǎn)換。在硬件接線中，已確定將ADC0809的轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志 位接到了 AT89S51的P3.2 口上，故只需判斷位P3.2的值即可知轉(zhuǎn)換是否完成。當(dāng)轉(zhuǎn)換完 成，將OE置1即可讀數(shù)據(jù)通道上的數(shù)據(jù)。其次，要對單片機(jī)讀入的信號進(jìn)行變換以得到輪胎實時壓力。由于傳感器輸出的 信號是經(jīng)過放大接入A/D的，故需在此將讀取的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果除以放大倍數(shù)，再根據(jù)傳感器 的輸出與輸入的關(guān)系和A/D轉(zhuǎn)換的輸出與輸入的關(guān)系可得此結(jié)果對應(yīng)的壓力的大小，通過 以上運(yùn)算即可得當(dāng)前輪胎的實時壓力大小。再次，要將變換得到的壓力信號送到數(shù)碼管進(jìn)行顯示，如圖3所示。在本設(shè)計中采 用動態(tài)數(shù)碼顯示的方法設(shè)計的4位8段數(shù)碼顯示模塊，另外在顯示過程中，使用定時器定時 刷新的方式，通過片選逐一刷新每位數(shù)碼管上顯示的數(shù)據(jù)。只要定時器中斷的時間設(shè)置合 適，在肉眼看來，數(shù)碼管的顯示就是連續(xù)的。這樣的設(shè)計有利于節(jié)省單片機(jī)的管腳資源，設(shè) 計簡便。此外，本方案采用集成的4位8段共陽極的數(shù)碼管，可減少PCB板上的線路數(shù)量， 增強(qiáng)系統(tǒng)的集成度。最后，要完成對胎壓不正常時的報警提示功能。由于本實施例中采用簡單的蜂鳴 器的驅(qū)動電路作為報警電路，故其軟件設(shè)計也很簡單，只需在蜂鳴器所接的管腳上輸出低 電平即可使蜂鳴器產(chǎn)生報警信號。在電源模塊的設(shè)計中，為提高電源效率及簡單實用，本例中采用USB供電方式，如 圖9所示，該設(shè)計使電源的獲得較方便且避免了傳統(tǒng)中采用交流220V時產(chǎn)生的很大的功率 損耗、芯片發(fā)熱、干擾等缺點(diǎn)。綜上所述，本系統(tǒng)中的電路實現(xiàn)容易，制作簡單，且價格便宜，克服了采用分立元 件分散性大，不便于集成數(shù)字化的缺點(diǎn)。同時，調(diào)整方便、可兼顧的指標(biāo)多，而且最重要的是 其測量誤差小，可以滿足大多實際監(jiān)測系統(tǒng)的需要。
權(quán)利要求1.一種基于AT89S51單片機(jī)的輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)，包括壓力傳感器、LED數(shù)碼顯示屏和 報警電路，其特征在于所述輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)還包括DF數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊、DF數(shù)據(jù)無線 接收模塊、信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換器以及AT89S51單片機(jī)；其中，所述壓力傳感器向所述DF 數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊輸出檢測到的輪胎壓力信號，所述DF數(shù)據(jù)無線接收模塊接收到前述輪 胎壓力信號將其輸出至信號放大器，輸出的對應(yīng)放大信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后 輸入到所述AT89S51單片機(jī)的信號輸入端；所述AT89S51單片機(jī)將測得的輪胎壓力信號處 理后向所述LED數(shù)碼顯示屏輸出顯示信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于AT89S51單片機(jī)的輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于 所述壓力傳感器為NPP301-700A型硅壓力傳感器，所述信號放大器采用兩級LM358芯片構(gòu) 成，所述A/D轉(zhuǎn)換器采用ADC0809芯片。
專利摘要一種基于AT89S51單片機(jī)的輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)。主要解決現(xiàn)有輪胎氣壓間接檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)成本高難以推廣的問題。其特征在于所述系統(tǒng)還包括DF數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊、DF數(shù)據(jù)無線接收模塊、信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換器以及AT89S51單片機(jī)；其中，壓力傳感器向DF數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊輸出檢測到的輪胎壓力信號，DF數(shù)據(jù)無線接收模塊接收到前述輪胎壓力信號將其輸出至信號放大器，輸出的對應(yīng)放大信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入到AT89S51單片機(jī)的信號輸入端；所述AT89S51單片機(jī)將測得的輪胎壓力信號處理后向所述LED數(shù)碼顯示屏輸出顯示信號。該種輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)輪胎氣壓監(jiān)測的智能化，并且結(jié)構(gòu)簡單，大大降低了生產(chǎn)成本，便于推廣應(yīng)用。
文檔編號B60C23/04GK201922865SQ201120055950
公開日2011年8月10日 申請日期2011年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月6日
發(fā)明者劉斌, 李卓 申請人:東北石油大學(xué)