简析汽车轮胎自动充放气系统的设计范文

摘要：本文结合单片机技术，通过软件设计和硬件匹配，进行了轮胎自动充放气系统的设计，该系统利用微处理器和压力传感器，通过LCD液晶显示屏，直观显示实时值、设定值及工作状态，完成对轮胎的充气、放气、检验一体化，实现了轮胎充放气智能化自动化。该系统可以替代手动充气，操作简单，充放气速度快，大大提高了工作效率，精度高，能够更好保证行车安全，具有一定的实用价值。

关键词：汽车轮胎；自动充放气；单片机；自动控制

0引言

胎压是轮胎的生命，胎压过高过低都会对汽车的行车安全、轮胎寿命、汽车操纵稳定性及节能环保产生不良影响。目前，给汽车轮胎充气大部分仍然采用人手操作的充气装置，利用空压机，连接气管给轮胎充气，人工读取压力表值，看是否达到所要求的压力，没有采用先进的压力检测和控制技术，要精确达到轮胎标准压力往往需经过多次的充气与测量过程，维修人员的劳动强度大，充气时间长，工作效率较低，且充气气压不受控、不精确。随着汽车保有量的增加，再加上生活节奏的加快，市面上的手动轮胎充气设备无法满足不了人们的需求，需要更快捷更安全的充放气装备。研制出自动化、高效精确的汽车轮胎充气设备是现代化汽车维修和生产企业亟待解决的实际问题。因此，研究一个基于单片机自动控制的自动充放气系统是很有必要的。该系统预先设定所需的气压值，它就会自动完成充放气工作，在充放气完成之后自动停止。下面将简单介绍汽车轮胎自动充放气系统的控制器部分的设计原理及设计方案思路。

1设计思路

首先，把气管和轮胎连接起来，压力传感器检测到汽车轮胎内部的气压值，气压值经D/A转换器，转换成8路数字信号传给单片机STC12C5A60S2，接着单片机把接受的气压值送给LCD1602显示器，显示出当前轮胎内部的气压值。然后键盘输入轮胎的标准气压值，并显示出来，接着控制器比较当前气压值和输入标准气压值：如果这两个值相等或者偏差在一定的范围内，说明轮胎压力值符合要求，不需要充放气，单片机不发出指令，电磁阀不工作；当输入气压值大于轮胎当前气压值时，说明轮胎气压偏低，需要对轮胎充气，这时，单片机便将设定值传递给电磁阀，将气路开通，开始充气。在充气的过程中压力传感器实时监测，当监测到压力等于设定值后，单片机发出指令，将气路断开，充气完成；当输入气压值小于轮胎当前气压值时，单片机发出指令，控制电磁阀开始放气，当两值相等时，电磁阀断开，停止放气。

2硬件选配与设计

2.1单片机控制模块的设计

综合上述本系统的设计思路和所要实现的各项功能，选取一片STC12C5A60S2单片机即可满足设计需求，因此选用STC12C5A60S2作为主控芯片。STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是1T、单时钟、机器周期的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容普通8051，但速度加快8-12倍。工作频率范围是0～35MHz，相当于传统8051的0～420MHz。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换（250K/S），针对电机控制，强干扰场合。STC12C5A60S2是8051系列单片机，与普通51单片机相比有以下特点:①同样晶振的情况下，速度是普通51的8～12倍；②有8路10位AD；③多了两个定时器，带PWM功能；④有SPI接口；⑤有EEPROM；⑥有1K内部扩展RAM；⑦有WATCH_DOG；⑧多一个串口；⑨IO口可以定义，有四种模式；⑩中断优先级有四种状态可定义。此单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。可以对写入程序进行加密，很好的保护了知识产权。STC12C5A60S2目前的售价与传统51差不多，市场供应也很充足。是一款高性价比的单片机。

2.2LCD1602显示模块的设计

选用LCD1602液晶显示屏，1602LCD的特性如下：+5V电压，利用滑动变阻器可进行对比度的调②提供各种控制命令，实现清屏、光标闪烁、字符闪烁、显示移位等功能；③提供80字节显示数据存储器DDRAM，内建有160个5×7点阵的字型的字符发生器CGROM；④对8根数据线和3根控制线进行编程控制，就可以实现LCD的控制显示。注意事项：如果没有显示字符，或字迹不清晰，或出现全黑的方格，可以找一个螺丝刀，调节16P排母左边的“液晶对比度电位器”，顺时针调节增加对比度，逆时针减小对比度。

2.3键盘模块的设计

键盘上有16个按键，其中的10个按键作为0～9十个数字键输入，剩下的其他六个按键可分别作为确定、取消或选择照明灯等功能，还可以用于后期进行功能扩展设计使用。设计4×4键盘，硬件上的制作比较麻烦，但控制起来比较简单方便。2.4压力传感器的设计采用GY-65BOSCHBMP085模块供电电源：3-5V通信方式：IIC通信协议BMP085是一款精度高、能耗低的压力传感器。它的绝对精度最低可以达到0.03hPa，性能卓越，并且能耗极低，只有3μA。BMP085采用强大的8-pin陶瓷无引线芯片承载（LCC）超薄封装，可以通过I2C总线直接与各种微处理器相连。

3总结

本设计以单片机作为控制核心，系统结构较为简单，实现了轮胎的智能充放气过程，具有一定的应用价值，使得该项目具有一定的市场生产价值。

参考文献：

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作者:段少勇 单位:杨凌职业技术学院