专利名称：一种基于at89s51单片机的轮胎气压监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车轮胎气压的检测装置，具体的说，是涉及一种能够实现 对轮胎气压进行实时检测的装置。
背景技术：
目前汽车轮胎气压监测系统主要分为间接式轮胎气压监测系统和直接式轮胎气 压监测系统。这两种现有技术在检测轮胎气压时，都各自存在一些问题，下面分别叙述间 接式轮胎压力监测系统是在装有ABS的汽车上，通过对轮胎振动或轮胎半径的分析，间接 检测出轮胎的充气压力是否超过报警极限值，从而决定是否需要报警。这种系统的优点是 耐用性强、可靠性高，不需要电池，也不存在受到无线电波干扰的问题，不需要改装汽车轮 胎，成本比较低。但其缺陷在于不能显示各个轮胎准确的瞬时气压值；同一车轴或同一侧 车轮或4个轮胎气压同时下降时，不能报警；不能同时兼顾车速、监测精度及发动机的布置 和驱动方式；反应时间长且不能判断故障轮胎位置。因此这种系统目前难以适应汽车轮胎 胎压检测的需要。直接式轮胎压力监测系统是利用安装在每个轮胎里的以锂离子电池为电 源的压力传感器来直接测量轮胎气压，并将检测结果通过无线调制发射到安装在驾驶台的 监视器上。监视器随时显示各轮胎气压，驾驶者可以直观地了解各轮胎的气压状况。当轮 胎气压太低或有渗漏时，系统会自动报警。此类系统的优点是显而易见的，市场前景也十分 看好，但现有的装置构成较为复杂，成本较高，因此应用范围较小。
发明内容为了解决背景技术提出的现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于 AT89S51单片机的轮胎气压监测系统，，该种轮胎气压监测系统能够实现轮胎气压监测的智 能化，并且结构简单，大大降低了生产成本，便于推广应用。本实用新型的技术方案是该种基于AT89S51单片机的轮胎气压监测系统，包括 压力传感器、LED数码显示屏和报警电路，此外，所述轮胎气压监测系统还包括DF数据无线 发射模块、DF数据无线接收模块、信号放大器、A/D转换器以及AT89S51单片机；其中，所述 压力传感器向所述DF数据无线发射模块输出检测到的轮胎压力信号，所述DF数据无线接 收模块接收到前述轮胎压力信号将其输出至信号放大器，输出的对应放大信号经A/D转换 器转换成数字信号后输入到所述AT89S51单片机的信号输入端；所述AT89S51单片机将测 得的轮胎压力信号处理后向所述LED数码显示屏输出显示信号。具体实施时，所述压力传感器为NPP301-700A型硅压力传感器，所述信号放大器 采用两级LM358芯片构成，所述A/D转换器采用ADC0809芯片。本实用新型具有如下有益效果本系统采用硅压力传感器NPP301-100作为轮胎 气压检测元件，将轮胎压力信号转换成电压信号，此电压信号极为微弱，经过无线发射模块 和接收模块的传输后，通过运算放大器LM358放大后形成较强的电压信号传输到ADC0809 中转换为数字信号，再由AT89S51单片机将获得的数据进行处理，最后送入显示部分进行
3数码显示，同时当压力过低或过高将由报警电路报警提示。本系统中电路结构简单、易于调 试和维护，且价格便宜，便于推广应用。此外，它具有集成数字化的特点，测量误差小，可以 满足大多实际监测系统的需要。
图1是本实用新型的组成原理框图。图2是本实用新型具体实施例中所述单片机的电气原理图。图3是本实用新型具体实施例中LED数码显示屏及其驱动电路的电气原理图。图4是本实用新型具体实施例中报警电路的电气原理图。图5是本实用新型具体实施例中信号放大器电路的电气原理图。图6是本实用新型具体实施例中为A/D转换器产生500kHz时钟信号的由双D触 发器SUN7474构成的分频电路电气原理图。图7是本实用新型具体实施例中A/D转换器的电气原理图。图8是本实用新型具体实施例中压力传感器的电气原理图。图9是本实用新型具体实施例作为电源输入端的USB供电电路的电气原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明由图1所示，该种基于AT89S51单片机的轮胎气压监测系统，包括压力传感器、LED 数码显示屏和报警电路等常规组成单元，其独特之处在于所述轮胎气压监测系统内还包 括DF数据无线发射模块、DF数据无线接收模块、信号放大器、A/D转换器以及AT89S51单 片机；其中，所述压力传感器向所述DF数据无线发射模块输出检测到的轮胎压力信号，所 述DF数据无线接收模块接收到前述轮胎压力信号将其输出至信号放大器，输出的对应放 大信号经A/D转换器转换成数字信号后输入到所述AT89S51单片机的信号输入端；所述 AT89S51单片机将测得的轮胎压力信号处理后向所述LED数码显示屏输出显示信号。下面给出一个优化的具体实施例所述压力传感器为NPP301-700A型硅压力传感 器，将轮胎压力信号转换成电压信号，其电气原理图如图8所示。考虑到此电压信号极为微 弱，因此所述信号放大器采用两级LM358芯片构成，如图5所示。而所述A/D转换器采用 ADC0809芯片，如图7所示，由于其要求提供在其CLK引脚上接入500kHz的时钟信号，为此 选用双D触发器SUN7474对单片机的ALE引脚上的时钟信号进行频率变换得到500kHz的 时钟信号，双D触发器SUN7474的电气原理图如图6所示。所述无线发射模块选择DF数据模块，DF数据模块采用ASK方式调制，以降低功 耗，当数据信号停止时发射电流降为零，数据信号与DF发射模块输入端可以用电阻或者直 接连接而不能用电容耦合，否则DF发射模块将不能正常工作。数据电平应接近DF数据模 块的实际工作电压，以获得较高的调制效果。DF发射模块垂直安装在轮胎内胎的外侧壁上， 应离开周围器件5mm以上，以免受分布参数影晌。DF模块的传输距离与调制信号頻率及幅 度、发射电压及电池容量、发射天线、接收机的灵敏度以及收发环境有关。一般在开阔区最 大发射距离约800米，在有障碍的情况下，距离会缩短，由于无线电信号传输过程中的折射 和反射会形成一些死区及不稳定区域，不同的收发环境会有不同的收发距离。[0020]本系统的具体工作过程如下首先，要完成对ADC0809的初始化并读取其转换结果。将OE引脚信号置为0，然后 给ST —个正脉冲信号，启动A/D转换。在硬件接线中，已确定将ADC0809的转换完成标志 位接到了 AT89S51的P3.2 口上，故只需判断位P3.2的值即可知转换是否完成。当转换完 成，将OE置1即可读数据通道上的数据。其次，要对单片机读入的信号进行变换以得到轮胎实时压力。由于传感器输出的 信号是经过放大接入A/D的，故需在此将读取的A/D转换结果除以放大倍数，再根据传感器 的输出与输入的关系和A/D转换的输出与输入的关系可得此结果对应的压力的大小，通过 以上运算即可得当前轮胎的实时压力大小。再次，要将变换得到的压力信号送到数码管进行显示，如图3所示。在本设计中采 用动态数码显示的方法设计的4位8段数码显示模块，另外在显示过程中，使用定时器定时 刷新的方式，通过片选逐一刷新每位数码管上显示的数据。只要定时器中断的时间设置合 适，在肉眼看来，数码管的显示就是连续的。这样的设计有利于节省单片机的管脚资源，设 计简便。此外，本方案采用集成的4位8段共阳极的数码管，可减少PCB板上的线路数量， 增强系统的集成度。最后，要完成对胎压不正常时的报警提示功能。由于本实施例中采用简单的蜂鸣 器的驱动电路作为报警电路，故其软件设计也很简单，只需在蜂鸣器所接的管脚上输出低 电平即可使蜂鸣器产生报警信号。在电源模块的设计中，为提高电源效率及简单实用，本例中采用USB供电方式，如 图9所示，该设计使电源的获得较方便且避免了传统中采用交流220V时产生的很大的功率 损耗、芯片发热、干扰等缺点。综上所述，本系统中的电路实现容易，制作简单，且价格便宜，克服了采用分立元 件分散性大，不便于集成数字化的缺点。同时，调整方便、可兼顾的指标多，而且最重要的是 其测量误差小，可以满足大多实际监测系统的需要。
权利要求1.一种基于AT89S51单片机的轮胎气压监测系统，包括压力传感器、LED数码显示屏和 报警电路，其特征在于所述轮胎气压监测系统还包括DF数据无线发射模块、DF数据无线 接收模块、信号放大器、A/D转换器以及AT89S51单片机；其中，所述压力传感器向所述DF 数据无线发射模块输出检测到的轮胎压力信号，所述DF数据无线接收模块接收到前述轮 胎压力信号将其输出至信号放大器，输出的对应放大信号经A/D转换器转换成数字信号后 输入到所述AT89S51单片机的信号输入端；所述AT89S51单片机将测得的轮胎压力信号处 理后向所述LED数码显示屏输出显示信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于AT89S51单片机的轮胎气压监测系统，其特征在于 所述压力传感器为NPP301-700A型硅压力传感器，所述信号放大器采用两级LM358芯片构 成，所述A/D转换器采用ADC0809芯片。
专利摘要一种基于AT89S51单片机的轮胎气压监测系统。主要解决现有轮胎气压间接检测系统结构复杂、生产成本高难以推广的问题。其特征在于所述系统还包括DF数据无线发射模块、DF数据无线接收模块、信号放大器、A/D转换器以及AT89S51单片机；其中，压力传感器向DF数据无线发射模块输出检测到的轮胎压力信号，DF数据无线接收模块接收到前述轮胎压力信号将其输出至信号放大器，输出的对应放大信号经A/D转换器转换成数字信号后输入到AT89S51单片机的信号输入端；所述AT89S51单片机将测得的轮胎压力信号处理后向所述LED数码显示屏输出显示信号。该种轮胎气压监测系统能够实现轮胎气压监测的智能化，并且结构简单，大大降低了生产成本，便于推广应用。
文档编号B60C23/04GK201922865SQ201120055950
公开日2011年8月10日 申请日期2011年3月6日 优先权日2011年3月6日
发明者刘斌, 李卓 申请人:东北石油大学