汽车胎压监测系统设计
济南大学泉城学院毕业设计
题目汽车胎压监测系统设计
学院工学院
专业机械设计制造及其自动化（专升本）班级1501班
学生刘立兵
学号2015040113
指导教师张兴达武华
二〇一七年五月十六日
摘要
随着时代发展和科技进步汽车已成为了人们常用的且离不开的交通工具。随着汽车数量的增多交通事故发生的数量也越来越多，而其中汽车轮胎压力异常成为重要诱因。针对这一问题，本文提出了一种基于单片机的汽车胎压监测系统。实现了测试汽车轮胎压力的功能，由三种不同的计量单位通过LCD显示给用户，如果超出预设阈值就会发出警报提醒司机安全行驶。
本设计主要包含硬件设计与软件设计两部分。硬件部分主要包含气压传感器BMP085、STC89C52单片机和1602LCD等。通过气压传感器BMP085获取与汽车胎压相对的模拟电压值，经过V/F变换输入到单片机进行处理，最终由通过LCD显示电路显示相应气压值。软件部分采用C语言作为开发工具软件，在Keil C环境下进行了对单片机各个端口以及定时器工作方式和串行口工作方式进行设置，并对定时器和串行口进行初始化用以实现对单片机和各个功能模块芯片之间通讯和联络的设定，以及分配地址空间交代程序中各个变量等的设计和编码。
通过软件仿真及实物之作运行调试，完成了系统的可靠性、稳定性等性能的测试，实现了预期功能，为进一步研究及应用提供了一定的数据参考。
关键词：单片机；传感器；胎压
ABSTRACT
With the development of the times and the progress of science and technology, the automobile has become a common and indispensable means of transportation. With the increase of the number of cars, the number of traffic accidents is increasing, and the abnormal tire pressure becomes an important incentive. To solve this problem, a monitoring system of automobile tire pressure based on single chip microcomputer is presented in this paper. The function of testing the tire pressure of the automobile is realized. The three different measuring units are displayed through the LCD to the user. If the preset threshold is exceeded, the alarm will be sent to remind the driver to drive safely.
This design mainly includes two parts: hardware design and software design. The hardware part mainly includes the barometric pressure sensor, BMP085, STC89C52 monolithic integrated circuit and 1602LCD and so on. The analog voltage value relative to the tire pressure is obtained by the pressure sensor BMP085, which is input to the MCU by the V/F transformation, and finally the corresponding barometric value is displayed by the LCD display circuit. The software adopts C language as software development tools, in the Keil C environment for setting up the MCU port and timer working mode and serial port mode, and the timer and serial port in order to achieve between the microcontroller and the functional modules of the chip communication and contact setting initialization, design and encoding and distribution address space program variables such as account.
Through the software simulation and the debugging of the object, the system's reliability, stability and other performance tests are completed, and the expected function is achieved. It provides a certain data reference for further research and application.
Keywords: pressure sensor; tire pressure; MCU
目录
摘要 ............................................................................................................................................. I ABSTRACT .............................................................................................................................. II 1前言 .. (1)
1.1研究背景及意义 (1)
1.2国内外研究和发展的概况 (1)
1.3本设计内容 (2)
2系统总体设计 (4)
2.1总体设计思路 (4)
2.2软硬件设计方案 (5)
2.2.1硬件部分 (5)
2.2.2软件部分 (5)
3系统的硬件设计 (7)
3.1硬件设计思路 (7)
3.2单片机最小系统 (7)
3.2.1晶振电路 (8)
3.2.2供电电路 (9)
3.2.3复位电路 (9)
3.3信号采集电路 (10)
3.3.1无线模块 (10)
3.3.2传感器电路 (11)
3.4电源转换电路 (13)
3.5显示电路 (14)
3.6按键输入电路 (16)
3.7报警电路 (17)
4系统的软件设计 (18)
4.1软件设计思路 (19)
4.1.1如何由频率计算出气压值 (19)
4.1.2软件设计功能及重要的说明 (19)
4.2程序流程图 (20)
4.3程序实现及调试 (22)
4.4系统仿真及调试 (23)
4.5系统制作及调试 (24)
4.5.1系统的制作 (25)
4.5.2系统的调试 (26)
5结论 (29)
参考文献 (30)
致谢 (31)
附录A 系统设计原理图 (32)
附录B 仿真图 (34)
图C 仿真图 (34)
附录C 程序清单 (34)
附录D 元件清单 (39)
附录E 实物图 (41)
1前言
1.1研究背景及意义
随着交通运输的不断发展，汽车数量和车速也越来越高。而伴随着的则是对安全严重考验。而爆胎，疲劳驾驶，超速已经成为了三大交通事故杀手。而其中以汽车爆胎的难预测和不确定性成为了司机头疼不已的事情。据统计，在中国因为爆胎引发的事故比例达70%，在美国更是高达80%[1]。因此怎么样防止汽车爆胎原因成为了一项重要课题。据国家轮胎质量监督中心专家研究发现，汽车轮胎气压正常与否是一项重要因素。因此汽车轮胎压力监测系统（简称TPMS）则变成了最理想的工具。汽车轮胎压力监测系统应运而生。
所以轮胎气压情况检测是必须的，而气压量是无法通过肉眼观测的，而且在高速行驶时也是不实际的，TPMS可以帮助人们随时随地不间断的监测气压量[2]。从经济性上考虑，据统计和试验验证气压量每下降十分之一而轮胎的寿命会缩短四分之一。不仅如此，从油耗上看，汽车轮胎气压量下降时会使得轮胎与地面摩擦力下降，而且轮胎抓地力不牢导致油耗会上升。根据实验研究气量下降十分之一时在相同油量下汽车行驶会下降2%。同时在汽车保养方面，当气压量下降时汽车底盘下沉，悬挂系统也会受到损伤，时间一长造成极大的经济损失。不仅如此，这些损伤还;会造成交通事故，造成人身安全危害[3]。
1.2国内外研究和发展的概况
早在2001年美国就通过了TRAD法案，法案要求到2007年所有美国销售的新车都必须将TPMS作为标准配置。美国国家公路安全管理局（NHTHA）2002年颁布的法规要求监控器在轮胎气压低于生产商推荐值的25%～30%时向司机报警，建议从2004年开始新车应安装轮胎气压监测系统（TPMS）[4]。继美国之后，欧洲也制定相应的法规，要求其国内的汽车厂商安装TPMS。
在2004年美国印第安纳波利斯博览会上，加拿大轮胎设备公司推出了世界上第二套摩托车轮胎专用TPMS；第一套是由英国Meta system公司2002年推出的[5]。该产品能够在摩托车行驶过程当中监测和显示出每只轮胎的充气内压和温度信息，如果出现偏差，就会通过报警灯提醒乘骑者注意。
日本阿尔卑斯电气公司开发的不需要电池的汽车轮胎气压监测系统最近通过有关试验验证，符合欧洲及美国的电磁波相关法律规定，今后将以行驶条件及轮胎种类等因素的影响为中心进行评测，计划在欧美、日本等地进行实地试验，2004年8月开始提供样品，2006年投入批量生产。
国外的TPMS产品已经相当成熟，能够经受5—7万公里的使用测试，现在国外的TPMS的研发重点在于开发无源的TPMS，如采用SAW这类无源器件的频率变化来监测轮胎压力的变化。
TMPS的研究在中国刚刚起步。目前各厂家的重点并非是如何开拓市场，而是如何提高产品性能和质量。目前国内的TPMS系统问题不少：国内需配备专用的主机、显示屏；需要在车内固定和接线，安装繁琐、影响美观、整车厂难以配装；不能设定标准胎压、无法保障轮胎合理使用；不具备抗干扰的清晰语音提示报警功能，会造成驾驶员视线转移；因辐射效率、编码纠错性能差、在恶劣环境下漏报严重。直接式TPMS产品无线信号传输的稳定性可靠性不足，电池寿命问题，传感器寿命和耐久性问题。此外，TPMS 零组件主要靠进口，缺乏自主知识产权的产品。
1.3本设计内容
(1)设计内容研究
硬件设计部分
本设计硬件选择了STC89C52单片机、MPX4105气压传感器、AMS1117—3.3电源转换电路以及1602字符型LCD等器件[6]。由气压传感器获得与汽车轮胎胎压相对应模拟电压值，经过V/F变换输入到单片机进行处理，通过LCD显示相应气压值。测试是选择用电位器模拟实现功能，通过电位器的调节可改变气压值，达到预设阈值就会报警，红灯亮起同时蜂鸣器发出嗡嗡响声，有三种不同的度量单位，可通过功能选择按键选择度量单位并设置阈值。本系统采用集成的单片机主控，通过压力传感器将气压信号送入带A/D转换的STC89C52单片机中，以及在相关模拟分立元件的辅助下进行A/D 转换以及其它的数据处理，将处理的结果送显示部分进行显示。
软件设计部分
本系统通过对单片机各个端口的设置，以及定时器工作方式和串行口工作方式的选择，并对定时器和串行口进行初始化用以实现对单片机和各个功能模块芯片之间通讯和联络的设定。在主程序模块中我们关键是使单片机初始化，以及分配地址空间交代程序中各个变量等。其中最为关键的是连接子程序的各个功能模块。
（2）拟采取的研究方法及选用技术
大部分的TPMS系统主要部分有：位于汽车轮胎内部的远程胎压监测模块（Remote Tyre Pressure Monitoring）即是使用nrf2401和SP12组合而成的检测模块和安在驾驶台上的监视器（LCD显示器）即接收器与液晶屏显示[7]。安装在每个轮胎内部的测量轮胎压力，将测量得到的信号经过nrf2401调制后通过高频无线电波（RF）发射出去。通常情况下一个TPMS系统有4个RTPM模块。驾驶室内的监视器接收由nrf2401模块传回的信息，并将数据在屏幕上显示，供驾驶者加以参考。一旦汽车轮胎发生了异常情况，
驾驶室内的监视器可以根据不同的异常情况，发出报警信号。
TPMS大体分为两种类型：间接式，它利用的是轮胎速度差，从而可以监测轮胎状况，但其缺点是无法对多个轮胎不正常状态做出准确判断且在高速下也无法做出判断。第二种直接式TPMS，它使用压力传感器直接测量压力得出数据，并通过高频传出信号。监视器可以动态显示气压值，并可以在不正常状态下向驾驶员提出报警[8]。经实验证明直接式要比间接式方便和精确。因此许多汽车制造厂商采用了直接式方式。现在国内各个汽车厂家也开始追随世界潮流，在自己的汽车上安装直接式检测系统，但大多为国外成品，自主能力较差发展潜力较深。
本设计选用的是直接式测量方法。它以STC89C52单片机为核心,并包括三合一集成式传感器芯片SP12和2.4 GHz全双工无线通信收发模块nRF2401[9]。SP12在单片机控制下检测压力传输数据。并以数字量形式输出,再经过单片机MCU打包后通过nRF2401调制成高频发射出去。而同时,也可以利用24l01传输控制信号[10]。而在接收方在接收信号后经过数据调整再通过液晶屏显示。
2 系统总体设计
2.1总体设计思路
本设计为汽车胎压检测系统设计，而设计主要为无线胎压检测。其中一个为胎压检测板，运用在实际中就是安装在轮胎内侧；另一个为胎压采集板，运用在实际中就是安装在汽车内部用以接收胎压状况以及内部温度。
由于测量时被测气压由气压传感器转换为模拟的电压输出，此输出信号不能直接交由单片机处理。因此，需要经过A/D 转换模块把气压传感器输出的模拟电压信号转换为数字脉冲（其频率随输入电压呈线性变化）。通过单片机接收该脉冲信号，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，最后把信号传输给无线模块。系统总体框图如图2.1所示：
图2.1 胎压采集板系统总体框图
通过对单片机各个端口的设置以及串行口工作方式的选择，并对串行口进行初始化用以实现对单片机和各个功能模块芯片之间通讯和联络的设定。在主程序模块中关键是使单片机初始化，以及分配地址空间交代程序中各个变量等。其中最为关键的是连接子程序的各个功能模块。
胎压接收板主要通过胎压采集板无线模发送过来的无线信号传输给胎压接收板的无线模块，然后经过A/D 转换模块把气压传感器输出的模拟电压信号转换为数字脉冲通过单片机接收该脉冲信号 ，通过下载电路将信息下载到单片机内，通过按键控制和电源转换电路的输入，单片机会将信息传送给LCD 显示和报警电路。系统总体框图如图2.2所示：
气压
传感器
STC89C52控制 无线模块 开关 下载电路
电源 状态灯
图2.2胎压接收板系统总体框图
2.2软硬件设计方案
2.2.1硬件部分
本系统采用集成的单片机主控，通过压力传感器将气压信号送入带A/D 转换的STC89C52单片机中，以及在相关模拟分立元件的辅助下进行A/D 转换以及其它的数据处理，将处理的结果送显示部分进行显示。
硬件部分主要包括胎压采集板和胎压接收板两部分，其中胎压采集板包括单片机STC89C52、无线模块NRF2401、开关、状态灯、下载电路、气压传感器以及电源转换电路AMS1117M —3.3等，而胎压接收板包括单片机STC89C52、无线模块NRF2401、开关、下载电路、电源转换电路AMS1117M —3.3、蜂鸣器、按键电路以及液晶显示器LCD1602等。
2.2.2软件部分
本系统通过对单片机各个端口的设置，以及定时器工作方式和串行口工作方式的选择，并对定时器和串行口进行初始化用以实现对单片机和各个功能模块芯片之间通讯和联络的设定[11]。在主程序模块中我们关键是使单片机初始化，以及分配地址空间交代程序中各个变量等。其中最为关键的是连接子程序的各个功能模块。
本设计采用C 语言作为编程工具。C 语言是一种编译型的结构化程序设计语言，具有简单的语法结构和强大的处理功能，具有运行速度快、编译效率高、移植性好和可读性强等多种优点，可以实现对系统硬件的直接操作。用C 语言来编写目标系统软件，可以大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而开发出大
无线 模块 STC89C52控制 LCD 显示 按键控制 下载电路
电源 报警电路
规模、高性能的应用系统。此外C语言提供auto、static、flash等存储类型，针对单片机的程序存储空间、数据存储空间及EEPROM空间自动为变量合理地分配空间，而且C语言提供复杂的数据类型，极大地增强了程序处理能力和灵活性[12]。C编译器能够自动实现中断服务程序的现场保护和恢复，并且提供常用的标准函数库，供用户使用。并且C编译器能自动生成一些硬件的初始化代码。对于一些复杂系统的开发，还可以通过移植(或C编译器提供)的实时操作系统来实现。正由于C语言在系统开发中的优势，这次设计的所有程序设计都将采用C语言编写。
3系统的硬件设计
3.1硬件设计思路
汽车胎压检测系统的硬件电路可分为4个部分：气压传感器、电源转换电路、单片机电路和下载电路。
气压传感器将+5V的电源转换成3.3V，因为气压传感器的VCC是3.3V，气压传感器的通信协议是IIC协议。工作时，气压传感器将被测物理量转换成mV级的电压信号，并送往放大倍数很高而又可以互相抵消温度漂移的差动式放大器。放大后的信号经电压电流转换变换成相应的电流信号，再经过非线性校正，最后产生与输入压力成线性对应关系的标准电流电压信号。
电源转换电路AMS1117系列稳压器有可调版与多种固定电压版，设计用于提供1A 输出电流且工作压差可低至1V。在最大输出电流时，AMS1117器件的最小压差保证不超过1.3V，并随负载电流的减小而逐渐降低。
单片机的设计思路：根据设计要求，选择STC89C52单片机为核心控制器件。，A/D 转换采用ADC0808实现，与单片机的接口为P1口和P2口的高四位引脚。电压显示采用4位一体的LED数码管。LED数码的段码输入,由并行端口P0产生：位码输入，用并行端口P2低四位产生。
下载电路也叫串口电路，就是所谓的串口通讯，RXD和TXD接在单片机相应的位置，把电源接在+5V和GND上面，在每次通电之后，按下开关可以把+5V和VCC接在一起，VCC就是整个系统的电源，+5V只不过在整个系统电源上串联一个开关，就是用以关断系统的功能，相应的供电电源接在一起，单片机在每次启动开机的时候，它会检测串口这边是否有数据过来下载信息，如果有下载信息，那么它会将内部Flash进行擦除掉，然后再把下载电路里面串口里面的数据写到内部Flash里面去，这就是程序的擦除，程序的下载也可以进行串口通讯，本设计没有进行串口设计。
3.2单片机最小系统
最小系统就是可以让单片机正常运行的系统，，包括VCC，GND,震荡电路，单片机，这几个构成最小系统，震荡电路使用晶振是11.0595M，安全震荡频率在22.1184MHZ，一般使用11.0595MHZ晶振，然后使用两个30pF的电容并联在一起接在GND上面，晶振振荡器在通电的情况下会震荡，30pF电容在Y1上可以稳幅，并且可以起振幅度可以达到4.7V左右，另外一端可以达到3V左右，单片机内部有反相器。具体如图3.1所示：
图3.1 单片机最小系统
3.2.1晶振电路
单片机系统里都有晶振，在单片机系统里晶振作用非常大，全程叫晶体振荡器，他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。
在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器(VCO)。晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。
单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。
晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。
STC89C52使用11.0592MHz的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在15pF至50pF之间。如图3.2所示：
图3.2 晶振电路
3.2.2供电电路
对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。51单片机虽然使用时间最早、应用范围最广，但是在实际使用过程中，一个和典型的问题就是相比其他系列的单片机，51单片机更容易受到干扰而出现程序跑飞的现象，克服这种现象出现的一个重要手段就是为单片机系统配置一个稳定可靠的电源供电模块。
此最小系统中的电源供电模块的电源可以通过计算机的USB口供给，也可使用外部稳定的5V电源供电模块供给。电源电路中接入了电源指示LED，图中C4为LED的电容10uF。如图3.3所示：
图3.3 单片机供电电路图
3.2.3复位电路
单片机的置位和复位，都是为了把电路初始化到一个确定的状态，一般来说，单片机复位电路作用是把一个例如状态机初始化到空状态，而在单片机内部，复位的时候单片机是把一些寄存器以及存储设备装入厂商预设的一个值。
图3.4 复位电路图
单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容，实现上电复位。当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期。具体数值可以由RC电路计算出时间常数。
复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。
(1)上电复位：STC89系列单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。
(2)按键复位：按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。
3.3信号采集电路
在测量轮胎压力时，重要是考虑到信号采集电路，而本设计主要用了无线模块NRF2401和传感器工作电路。传感器工作电路主要是市场上常见的Bosch公司推出的MPX4105。
3.3.1无线模块
可以接收也可以发射，但不能同时接收和发射，4SPI通信协议，发来的地址首先保持一致，频道，通信频率也必需保持一致，才可以接收到信息，通过无线模块将采集到的信息发射出去。
NRF24L01 是NORDIC 公司最近生产的一款无线通信通信芯片，采用FSK 调制，内部集成NORDIC 自己的Enhanced Short Burst 协议。可以实现点对点或是 1 对6 的无线通信。无线通信速度可以达到2M（bps）[15]。NORDIC 公司提供通信模块的GERBER 文件，可以直接加工生产。嵌入式工程师或是单片机爱好者只需要为单片机系统预留 5 个GPIO，1 个中断输入引脚，就可以很容易实现无线通信的功能，非常
适合用来为MCU 系统构建无线通信功能。
CSN：芯片的片选线，CSN 为低电平芯片工作。
SCK：芯片控制的时钟线（SPI 时钟）
MISO：芯片控制数据线（Master input slave output）
MOSI：芯片控制数据线（Master output slave input）
IRQ：中断信号。无线通信过程中MCU 主要是通过IRQ 与NRF24L01 进行通信。
CE：芯片的模式控制线。在CSN 为低的情况下，CE 协同NRF24L01的CONFIG 寄
存器共同决定NRF24L01 的状态（参照NRF24L01 的状态机）。
无线模块的发送端如图3.5所示：
图3.5 无线模块发送端
无线模块的接收端如图3.6所示：
图3.6 无线模块接收端
3.3.2传感器电路
气压传感器是压力传感器中的一种，它专用于测量气体的绝对压强。目前市场上能见到的气压传感器有很多种，下面就以市场上常见的Bosch公司推出的BMP085来进行
讨论。BMP085不仅可以实时的测量大气压力，还能测量实时温度。同时它还具有IIC 总线的接口，便于单片机进行访问[16]。另外它的使用也很方便，不需要太多的操作就可读取到气压及测量数据。
BMP085采用强大的8脚陶瓷无引线芯片承载（LCC）超薄封装，它性能卓越，内置有校准补偿，绝对精度最低可以达到0.03hPa（0.25米），并且耗电极低，只有3μA。气压测量范围从300hPa到1100hPa，换算成高度为海拔9000米到500米。下图3.7是其封装外形和引脚排列。
图3.7 封装外形和引脚排列
引脚各功能如下：1脚（GND）接电源地，2脚（EOC）为完成转换输出，3脚（VDDA）为正电源，4脚（VDDD）为数字正电源，5脚为空，6脚（SCL）为IIC的时钟端，7脚（SDA）为IIC的数据端，8脚（XCLR）为主清除信号输入端，低电平有效，用来复位BMP085和初始化寄存器和控制器，在不用的情况下可以空置。本设计用的传感器电路如图3.8所示：
图3.8 气压传感器
3.4电源转换电路
AMS1117系列稳压器有可调版与多种固定电压版，设计用于提供1A输出电流且工作压差可低至1V。在最大输出电流时，AMS1117器件的最小压差保证不超过1.3V，并随负载电流的减小而逐渐降低。如图3.9所示：
图3.9 电源转换电路
AMS1117的片上微调把基准电压调整到1.5%的误差以内，而且电流限制也得到了调整，以尽量减少因稳压器和电源电路超载而造成的压力。
AMS1117器件引脚上兼容其他三端SCSI稳压器，提供适用贴片安装的SOT-223，8引脚SOIC，和TO-252(DPAK)塑料封装。AMS1117 参数AMS1117 基本参数输出电流(A) 1 输出电压(V) Adj,1.2,1.5, 1.8, 2.5,2.85, 3.3, 5.0, * AMS1117 其他特性初始误差(%) ±1.5 压差(V) 1.3 AMS1117 封装类型SOT-223 TO-252 SO-8 三端口可调节或固定输出电压1.2V,1.5V, 1.8V, 2.5V, 2.85V, 3.3V 和5.0V 输出电流
1A 工作压差低至1V 线荷载调节：0.2% Max. 负载调节：0.4% Max. 可选SOT-223,TO-252和SO-8封装。
3.5显示电路
字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。
1602LCD的基本参数及引脚功能：
1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别。
1602LCD主要技术参数：
显示容量：16×2个字符
芯片工作电压：4.5—5.5V
工作电流：2.0mA(5.0V)
模块最佳工作电压：5.0V
字符尺寸：2.95×4.35(W×H)mm
1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表3.1所示。
第1脚：VSS为地电源。
第2脚：VDD接5V正电源。
第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。
第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS 和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。
第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。
第15脚：背光源正极。
第16脚：背光源负极。
本系统设计的显示电路是为了实时地显示出输入二进制序列的气压值，以方便用户及时发现危险，排除险情与萌芽状态。8位数据口，P00~P07,D0~D7,这是通讯数据口，背光电源VCC，背光电源的GND，还有背光亮度调节，背光亮度调节通过调整滑动变阻器可以调整显示器的背光效果。显示电路如图3.10所示：
图3.10 显示电路
(1)显示器选型
工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行）
1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。
1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。(2)1602LCD的指令说明及时序
1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、0为低电平）
指令1：清显示，指令码01H，光标复位到地址00H位置。
指令2：光标复位，光标返回到地址00H。
指令3：光标和显示模式设置I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移S：屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。
指令4：显示开关控制。D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标B：控制
胎压监测系统设计)
成绩评定： 传感器技术 课程设计 题目胎压监测系统的设计 摘要 轮胎压力监测报警系统(Tire PressureMonitoring System)主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测。目前各国研制的轮胎气压报警系统主要分为两种类型：一种是间接式，它通过汽车ABS(防抱制动系统)的轮速传感器及轮胎的力学模型，间接求出轮胎气压，以达到监视轮胎气压的目地；另一种是直接式，它利用安装
在每一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的气压，并通过无线调制发射到安装在驾驶台的监视器上，而监视器随时显示各种轮胎气压，驾驶者可以直观地了解各个轮胎的气压状况，当轮胎气压太低或有渗漏时，系统就会自动报警，确保行车安全。 市场研究机构Strategy Analytics的预测表明，直接系统技术将成为主流技术，2008年后所占份额将超过95%。因为如果要使用间接式胎压监测系统，前提是车辆必须有ABS系统。加上会影响轮胎转速的因素，除了胎压异常所导致外，行驶的路面也是主要原因，如行驶于雪地或湿滑路面时，空转会使某一轮胎的旋转次数大幅提高。或者是当车子高速转弯时，车胎的抓地力已经无法克服过弯时的离心力，外侧轮胎与内侧轮胎的转动次数便有明显差异，这些情况便会出现错误警告信息。另外，当四条轮胎的胎压同时下降，系统便失去判定的准则，警告信息自然就不会出现。而且侦测功能仅在车辆行驶中才能发挥作用，对备胎或当车辆停滞时，便无法判断，还会出现误报现象。 关键词：胎压监测压力传感传感器 TPMS 一、设计目的------------------------- 4 二、设计任务与要求--------------------- 5 2.1设计任务------------------------- 5 2.2设计要求------------------------- 6 三、设计步骤及原理分析 ----------------- 6
汽车胎压监测
汽车胎压监测 年3月23日毕业论文开题报告题目名称：汽车胎压检测系统TPMS 1、课题研究立项依据课题的来源：据调查,在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。据统计，在高速公路上发生的交通事故有70%-80%是由于爆胎引起的。怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。 课题的科学意义及目的：研究汽车胎压监测系统具有很大的科学意义，通过在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气和低气压进行报警，实现保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气的科学意义。从而达到保障行车安全，保障驾车者、乘车人的生命安全的目的。课题国内外研究现状：国外许多国家（像美国、日本等）已先后立法，要求在今后几年内实现汽车全部安装TPMS，美国TPMS装备已经非常普及。随着TPMS产品市场对IC高整合度和高可靠性的要求，目前已经有了如GE NPX 那样的将所需测试各物理量的传感器与MCU合二为一的智能传感器模块，在未来几年内还会开发出包含RF发射芯片三合一的模块，包含利用运动的机械能自供电的四合一的模块，届时远程轮胎压力监测模块只有一个模块和一个天线组成，客户的二次设计变得分简便。面对量大的产品需要降低生产成本，TPMS的生产正
在转向中国。今后几年内中国必将成为TPMS的生产大国。而现阶段我国的TPMS产业发展已经进入拥有自主知识产权的自主研发阶段，在性能和成本上达到了能与国际同行媲美的水平。为与世界先进国家同步，我国关于汽车安装TPMS这样的生命安全保障预警系统法规迟早也会出台。 2、课题研究的基本内容及预期目标或成果基本内容：本方案进行了直接式TPMS系统设计。直接式胎压监测系统是在每一个车胎中加装压力传感器来直接测量轮胎的气压，这套系统包括感测传输器、接收天线、接收器和监视器设备。直接式胎压监测系统是将气压感测与传输模块装在一种特殊金属制的气阀上，通过安装在每一个轮胎气孔上的感测传输器，将所测量的胎压数据透过无线方式发送到接收天线，再显示在监视器内。预期目标：如果轮胎下降时，直接式胎压监测系统能够提供立即的警示。甚至，有些系统可让驾驶人直接从行车计算机上检视四条轮胎的实时胎压数据，随时了解各轮胎的胎压状况。为了进一步提高系统的可靠性，这套系统在设计上也添加防护措施，这是因为随着电子技术应用的范围趋大，车内上将会装置更多的感测传输器，因此当传输胎压数据时，同时也会传输一组辨别码，防止系统接收错误信息。另一方面当系统出现问题，譬如无法收到信号或是电池没电时，驾驶者也可从监视器上得知。 3、开发设计方案方案思想：该方案由压力传感器和温度传感器和nRF905无线模块（发送和接收模块集成在一起组成nRF905
有关胎压监测仪的市场调查
有关胎压监测仪的市场调查 对汽车安全的关注和重视被放到了越来越重要的位置上。在各种交通事故中，每年因为爆胎造成的车辆事故所占比例在逐年上升，胎压监测装置等针对轮胎的安全装置急需更多的普及。对此，汽车之家展开了一次互联网用户调查，旨在了解汽车用户对轮胎压力监测装置的关注与接受程度，并给相关行业政策的制定提供数据依据。 在一天的调查时间里共有来自全国各地的16181位网友参与此次调查，其中有效问卷15261份，有车用户占66%。调查结果显示，绝大部分网友用户表示应该安装胎压检测装置，但对其价格仍然比较敏感。 调查中84%的己购车网友用户表示平时对轮胎气压关注，这表示绝大部分汽车用户对车辆安全意识较强，特别是对于和车辆安全密切相关的轮胎气压安全有较好的意识。但仍有16%的用户缺乏这方而的安全意识。 在对车辆是否需要安装胎压检测装置的调查问题中，己购车用户中97%表示需要，而3%认为不需要，未购车用户中98%表示需要，2% 认为不需要。这说明广大用户对于胎压监测装置对于车辆安全性的高度认同，以及对这种安全性装置的强烈需求。而未购车用户对其认同度更高，表明随着人们安全意识的提高和各大厂商在车辆上增加越来 越多的安全性配置，使得人们对安全性装置的需求越来越高。
在对车辆起步前是否需要显示胎压提示的调查问题中，己购车用户中97%表示需要，而3%认为不需要，未购车用户中98%表示需要，2%认为不需要。这说明广大用户对于胎压监测装置的功能和实用性有着很高的需求，他们希望这种装置能实实在在地对其日常驾车的安全性起到帮助作用。 在对可以承受的胎压监测装置价格的调查问题中，已购车用户选择500-999元的占62%,铁将军智感700的价格刚好在这一区间。其次是1000-1999元之间，这一价格区间多数是内置式的胎压监测产品。往上更高价格区间接受人数较少。未购车用户在选择上基本是同一状态，但其对于1000-1999元范围的接受程度明显高于己购车用户。这表明用户在对安全性有较高追求的同时对安全性装置的价格也有相当的敏感度，人们还仍不愿意为没有明显实用功能的装置花费太多价钱。虽然未购车用户对于较高价格的接受程度有了提高，但整体看来人们还是希望在较低价格的前提下装配胎压监测装置等安全性装置。 通过本次调查，可以看出人们对于车辆的安全意识还是非常强烈, 对于胎压监测装置的需求度也很高，但价格仍是影响人们购买和装配的重要因素。同时也看到未购车用户对于胎压监测装置有着更高的需求度和价格接受程度，相信随着人们安全意识的不断提高和厂商对于车辆安全的更多改进和追求，更多的安全装置将作为必备装置出现在我们的生活中。
汽车胎压监测系统原理
汽车胎压监测系统原理 汽车胎压监测系统(Tyre Pressure Monitoring System，TPMS)是一种能对汽车轮胎气压、温度进行自动检测，并对轮胎异常情况进行报警的预警系统。目前直接式TPMS发射模块较多采用以下两种方案：1)电池+单片机+传感器+射频芯片，2)是电池+内部集成MCU的传感器+射频芯片。前一种方案由于集成度低、体积和功耗大而被市场逐渐淘汰，后一种方案是当前市场上较为先进的产品设计形式。随着半导体及硅显微机械加工技术的快速发展，一种新的设计方案即电池+内部集成MCU和RF的专用传感器正成为TPMS发射模块设计的主流。这种方案集成度更高，体积和功耗更小，使用寿命更长，产品竞争力也更强。 胎压监测系统组成，轮胎压力传感器分别安装在4个车轮轮毂上，负责测量轮胎内部的压力、温度和电池电压等物理状况，并将测量数据通过无线形式按照一定的规律发给胎压控制器。驾驶员通过胎压控制器上的显示屏和按键可查看4个轮胎的压力值、温度值。当某一个轮胎的温度、压力或电池电压超过了报警阀值，胎压控制器能够准确识别轮胎的位置，并且发出图形、声音、文字报警。胎压监测仪内置式和外置式的都可以，价格从400多到1000多都有。功能都差不多的。安装铁将军外置式的话比较方便，城区使用足够了。安装不用再拆轮胎了，不用做动平衡，不用另外接线，这样仪表盘看起来比较干净。自己动动手都能搞定，不用去店里请别人帮忙。内置式的适合野外使
用。胎压监测大体分两种：一种是间接式胎压监测系统又称WSB，是通过轮胎的转速差来判断轮胎是否异常；一种是直接式胎压监测系统，通过在轮胎里面加装四个胎压监测传感器，在汽车行驶过程中对轮胎气压和温度进行实时自动监测，并对轮胎高压、低压、高温进行及时报警，避免轮胎故障引发的交通事故，以确保行车安全。现市面上大多都是直接式胎压监测系统产品，而直接式胎压监测系统产品又分内嵌式和外挂式。 具体性能指标如下： 1)可监测胎压范围为0～4．5 bar，分辨率25 mbar，通常轿车的轮胎气压在2．2～2．8 bar之间； 2)可监测温度范围：-40～125℃，分辨率2℃，轿车的轮胎温度一般约75℃； 3)轮胎压力传感器发射功率用频谱分析仪测得在-40 dBm左右，胎压控制器接收灵敏度在-100 dBm； 4)采用500 mAh的电池，若每天正常行车12 h，发射模块可正常工
什么是汽车胎压监测系统
什么是汽车胎压监测系统（TPMS）？ TPMS是汽车轮胎压力监视系统“Tire Pressure Monitoring System”的英文缩写形式，主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气和低气压进行报警，以保障行车安全。 汽车为什么要安装汽车胎压监测系统？ 在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。据统计，在中国高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的，而在美国这一比例则高达80%。怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。据国家橡胶轮胎质量监督中心的专家分析，保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。而TPMS——汽车胎压监测系统毫无疑问将是理想的工具。 汽车轮胎压力监视系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并对各轮胎气压进行显示及监视，当轮胎气压太低或有渗漏时，系统会自动报警。 当年，由于凡世通（Firestone）轮胎的质量问题，造成了超过100人死亡和400人受伤，此事引起了业界和美国政府的高度关注，普利斯通/凡世通公司被迫收回650万只轮胎。据美国汽车工程师学会最近的调查，美国每年有26万交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的，另外，每年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。由于每年造成的经济损失巨大，美国政府要求汽车制造商加速发展TPMS系统，以求减少轮胎事故的发生。2000年11月1日美国总统克林顿签署批准了国会关于修改联邦运输法的提案，要求2003年后所有的新车都需把这种系统作为标准配置。 许多欧洲的汽车厂商已将TPMS装配于自己的车型之中，随着中国汽车市场的发展壮大，汽车越来越多地进入普通家庭，汽车的使用安全性更成为有车一族重点考虑的因素。 安装汽车胎压监测系统有什么好处？ （1）有效防止爆胎 （2）有效避免缺气行驶造成的轮胎损毁 （3）有效避免油耗增加 （4）确保车辆最佳操控性能 （5）避免车辆部件非正常磨损 汽车胎压监测系统（TPMS）的分类 目前装置于车辆上的胎压监测系统分为两种，一种使用ABS传感器的间接量测系统，另一种为使用设置在轮胎上的无线接口传感器的直接量测系统。
胎压监测系统的设计论文
密级公开学号 衡水学院 毕业论文（设计） 胎压监测系统的设计 论文作者： 指导教师： 系别： ：物理与电子信息系 专业电子信息工程 年级： 提交日期： 答辩日期：2017年5月05日
毕业论文（设计）学术承诺 本人郑重承诺：所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不存在抄袭情况，论文（设计）中不包含其他人已经发表的研究成果，也不包含他人或其他教学机构取得的研究成果。 作者签名：日期： 毕业论文（设计）使用授权的说明 本人了解并遵守衡水学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定。即：学校有权保留或向有关部门送交毕业论文（设计）的原件或复印件，允许论文（设计）被查阅和借阅；学校可以公开论文（设计）的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文（设计）及相关资料。 作者签名：指导教师签名： 日期：日期：
论文题目：胎压监测系统的设计 摘要：现代社会的安全问题日益突出，其中汽车的安全性问题是较为严重的问题，而且随着车辆的日益增多，这种现象就更为明显，而这安全性问题主要发生在车辆的零件轮胎上。 基于单片机的胎压监测系统是使用微型处理器以及一些简单模块的压力测试来实现一些基本功能。这款检测装置可以进行胎压压力的测量。本设计采用的是直接测量压力值来监测轮胎压力，而且这套监测装置的主控制器的芯片用STC89C52来代替，采用BMP180传感器将相应的数据测量出来。而软件部分是由C语言进行程序的编写和调试，使其达到胎压监测的目的。 关键词：STC89C52；BMP180传感器；汽车胎压；C语言 I
胎压监测系统工作原理
胎压监测系统工作原理 看到很多车友都在关注第三方平台的胎压监测系统，比较常见的问题有：胎压监测系统如何获取胎压数据、置胎压监测系统和外置胎压监测系统哪种好、胎压监测系统会受到其他无线系统的干扰吗……，等等。这些问题或多或少地涉及到汽车胎压监测系统工作原理方面的东西，所以今天我们就在这里做下简要介绍。 胎压监测系统基本工作原理 胎压监测系统由两部分组成，一是报警器（包括显示屏、无线接收器和报警蜂鸣器），二是胎压传感器。 报警器大多都比较简洁美观，可以接收并显示四个轮胎的气压数据，一般都需要连接汽车上的电源来完成供电。 传感器每个车轮一个，有外置与置两种，外观虽然小巧但却嵌了气压检测装置、无线发送装置和长寿命电池单元。 当汽车开动时，安装到各个轮胎的传感器就会将胎压数据通过无线信号传输到报警器，报警器接收到数据后对胎压数据做出分析判断，并根据情况进行显示和警告。
外置胎压监测系统与置胎压监测系统有何不同 胎压监测系统的原理看上并不复杂，但在实际工作工程中却会遭遇诸多难题。置与外置两种类型如何选择的问题，就足以让我们纠结一番。 外置式胎压监测系统与置式胎压监测的报警器部分区别不大，二者之间主要的区别在于压力传感器的安装方式。 外置式胎压监测系统的传感器通常会像一枚气嘴帽一样被“拧”到轮胎气嘴上面，这样的安装方式最大的优点是安装简便，缺点是裸露在外的传感器容易受到灰尘、雨雪等外部因素的干扰。 而置式胎压监测系统则正好相反：置式胎压监测系统的压力传感器需要装到轮胎部，必须要到可以拆装轮胎的修理店进行操作，可能还需要换掉原有的气嘴，操作完毕后最好再做个四轮定位。置式的安装过程虽然复杂很多，但一旦安装完成后就会一劳永逸。 胎压监测系统会与其他无线信号系统相互干扰吗 1.如果安装了不合格的电器设备（例如没有磁环装置的导航仪）就可能会发生干扰情况，当发生干扰时往往会造成胎压监测数据传输延时。不过还好，在实际使用过程中这样的问题并不多见。 我们看到的爆胎事故，大多数是由于轮胎外伤造成。普通的轮胎外伤通常不会造成
直接式胎压监测系统的设计
直接式胎压监测系统的设计 美国汽车工程师协会的调查统计表明，美国每年有26 万起交通事故是由 于汽车轮胎气压低或渗漏造成的，美国运输部国家公路交通安全管理委员会（NHTSA）制定的法规中规定：2003 年11 月到2006 年10 月31 日期间，美 国新出厂的轻型汽车将逐步引入胎压监测系统（Tire Pressure Monitoring System，TPMS）。可见，TPMS 的研究和投产势在必行。胎压的常用测试方法 目前，胎压监测系统主要分为两种类型：一种是Wheel-Speed Based TPMS（WSB TPMS，简称间接式TPMS），另一种是Pressure-Sensor Based TPMS（PSB TPMS，简称直接式TPMS） 1 WSB TPMS 间接式气压监测的工 作原理是:当某轮胎的气压降低时，该轮的滚动半径将变小，导致其转速比其他 车轮快。通过比较轮胎之间的转速差别，以达到监视胎压的目的。间接式轮胎 报警系统实际上是依靠计算轮胎滚动半径来对气压进行监测。a）数据采集 发送模块b）数据接收、控制模块图1 系统结构图 2 PSB TPMS 直接式气压检测装置是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器 来直接测量轮胎的气压，并对各轮胎气压进行监视及显示，当轮胎气压太低或 有渗漏时，系统会自动报警。本系统采用直接式气压检测方式。依据上述工 作原理，本系统包括5 个模块：4 个用于轮胎内的监视模块和一个用于车内的 接收模块。监视模块又包括传感器和发射模块。TPMS 的硬件电路设计 1 系 统整体设计TPMS 采用了无线双向通信方式对汽车轮胎的压力和温度进行实时 监测。系统的结构框图如图1 所示。TPMS 模块通常在一节锂电池下工作，工 作时间为5～10 年，因此节能是一个十分重要的课题，系统要求所选用的传感 器等芯片必须是低功耗的。轮胎监测模块嵌入到轮胎内部，主要用来监测轮 胎内部的气压和温度状况，并通过无线调制方式发送到主机显示模块，故轮胎
胎压监测系统工作原理
胎压监测系统工作原理 瞧到很多车友都在关注第三方平台的胎压监测系统,比较常见的问题有:胎压监测系统如何获取胎压数据、内置胎压监测系统与外置胎压监测系统哪种好、胎压监测系统会受到其她无线系统的干扰不……,等等。这些问题或多或少地涉及到汽车胎压监测系统工作原理方面的东西,所以今天我们就在这里做下简要介绍。 胎压监测系统基本工作原理 胎压监测系统由两部分组成,一就是报警器(包括显示屏、无线接收器与报警蜂鸣器),二就是胎压传感器。 报警器大多都比较简洁美观,可以接收并显示四个轮胎的气压数据,一般都需要连接汽车上的电源来完成供电。 传感器每个车轮一个,有外置与内置两种,外观虽然小巧但却内嵌了气压检测装置、无线发送装置与长寿命电池单元。
当汽车开动时,安装到各个轮胎的传感器就会将胎压数据通过无线信号传输到报警器,报警器接收到数据后对胎压数据做出分析判断,并根据情况进行显示与警告。 外置胎压监测系统与内置胎压监测系统有何不同 胎压监测系统的原理瞧上并不复杂,但在实际工作工程中却会遭遇诸多难题。内置与外置两种类型如何选择的问题,就足以让我们纠结一番。 外置式胎压监测系统与内置式胎压监测的报警器部分区别不大,二者之间主要的区别在于压力传感器的安装方式。 外置式胎压监测系统的传感器通常会像一枚气嘴帽一样被“拧”到轮胎气嘴上面,这样的安装方式最大的优点就是安装简便,缺点就是裸露在外的传感器容易受到灰尘、雨雪等外部因素的干扰。 而内置式胎压监测系统则正好相反:内置式胎压监测系统的压力传感器需要装到轮 胎内部,必须要到可以拆装轮胎的修理店进行操作,可能还需要换掉原有的气嘴,操作
完毕后最好再做个四轮定位。内置式的安装过程虽然复杂很多,但一旦安装完成后就会一劳永逸。 胎压监测系统会与其她无线信号系统相互干扰不 1、如果安装了不合格的电器设备(例如没有磁环装置的导航仪)就可能会发生干扰情况,当发生干扰时往往会造成胎压监测数据传输延时。不过还好,在实际使用过程中这样的问题并不多见。 我们瞧到的爆胎事故,大多数就是由于轮胎外伤造成。普通的轮胎外伤通常不会造成即刻爆胎,但却会因为缓慢漏气造成胎压过低,在行驶过程中造成轮胎物理性疲劳,最终引发爆胎事故。而胎压监测装置正好可以用于监测与预警类似的事故发生。
胎压监测系统(TPMS)技术与设计考虑
胎压监测系统(TPMS)技术与设计考虑 上网时间: 2006年09月22日 打印版推荐给同仁发送查询 TPMS对于提高汽车安全性有举足轻重的影响，轮胎是汽车和路面唯一直接接触的部分。轮胎过于膨胀或处于充气不足状态都会影响汽车安全性。有很多车祸都因轮胎出现状况而导致的。美国高速公路安全协会（NHTSA）也因此立法强制实施TPMS。 TPMS的要求和设计挑战 TPMS系统的要求有：低功耗、在恶劣环境下高度运行的可靠性、较小的压力传感器误差容限以及更长的工作寿命等。为实现10年使用寿命这一目标，必须使用低功耗集成化部件。电源管理因此成为首要的挑战。 在设计一个运行稳定、功效高的系统时，需要考虑的第一个因素就是软件。因为车轮模块通常是用微控制器来执行命令的，所以应采用一种智能化算法实现预期的功效。例如，每次都要将一个完整的8-bit参数传输到接收器吗？或者，传输一个1-bit参数低压报警信号是否更加有效？多长时间测量一次胎压？系统总是测量所有参数，还是对一个参数的测量次数比其它参数多？应由车轮模块执行参数计算还是接收器来执行？软件工程师在设计TPMS系统时必须考虑这些问题。 其次，使用低频功能是控制TPMS的非常有效的方法。在使用低频接口时，感应模块可以始终处于电源关闭模式，这样功耗最低。只有在收到唤醒信号后，传感器才会进行测量和数据传输。除了降低功耗以外，低频接口还具备设计灵活性和其他一些优势。例如，低频通讯可使系统通过低频接口向微控制器发送特定命令，以对轮胎进行重新校准和定位。 第三种降低功耗的方法是使用滚动开关来检测轮胎是静止的还是运行的。因此，运算可通过如下方式进行——只有当车辆运行时，才进行相应的检测和/或传输。 一些TPMS传感器（比如SP30）集成了加速度计，该加速度计是一种检测车轮旋转的高G传感器。因此，应用软件可以用这种方法编写——即当加速度计的读数低于某一水平时，表明车辆是静止的或者非常缓慢地行驶着，此时，TPMS可停止运行或以很低的频率运行。一般的车辆在公路上行驶的平均时间大约为15%。考虑到这一点，这种设计方案可以大幅度降低TPMS的功耗。 最后，通过选择低功耗元件并通过使用具有集成功能的元件来尽可能减少元件数量，可获得更高功率效率并降低系统总成本。 TPMS系统设计中还有一个非常重要的方面是传感器的介质兼容性。传感器的精确性和可靠性在很大程度上受外部介质的影响，如潮湿、灰尘和其它物质如制动液等。英飞凌的TPMS传感器SP30采用夹层工艺，由夹在两个玻璃层之间的单硅晶组成。传感器元件具备卓越的介质兼容性，因为其气压入口朝向硅膜片的背面。同时，芯片的封装方式也会影响传感器的性能。 英飞凌的SP30 TPMS传感器几年之前已进入批量生产，迄今为止已销售了数百万套。随着市场不断要求更高的集成度和更低的系统成本，英飞凌将在2007年向亚太市场推出下一代产品SP35。SP35将集成车轮模块所需的感应功能和发射功能。这就意味着，MCU、传感器和射频发射器都被封装在一起。与现有的SP30加外部射频发射器集成电路（IC）解决方案相比，SP35系统解决方案将减少一个组件。
汽车胎压监测系统设计
济南大学泉城学院毕业设计 题目汽车胎压监测系统设计 学院工学院 专业机械设计制造及其自动化（专升本）班级1501班 学生刘立兵 学号2015040113 指导教师张兴达武华 二〇一七年五月十六日
摘要 随着时代发展和科技进步汽车已成为了人们常用的且离不开的交通工具。随着汽车数量的增多交通事故发生的数量也越来越多，而其中汽车轮胎压力异常成为重要诱因。针对这一问题，本文提出了一种基于单片机的汽车胎压监测系统。实现了测试汽车轮胎压力的功能，由三种不同的计量单位通过LCD显示给用户，如果超出预设阈值就会发出警报提醒司机安全行驶。 本设计主要包含硬件设计与软件设计两部分。硬件部分主要包含气压传感器BMP085、STC89C52单片机和1602LCD等。通过气压传感器BMP085获取与汽车胎压相对的模拟电压值，经过V/F变换输入到单片机进行处理，最终由通过LCD显示电路显示相应气压值。软件部分采用C语言作为开发工具软件，在Keil C环境下进行了对单片机各个端口以及定时器工作方式和串行口工作方式进行设置，并对定时器和串行口进行初始化用以实现对单片机和各个功能模块芯片之间通讯和联络的设定，以及分配地址空间交代程序中各个变量等的设计和编码。 通过软件仿真及实物之作运行调试，完成了系统的可靠性、稳定性等性能的测试，实现了预期功能，为进一步研究及应用提供了一定的数据参考。 关键词：单片机；传感器；胎压
ABSTRACT With the development of the times and the progress of science and technology, the automobile has become a common and indispensable means of transportation. With the increase of the number of cars, the number of traffic accidents is increasing, and the abnormal tire pressure becomes an important incentive. To solve this problem, a monitoring system of automobile tire pressure based on single chip microcomputer is presented in this paper. The function of testing the tire pressure of the automobile is realized. The three different measuring units are displayed through the LCD to the user. If the preset threshold is exceeded, the alarm will be sent to remind the driver to drive safely. This design mainly includes two parts: hardware design and software design. The hardware part mainly includes the barometric pressure sensor, BMP085, STC89C52 monolithic integrated circuit and 1602LCD and so on. The analog voltage value relative to the tire pressure is obtained by the pressure sensor BMP085, which is input to the MCU by the V/F transformation, and finally the corresponding barometric value is displayed by the LCD display circuit. The software adopts C language as software development tools, in the Keil C environment for setting up the MCU port and timer working mode and serial port mode, and the timer and serial port in order to achieve between the microcontroller and the functional modules of the chip communication and contact setting initialization, design and encoding and distribution address space program variables such as account. Through the software simulation and the debugging of the object, the system's reliability, stability and other performance tests are completed, and the expected function is achieved. It provides a certain data reference for further research and application. Keywords: pressure sensor; tire pressure; MCU
汽车胎压监测系统的结构原理与故障诊断
西安航空职业技术学院 毕业设计（论文） 论文题目：汽车胎压监测系统的结构原理与故障诊断 所属系部：汽车工程系 指导老师：白永平职称：助教 学生姓名：夏雨佳班级、学号: 13406308 专业：汽车运用技术 西安航空职业技术学院制 2016年 12月 15 日
西安航空职业技术学院 毕业设计（论文）任务书 题目：汽车胎压监测系统的结构原理与故障诊断 任务与要求： 1、调研、查找、搜集关于胎压监测相关中英文资料； 2、查找胎压监测系统的结构原理 3、了解胎压监测的作用及功能 4、胎压监测案例分析。 时间： 2015 年 10 月 26日至 2015 年 12 月 18 日共 8 周所属系部：汽车工程学院 学生姓名：夏雨佳学号： 13406308 专业：汽车运用技术 指导单位或教研室：汽车运用技术教研室 指导教师：白永平职称：助教 西安航空职业技术学院制 年月日
毕业设计(论文)进度计划表 日期工作内容执行情况指导教师 签字 2015年10月26日至11月2 日调研、查找相关中英文资料、确定论文题目 11月3日至11 月9日整理相关资料，编写论文的大纲 11月9日至11 月25日 完成论文正文初稿编写 11月26日至11月30日补充论文内容修改结构、图片等内容 12月1日至12 月5日 再次修改论文 12月6日至12月13日查漏补缺，重点修改论文格式 12月14至12月18日再次确认论文，然后打印、装订论文 教师对进度计 划实施情况总 评 签名 年月日
汽车胎压监测系统的结构原理与故障诊断 【摘要】汽车在高速的行驶过程中轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。高速公路上发生的事故中有很大一部分是由于爆胎所引起的，对于预防爆胎的最好方法就是提前预知轮胎压力不足并及时防范。轮胎压力监测系统 TPMS(Tire Pressure Monitoring System)即是基于以上原因应运而生的。其主要功能是用于对汽车轮胎气压进行自动监测，当轮胎状态处于不安全时进行报警，提醒驾驶员及时采取措施，避免车辆行驶在不安全状态下，从而实现事前保护功能。 关键词；轮胎压力，小环天线，FSK调制 ;Abstract ;Tire malfunction while car traveling at high speed is what the drivers most worriy about and difficult to prevent as well as one of the major causes o f suddentraffic accidents.No matter domestic or abroad traffic accidents occurredespecially in highway due to puncture.Experts emphasize that the bestpreventive measure is to be a ware of the insufficient tire pressure in advance andtake t imely precaution.Tire Pressure Monitoring System(TPMS)is born of theabove reasons.It is mainly used to monitor tire press ure automatically and alarmto warn the driver to take measu res in time when the tire is in unsafe state so thatto a chieve pre-protection.
汽车常用传感器之胎压监测传感器
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/749314343.html, 汽车常用传感器之胎压监测传感器 作者：翟芳 来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2019年第12期 【摘要】汽车电子技术是汽车工业发展的核心技术之一。汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源，是汽车电子控制系统的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。汽车传感器的使用数量和技术水平决定了汽车控制系统的性能。论文分析了汽车传感器的特点及发展趋势，以供参考。 【Abstract】Automobile electronic technology is one of the core technologies in the development of automobile industry. As the information source of automotive electronic control system， automotive sensor is the key component of automotive electronic control system and one of the core contents of automotive electronic technology research. The number of automotive sensors and the level of technology determine the performance of the automotive control system. This paper analyzes the characteristics and development trend of automotive sensors， for reference. 【关键词】汽车传感器;胎压监测传感器;检测 【Keywords】automotive sensor; tire pressure monitoring sensor; detection 【中图分类号】TM913; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 【文献标志码】 A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 【文章编号】1673-1069（2019）12-0133-02 1 汽车传感器的重要性 随着汽车向电子化、集成化、网络化、智能化方向的快速发展，现代汽车采用电子控制技术已经越来越普遍。作为汽车电子控制系统的信息源，汽车传感器不管是在汽车电子控制系统中，还是在汽车电子技术领域研究中，都起到了关键性的作用。在计算机控制技术不断发展及电子技术日渐成熟的大背景下，汽车技术性能也获得了大幅度的提升，而想要使其变得更加安全、舒适和经济，则需要借助汽车传感器，对其速度、温度及压力等方面的信息进行精准且实时的测控。 2 汽车传感器的主要特点 随着汽车电子的不断发展，汽车传感技术也随之出现，并得到了越来越广泛的应用。汽车传感器作为汽车电子控制系统重要的组成部分，不仅需要对信息进行采集，同时也要对信息进行传输。汽车传感器首先需要将汽车运行工况信息转化成电信号，然后再将其传输至中央控制单元，以此才能使发动机达到最佳的工作状态。另外，针对于压力、温度、转速、光电及流量等信息，汽车传感器也能进行精准且实时的测控，大大提高了信息处理的有效性。而作为能够
TPMS胎压监测系统 价格,成本与报价
TPMS胎压监测系统价格，成本与报价 TPMS（轮胎胎压监测系统），市场现在正处于上升趋势，大多的发达国家均己立法，让TPMS成为车辆标配。而中国的车载电子市场中，TPMS也只是才露苗头。很多电子厂家纷纷开始上马TPMS，由于现在交通道路事故很多是由于爆胎引发，因而许多驾驶员也开始注意到装配TPMS的好处。因面胎压实时监测系统拥有巨大的潜力，是许多电子厂家可关注的新兴产业。目前成本普通在每个传感器30至50元左右，市场销售一般可以在50至200元，还是有很多空间的。 目前TPMS系统的生产，主要采用Infineon SMI MELEXIs 以及美国GE的芯 片为主传感器芯片。下面对这几种方案做个简单的分析 Infineon(下称：英飞凌) 的压力监测芯片主要以SP30，SP37为代表的SP系列，产品比较成熟。且经过一些技术改造，加以软件的配合可以做到对18BAR的压力监测，可以应用到国内重型卡车上，当前国内的卡车，基本上以超载为主，如果不能做到监测18BAR以内的压力，重型卡车胎压监测基本上是一纸空文，故而要做重型卡车的胎压监测，英飞凌SP37是不二选择。 SP30，工作电压：2.1至3.6，温度范围：—40至125，待机电流0.4，采用PG －DSOSP－14封装，压力范围：450－900KPA，当前市场采购价20元人民币左右，一个传感器制成成本约为45元人民币，（不含研发费用，模具费，人工费，下同）。 SP37，工作电压1.9至3.6，温度范围：－40至125，侍机电流小于0.7，采用PG－DSOSP－14封装，压力范围：450－1400KPA，当前市场采购价为25－30人民币之间，一个传感器制成成本约为50－60人民币之间，一部22轮重卡，采用GPS导航仪为显示终端，另加一个信号中继，全车成本不到2千元，1600元左右。当前市场上销售价为5000元，还是很有利润的。优点：（1）硬件方面：带有加速度检测传感器，压力传感器，温度传感器，热关断传感器，电压检测传感器，及RF发射模块于一体的高度集成芯片；外围电路器件较少，电路体积较小；灵敏的125KHZ低频唤醒，可以自由设置RF发射模式ASK/FSK调制方式，并有完全集成的VCO和PLL合成器使得发射频率稳定在设置值；3个复用功能I/O 口；带有硬件曼切斯特编码器和曼切斯特低频检测器等。（2）软件方面：带有随机数发生器避免数据发生冲突；带有循环冗余CRC校验；内部带有标准库函数，直接调用可以实现压力，温度，加速度，热关断，电源电压值，压力补偿，温度补偿等已有厂家固化的标准库函数，TPMS发射部分软件编写和调试相对容易实现。（3）功耗由上表可知较低，可以通过软件对间断定时器的设置控制，可以使功耗较低，延长系统使用寿命。 缺点就是价格贵些，研发有点难度。 其它SMI和MELEXIS芯片，由于气压监测范围比较低，一般来说可以制成轿车的TPMS，SMI采购价为5元人民币，制成一套简易形轿车TPMS，采用点烟器LED 显示高低压，成本不超过70元，当前市场销售价一般在200元左右。MELEXIS，虽不能做到18BAR，但是做成一般客车产品，还是足够，市场采购价31元。整车成本在1000元左右（客车）。整合了压力传感器、温度传感器和一个电池电压监测器，提供三合一传感功能并且测量准确性达到1%。它可以设定不同的压力范围（最高达1400kPa），通常在100KPa—800KPa范围内进行压力测量。在25°C环境温度下，睡眠电流小于0.5 uA，并且外部PZT 检测震动达4000G，
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胎压及胎压监测 前言 注：本文转自：https://www.360docs.net/doc/749314343.html, 胎压监测的重要性逐渐被人们所认识，例如：美国要求2007年9月以后强制安装轮胎气压监测系统、欧盟与日本2012 年开始强制胎压、韩国2013 年强制胎压及中国2009 已完成草案强制性安装胎压相关监测仪器，这是继“安全带”与“第三刹车灯”外，另一个强制新车出厂前就必须加装的安全配件（胎压检测装置）。N多年前，赚钱买辆小汽车的愿望让人压力山大，如今都有车了，行车安全问题又让人时刻放心不下。我们都知道轮胎对于汽车来讲就相当于人类的“腿”和“脚”，轮胎是最汽车最重要的部件之一，同时也是最容易受伤的部位（没有之一），每年发生在高速路上的恶性的交通事故很大一部分是由于轮胎问题引起，轮胎问题大多都是因为对胎压不了解而产生，为了防患于未燃，给爱车配置一套可靠的胎压检测系统是一件非常必要的事情！ 1、胎压相关解释 汽车额定胎压(以下简称胎压)：严格意义上指的是轮胎内部空气的压强。 目前国内大多数车主并没有进行每天必要的胎压检查，仅凭肉眼观察或用脚踢轮胎去判断车轮的胎压。轮胎是汽车行驶的安全性能指标。轮胎受到以下因素：胎压、温度、负荷、速度、路况、环境温度、连续行驶时间等综合影响。其它因素车主无法控制，但是胎压这个关键指标车主完全可以自己控制和预防。
（1）、标准胎压通常可以在以下地方找到：车辆用户手册，驾驶室车门(B柱附近)旁边的标签，车辆驾驶座旁的抽屉，油箱盖小门。通常车门内侧（或说明书）写有轮胎胎压要求，前轮和后轮一般不一样。小轿车的胎压在门柱上和油箱盖上就有看看你车副驾驶车门打开后侧面，贴张纸，那里有生产商给你的指导胎压。不同的车型，重量不一样，轮胎不一样，胎压自然不一样，冬天夏天不一样。看看那张纸吧。自己看，那里是最准确的胎压。 气压的计量单位 气压的计量单位一般有五种：kg/cm2、bar、Kpa、Psi、大气压。它们之间的换算关系是：1kg/cm2=0.98bar=98.0665Kpa=14.2Psi 1个大气压=1.03327 kg/cm2 为了容易记忆和换算方便，我建议大家使用社会上通行的kg/cm2、bar、Kpa、大气压作为日
国内外汽车胎压监测标准解读分析
国内外汽车胎压监测标准解读分析 国际标准制定加快 美国是世界上第一个也是目前唯一一个制定并强制实施TPMS法规的国家。美国公路交通安全管理局(NTHTSA)制定了FMVSS138法规，要求2007年9月以后，所有在美国销售的最大设计总质量不超过4536kg 的四轮乘用车和商用车都必须安装轮胎气压监测系统。在美国联邦立法和市场商机的推动下，各大汽车电子企业投入了极大的研发热情，同时还有许多知名芯片制造企业纷纷加盟，不断推出体积更小、重量更轻、性能更可靠、寿命更长的新一代产品。目前，在美国TPMS装备已经非常普及。 国际标准化组织(ISO)于2006年3月制定了有关轮胎气压监测系统的国际标准ISO21750：2006。美国汽车工程师学会也在2004年12月制定了关于轻型车辆轮胎气压监测系统的SAEJ2657标准。目前可参考的国际汽车法规及标准项目有：FMVSS138轮胎气压监测系统；SAEJ2657：2004轻型车辆轮胎气压监测系统；ISO21750：2006道路车辆用于提高车辆安全性的轮胎压力监测系统。 此外，日本的汽车标准化组织(JASO)也制定了一项TPMS实车测试方法的技术文件，其技术内容基本是对美国FMVSS138法规的细化。负责制定欧洲和全球汽车技术法规的“世界车辆技术法规协调论坛(UN/WP29)”下属的制动和行走机构工作组(GRRF)，在2007年9月召开的第62次会议上决定成立一个TPMS 非正式工作组，由德国担任主席国来推动该法规的制定工作，并于2007年11月、2008年2月和9月召开非正式工作组会议，探讨制定有关TPMS的ECE法规的可行性，从几次会议的内容来看，此项工作的难度比预想的要大得多，进展速度并不快。 图表各个国家推出胎压监控系统相关法律内容及时间 中投顾问·让投资更安全经营更稳健