基于单片机的胎压监测装置设计
作者：张威 王宁波 陈美玲
来源：《现代信息科技》2022年第02期
汽车胎压多少合适
        摘 要：以STC89C51为控制核心，传感器测量汽车的轮胎的气压和温度，并将传感器测得的压力和温度数据通过液晶显示屏显示出来，以此来通知驾驶员，在胎压出现异常时，提前预警。此设计用3个按键来设置轮胎压力温度的限值，来与测得的实时数据进行比较，当设定好压力和温度范围之后，一旦轮胎的实际压力和温度超过设定好的数值时，警报器响
起来，警报灯会亮起来，系统中还加了存储器，在系统断电也能很好地保存数据。经过测试，此胎压检测装置能够实现设置，存储，预警的功能。
        关键词：胎压监测;温度测试;预警
        中图分类号：TP873 文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）02-0070-05
        Abstract： Taking STC89C51 as the control core， the sensor measures the tire pressure and temperature of the vehicle， and displays the pressure and temperature data measured by the sensor through the LCD screen， so as to inform the driver and give early warning in case of abnormal tire pressure. This design uses three keys to set the temperature limit of tire pressure to compare with the measured real-time data. After setting the pressure and temperature range， once the actual pressure and temperature of tire exceed the set value， the alarm will sound and the alarm light will light up. The system also adds a memorizer to save the data very well when the system is powered off. After testing， the tire pressure detection device can realize the functions of setting， storage and early warning.
        Keywords： tire pressure monitoring; temperature test; early warning
        0 引 言
        當下因为经济飞速地发展，汽车成了几乎人人必备的交通工具，Speed变得愈来愈快，所以汽车行驶时候的安全性也变得极为重要，而造成车祸很重要的原因就是轮胎爆炸。根据相关资料显示，在中国，因为轮胎爆炸而造成的车祸占绝大多数，所以在汽车行驶的时候必须防止轮胎爆炸，而决定汽车轮胎爆炸是否的关键因素就是轮胎的压力与温度，即汽车轮胎压力监测系统（简称TPMS）。在汽车上安装TPMS可以防止这些交通事故[1]。
        车辆的每一个轮胎里都安装有压力传感器，传感器可以实时监测轮胎内部的气体压力，所测得的信号可通过单片机信号收发装置调制后通过无线电波放射出去，驾驶室的电子屏幕接收这一信号，并显示在屏幕上，一旦超过所设定的限值，便会发出报警。间接型和直接型是目前大多数TPMS两个最主要的类别;第一种是利用Velocity difference来监视轮胎的压力情况，但是当汽车行驶速度非常高的时候，所测量的数据的精度便会大大降低;第二种就是利用压力传感器来实时检测汽车的轮胎压力，精确度高，所以被普遍使用于TPMS上。
        因此设计一个可以检测4只轮胎的胎压值，并用液晶显示器显示;当胎压超过一定值时进行告警是非常有意义的。
        1 系统的总体设计
        在选择器件时需要注意，不同的模块有不同的功能，而且每个模块都有很多种不同的实现方法，但在实际的运用中，要选择最合适的方案来进行设计。控制系统的硬件电路由五大模块以及相关的外围电路组成，选择适合本次设计的器件，并将各个模块的器件合理组合最终完成系统硬件电路的设计。
        采用的主控芯片是STC系列的单片机。因其功耗较低，并且有着较强的抗干扰能力，而且它能和大部分常用的传感器模块、通信模块相连接，所以选用STC89C51单片机作为主控芯片。本设计的具体系统方案，如图1所示。
        2 系统硬件设计
        STC89C51是51单片机系列中性能较好、功耗较低的一款微处理器，它继承了其他51单片机经典的内核，但在其他方面做了重大的改变，它拥有4K的片内存储空间，这可以使它能
很好地保存数据，即使在使用过程中出现断电等故障，也无伤大雅，因为它可以做到断电保存数据。
        本设计以STC89C51为控制核心，汽车轮胎的气压和温度可以通过传感器测得，并将传感器测得的压力和温度数据通过液晶显示屏显示出来，以此来通知驾驶员。用了3个按键来设置轮胎压力的温度的限值，来与测得的实时数据进行比较，当设定好压力和温度范围之后，一旦轮胎的实际的压力和温度超过设定好的数值时，警报器响起来，警报灯会亮起来，系统中还加了存储器，所以系统断电也能很好地保存数据。
        复位电路包括了上电自动复位和开关复位两种复位模式，如图2所示。当系统接入电源的时候，电容相当于开路，所以电源就全都作用在电阻上，复位端口输入高电平，因此整个系统被复位，这就是所谓的上电复位。当按下自带的按钮之后，电容被短路，电源跟上次一样全部作用于电阻之上，复位端口的输入为高电平，整个系统复位，这就是所谓的按键复位。
        硬件选取按照需求分别采用LCD1602液晶显示屏，它可以显示出其他显示屏不能显示的东西，比如说：字母，字符，数字以及其他我们可以通过人为编程所自定义的符号。它与
其他的液晶显示屏控制原理基本相同，但耗能低，运行速度快，运行流畅等特点。
        采用EMP180气压温度传感器，该传感器工作时的电压较低，所以损耗较小，整体性能较好，工作稳定，但是不能防水，所以对工作环境要求较高。该传感器中已经储存了個人的校准数据，这可以用来补偿偏移量和其他的一些参数。
        选择AT24C02存储芯片，它的存储容量为2 KB，该芯片可以储存256个8位字节，而且耗能很低，它具有与其他芯片不同的读写保护功能，因为片内有页写入缓冲区。它具有片内子地址寻址和芯片寻址两种寻址方式。它的可靠性参数如表1所示。