Page 94 - 《橡塑技术与装备》2021年5期（3月上半月 橡胶）

橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)

单片机控制轮胎自动充气装置的设计

豆鹏飞
( 长庆油田公司，陕西 榆林 718100)

摘要 ： 本设计是根据人们对智能化、方便化的需求，而设计的基于单片机控制的智能化的充气机。同时在选取设计方案和采
用元器件方面，该系统本着简单、经济、实用的思想，尽量简化电路设计，用最简单的电路布线和选用最经济实用的器件来达到
设计要求。轮胎自动充气压力控制系统具有能够利用按键设定充气值 ；能够显示设定充气压力和充气过程中轮胎动态压力 ；当轮
胎压力达到设定值时，能自动关闭气泵停止充气。
关键词 ： 轮胎压力 ；智能化充气 ；动态压力 ；单片机控制 ；软件设计 ；硬件设计
中图分类号 ： TQ330.493 文章编号 ： 1009-797X(2021)05-0038-10
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2021.05.009

作为单片机智能化产品，其在市面上的应用极为 本设计轮胎自动充气压力控制系统是基于满足设
普遍。单片机智能化产品具有价位低、低耗电、体积小、 计要求的前提并且根据理论上的可实现性和硬件上的
轻质量以及性能稳定等优势，所以其在医疗器械、航 经济实用性，综合考虑各种因素的情况下，而得来的
空工业、家用电器、仪表仪器、设备管理以及过程管 系统方案。方案总体构架如图 1 所示。
理控制等行业中获得广泛应用。单片机控制系统也在
压力电桥
常见电子产品和大中型电气设备中用于系统控制。本
文基于汽车用户对充气装置的便携式要求以及智能化
信号调理 数码管显示
需求而设计出单片机控制系统充气装置产品。
本文设计的自动充气装置由压力检测模块、核心
控制模块、键盘模块、显示模块、充气模块等几部分
A/D转换 AT89 C51 继电器驱动 气泵
构成。
文中设计的压力检测模块由模数转化芯片以及
压力传感器等两部分构成。而受温度影响较小的惠斯
通电桥构成压力传感器本质 [1] 。传感器上的差动输出 矩阵键盘
信号是由膜片压力造成的电桥不平衡产生的。压力传 图 1 轮胎自动充气压力控制系统结构框图
感器膜片结构特性为差动输出电压（U）和偏置电压
△ U 成正比关系。而此正比关系导致偏置电源容限值 1 硬件电路设计
由压力的测量精确度决定。四个桥臂电阻处于某种程 1.1 压力检测电路
[2]
度时，则其电桥输出值为 0 。利用压力电桥获得的压 轮胎自动充气压力控制系统要根据轮胎内压力当
前值的大小来确定充气是否完成和需不需要关闭气泵，
力模拟值通过 ADC0809 转换后即可供单片机分析使
因而需要使用到压力应变传感器 [3] 。电阻应变式传感
用。利用矩阵键盘控制，设定充气预定值和气泵的启
器按其用途不同，可分为应变测力传感器、应变压力
停。利用 LCD 显示屏显示设定值和轮胎内的当前压力
传感器、应变式加速度传感器等 [4] 。本设计中我们使
值。此外，在考虑到价格低廉、使用方便、电路简单
等要求，充气模块我们选用继电器驱动气泵工作 ；控
制模块选用 AT89C51 作为轮胎自动充气压力控制系统 作者简介 ：豆鹏飞（1992-），男，本科，工程师，现从事
金属材料以及高分子复合材料研究工作。
的控制核心。
收稿日期 ：2020-12-04

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