基于压力传感器的数字胎压计系统设计

发布时间：2019-09-25 05:23

【摘要】：针对汽车胎压监控不当,引起爆胎导致交通事故的问题,设计一个基于气压传感器的数字胎压系统,主要包含AT89C51单片机、MPX4115压力传感器、A/D转换模块ADC0832和七段数码管液晶显示器模块。通过Proteus环境下的电路原理图设计,以及Proteus和Keil的联合调试,获得轮胎胎压的模拟值。经过单片机处理后在数码管中显示胎压值,起到实时监控汽车胎压的作用,同时确保行车安全。仿真结果表明,本系统结构简单,成本低,易于操作和移植推广。
【图文】：

电路图,系统硬件,电路

ǚ绞?提醒驾驶员，预防爆胎风险，起到安全驾驶目的。1总体设计思路1．1设计原理基于压力传感器的气压计设计原理流程如图1所示，其中，通过MPX4115压力传感器进行数据采集工作，采集后的数据通过A/D进行转换，转换后的值输出，并发送到单片机，单片机进行数据的处理工作，并将气压值输出，以在LED数码管上的方式进行显示。从图1可知，本系统主要包含4个元器件，分别为AT89C51单片机、A/D转换模块ADC0832、压力传感器模块MPX4115和四位共阳LED显示模块。图1系统原理流程1．2总体设计数字气压计系统的硬件电路如图2所示，气压传感器MPX4115与ADC9832相连接，ADC9832与AT89C51相连接，AT89C51又与数码管相连接。MPX4115可将具体的大气压值转换成电压值的形式输出，输出的电压值通过ADC9832转换成数字量，并通过ADC9832的DO引脚转换数据输出，将结果输送到单片机，单片机进行处理后，把气压值大小显示在数码管上。图2系统硬件电路2硬件电路设计2．1AT89C51单片机MCS-51系列单片机由美国Intel公司研发，，它的结构先进、功能很强大，其中典型的是AT89C5x系列。本系统选用AT89C51单片机，主要包含中断系统、时钟电路、存储器系统和8051引脚功能。其中，8051具有2个外中断、2个定时器和1个串行中断;在8051的时钟电路中，内置的最高频率可达12MHz;8051采用40Pin封装的双列直接DIP结构，包含40个引脚。2．2MPX4115压力传感器在工业实践中，压力传感器非常常用，本系统的MPX4115是一个硅压力传感器，是基于半导体材料的压阻效应而形成［7-10］。当有外力F作用于硅晶体时，晶格会产生变形，导致载流子发生迁移率的变化，最终影响电阻率的变化。MPX4115具有集成度高、质量小，主要有4g和1．5g两种型号，测量准确度高［11

关系曲线,输出电压,关系曲线,压强

由于大气压强和温度的变化，会引起传感器的测量误差，可通过补偿电压进行修正，补偿电压的表达式为:Uerror=0．009Usperror·Terror(2)式中:Terror表示温度补偿系数，Terror=－3T40，T＜01，0≤T＜853T－25540，85≤T(3)T表示传感器工作时的温度值;perror表示压强补偿系数，在传感器的量程范围内;perror取均值1．5。MPX4115压力传感器的输出电压与压强变化有良好的线性对应关系，如图3所示。图中:max表示最大值;min表示最小值;typ表示典型值。图3MPX4115输出电压与压力的关系曲线2．3A/D转换模块ADC0832ADC0832是一种A/D转换芯片，具有双通道和852
【作者单位】：曲靖师范学院信息工程学院;新疆大学资源与环境科学学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(31660680) 云南省教育厅自然科学基金项目(2016ZDX127)
【分类号】：TP212;U463.6

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