论文总字数：23696字

摘 要

轮胎压力异常对汽车的安全驾驶影响十分严重，本文研究的轮胎压力监测模块分两大部分：轮胎发送模块、室内接收模块。本次的课题是“基于单片机的汽车轮胎压力监测系统”，本文主要研究的是基于单片机的汽车轮胎压力监测系统。本系统由STC89C52系列单片机 、BMP180传感器 、无限发送接受模块、稳压模块、液晶屏、蜂鸣器构成，以实现车胎压力的无线测量与显示。本系统具有低功耗、稳定、低成本、高灵敏的特性，有很好的推广应用价值。

关键词：压力；轮胎；监测；无线传输

The design of Tyre Pressure Monitoring (TPM) System based on

MCU

Abstract

Abnormal tire pressure effect on the safety of the car driving is very serious, this paper studies the tire pressure monitoring module is of two parts: the Tyre sending module, indoor receiving module. My topic is "the automobile tire pressure monitoring system based on single chip microcomputer", this paper mainly studies the automobile tire pressure monitoring system based on single chip design. This system by the STC89C52 series microcomputer, BMP180 sensors, infinite send receive module, voltage regulator module, LCD screen, buzzer, so as to realize the wireless tire pressure measurement and display. This system has low power consumption, stable, low cost and high sensitive features, have very good application value.

Keywords : Pressure; Tyre; Monitor ; Wireless transmission

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 课题研究的背景及意义 1

1.2 国内外发展现状及存在的问题 1

1.3 课题的指导思想、采用相关理论与方法 2

1.4 本课题主要研究任务及内容 2

1.5 本章小结 2

第二章 TPMS分类及总体方案设计 3

2.1 TPMS的分类 3

2.2 系统设计 3

2.3 系统的需求分析 4

2.4 技术分析 4

2.5 本章小结 5

第三章 硬件设计 6

3.1 MCU（单片机）STC89C52 6

3.2 传感器 7

3.3 RF无线模块 7

3.4液晶屏LCD1602 9

3.5 稳压模块（LM2596） 10

3.6 三极管 11

3.7 本章小结 11

第四章 软件设计 12

4.1 软件 12

4.1.1 KEIL uvison4 12

4.1.2 Protel 99 SE 12

4.2 系统软件设计 12

4.3 控制接口 13

4.3.1 运行LCD程序 14

4.3.2 发射模块程序设计 14

4.3.3 接收模块程序设计 16

4.4 系统软件设计 17

4.5 本章小结 17

第五章 系统调试 18

5.1 设计的实物图 18

5.2 调试 18

5.3 本章小结 19

第六章 总结与展望 20

致 谢 21

参考文献（References） 22

附 录1 发送与接收原理图 23

附 录2 程序代码 24

第一章 绪 论

1.1 课题研究的背景及意义

轮胎压力监测系统简称TPMS（Tyre Pressure Monitoring System），是用在实时 、自动监测汽车在驾驶过程中轮胎压力的情况，并在轮胎漏气和低气压情况下通知驾驶人员，来确保行车安全，是驾驶人员 、后排乘客的生命安全保障系统。

轮胎问题一直以来是造成和导致交通事故的罪魁祸首^[1] 。当驾驶员在路上行驶时，特别是在高速公路上更加容易因为轮胎问题而发生意外，这是大家不愿意看到的。比如国外一些发达国家每年都会发生非常多的交通事故，总所周知国外的公路状况较好，有较长的直线路段，因为路况条件很好，很多汽车的车速都较高，而且国外的限速比国内高，这样的高车速会导致轮胎压力很大，摩擦力大导致车胎温度升高，那么车胎压力就很大，这就是导致了国外频繁的交通事故的原因，也导致了人员伤亡严重。后来外国政府开始重视TPMS的研发，用来解决因轮胎问题导致的交通安全问题。

那如果胎压不正常时会有什么后果呢？汽车有四个轮胎，每个轮胎的轮胎压力都该在一个区间内，试想下，当前轮一边的轮胎压力过低，那么车子是不是会跑偏？这其实在高速是很危险的，而且那个低压的轮胎与路面的摩擦也会很大。简单来说，当轮胎压力过低时：轮胎磨损严重，易产生爆胎。而且阻力大时，那么平均油耗也会增加；反过来当轮胎压力过高时：轮胎的摩擦力会降低，磨损严重是不管过高过低都会产生的，过高时刹车执行力会变低；而当四个轮胎压力都不平衡时：车身肯定会跑偏。另外，当车子与地面摩擦力变大时，会导致阻力变大，造成油耗增加，而导致油耗的增加必定会导致尾气废气排放量增加，对空气环境的污染也会加重，现在全世界的污染问题都在加剧，不管哪个行业都该以身作则，减少对环境的污染，有环保意识，保护环境也是在保护自身！

总体来说本设计的装置可以在驾驶室内进行对车胎压力的监控，并且对车胎异常情况能够及时报警，保障行车人员生命安全，是驾驶员、乘客的生命安全保障。而且能够保护轮胎表面，延长轮胎使用寿命，另一方面能够达到省油的目的，减少空气污染。

1.2 国内外发展现状及存在的问题

自从二十世纪初国外签了某些案件之后，整个世界的汽车制造厂商都开始开发研制TPMS系统，我国的汽车厂商也开始重视TPMS的开发，并把它加入了汽车零部件的范畴，虽然国内的限速比国外低，但是人口密集，车辆数庞大，轮胎问题也是很多的。但是这个轮胎压力测试系统并不是所以的车辆都配备的，考虑到成本的问题，与人们考虑不是固定配件，而是选配时，都会考虑到价格问题而不装配该系统。谈谈在已经生产的汽车中，可以看出只有中高档级汽车配备这一项目。往后此项应该会有向中下级产品延伸的趋势，随着推广力度的加大，与人们生活水准的提高，TPMS系统在车辆的配备上将会受到越来越多的重视。很多国外知名半导体企业也先后在我国推出TPMS系统，在此势头下，国内开始从事TPMS研究开发工作的产业，也在2003年到2004年上半年经历过一个小高潮，当时大约有200多家企业一同投入到TPMS的研究开发生产。

其实自2002 年开始，国内就出现了早期的TPMS系统，虽然普遍以国外产品代理的方式或者仿制其开发模式出现，但规模小、技术含量较低。而后经历了一段时间的自主开发和研究，国内自行开发的TPMS系统在性能已经达到了能与国际一般产品的水平。这就标志了国内TPMS产业的发展已经进入了自主研发的阶段。即使这样，虽国内已经开发的TPMS产品虽然很多，但真正意义上可靠的产品很少，在市场上都没有形成新趋势。而且由于其行业标准的缺乏，产品自身的质保问题，驾驶员对轮胎安全意识缺乏等等原因，使得国内TPMS市场的发展停滞不前。

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