时间：2023-03-02 02:37:25
【关键词】液体点滴速度；单片机
1.引言
随着医院管理系统趋向于电子化、网络化，如何利用计算机与现代控制技术提高医疗器械的自动化成为目前主要应用方向之一。静脉输液是临床医学中一个重要的治疗手段，传统的输液过程都是由监护人员手动控制液体点滴速度，造成了监护人员和病人的诸多不方便，也不利于病区的综合管理。本系统应用自动化控制技术实现了对液体点滴速度的监控，该智能液体点滴监控仪可以对多床位进行远程、集中、分床监测，并针对不同病人需不同的输液速度而自动控制点滴数。护士可在护士室监控若干病房的输液情况，而自动调整滴数，减轻护士的工作量，实现医院护理自动化。而且在紧急情况下，可以向总控制台发出报警。监护人员也可以通过远程通信，监控病人输液的整个过程，并对液滴速度进行设置等。
2.系统总体框图
本系统以STC89C52单片机为核心，由光电传感器组成数据采集部分，由步进电机作为驱动部分，采用键盘输入，利用LCD作为显示器。利用串口，实现了主单片机和多个从单片机之间的多机通信，一个主站控制多个从站的有线液体点滴速度监控系统（见图1）。
3.系统硬件设计
1）数据采集
发光二极管发射的平行光束穿过茂菲氏滴管投射到光敏三极管的感光面上，在没有液滴滴落时，光敏三极管接收到的光照度最大，产生的光电流也最大，当有液滴滴落时，由于液滴的形状特性，使平行光束发散，投射到光敏三极管上的光照度将减弱，从而使光敏三极管产生的光电流减小，形成脉冲（见图2）。
2）驱动部分
采用NMOS管IF530构成如图所示的驱动电路。该电路的特点是无反向电流泄放电路，最大驱动电流达1安培。为了避免开机瞬间由于NMOS管全部导通对步进电机造成损坏，在单片机I/O口和MOS管之间加74HC04构成的反相器，以改变驱动逻辑（见图3）。
4.系统软件设计（见图4）
5.系统算法的选择
步进电机采用模糊控制与PI控制结合的算法。当点滴速度设定值与实际值的差值较大时，使用模糊控制，按照差值的符号决定电机运行方向，电机速度固定。当差值较小时，使用PI控制，电机速度均匀变化而无上下震荡现象，能准确定位。参数整定采用试凑法。
6.总结
本系统可方便地实现对单点和多点输液注射过程进行监控与管理，从而改善了工作条件，极大地减少了监护人员的工作量和由于监护不当造成的医疗事故，具有工作稳定、响应速度快、操作简便等优点，在医疗卫生领域中具有广泛的应用前景。
参考文献：
[1]宋雪丽.基于单片机系统的液体点滴速度监控装置设计[J].电脑开发与应用,2007/05.
[2]王紫婷.智能液体点滴速度监控仪[J].自动化与仪器仪表,2004/05.
[3]杨晓.用单片机实现的液体点滴速度监控装置[J].电子世界,2004/02.
关键词：STC89C52；单片机；温度测量
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：16727800（2013）003010402
0 引言
温度对于生活、科研、工业、医药等各个领域都是一个非常重要的参数。在工业生产中，温度的控制直接影响到生产工艺、产品质量。大量有关化学反应的工艺过程也必需在适当的温度下才能正常进行。医药食品的生产运输、农业生产和家禽畜牧也都需要对温度进行严格检测、控制和记录。
早期的温度记录通常采用人工记录的管理方法，由工作人员读取温度计温度后手工记录。现在虽然使用温度记录仪，但普通记录仪体积庞大、精度低、功能不够完善、稳定性较差。
鉴于上述技术上的不足，研究了一种基于单片机的低功耗、微型化、可以连续记录的温度记录仪。该温度记录仪提供PC机通信接口，使PC机软件实现对温度数据的存储记录、分析和处理。
1 系统总体设计
温度记录仪在硬件上主要由STC89C52单片机、DS18B20温度传感器、1602液晶、报警指示灯、存储器构成，系统原理如图1所示。
1.1 系统硬件设计
本系统用STC89C52单片机作为控制核心，利用AT89C52单片机强大的功能和优异的扩展性，液晶、报警灯和按键等少量电路构建系统。
（1）STC89C52单片机。 STC89C52单片机是一种高性能、低电压，带8K字节闪烁可编程、可擦除、只读存储器的微处理器。STC单片机完全兼容AT89C51，无需用昂贵的软件编辑器来烧写程序，支持串口直接下载程序。
（2）测温电路采用DALLAS公司的DS18B20。 DS18B20是美国DALLAS公司生产的数字温度传感器芯片，可直接输出温度值，通过简单接口就能与单片机实现通信，结构简单、体积小、功耗小、抗干扰能力强、使用方便。采用3脚PR35封装，其引脚排列及测温原理如图2所示。
（3）显示电路。 本设计采用1602液晶屏显示。液晶显示器的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面并配合背部灯管构成画面。1602通用型液晶一共可以显示两行，每行16个字符，具有体积小、功耗低、显示操作简单等特点。显示电路结构如图3所示。
（4）MAX232串口电路。为了实现PC与单片机之间的串口通信，本设计采用MAX232串口电路。MAX232芯片把电脑串行口rs232信号电平（-10，+10V）转换为单片机所用到的TTL电平（0，+5V）芯片，从MAX232芯片中的发送和接收中任意选择一路作为接收，接线时一定要注意引脚的对应，否则会造成计算机串口和对应元器件永久损坏。
1.2 系统软件设计
（1）单片机程序由主程序和中断子程序组成。主程序负责对来自上位机的命令进行解析并执行读温度值、存储温度值、输出控制等，如图4所示。
终端服务程序只负责单片机和上位机之间数据的发送和接收。
（2）上位机软件用VISUAL C++语言设计完成。其界面简洁、功能全面。
软件启动后首先连接设备，然后读取设备状态，下载数据，并在数据下载完成后进行分析处理，绘制出温度变化曲线。
2 结语
利用STC89C52单片机为核心的温度记录仪具有系统成本低廉、操作简单、可扩展性强、易维护、开发周期短等优点。实验表明：该系统适合用于食品储藏、医药工业、畜牧业等多个领域。
参考文献：
＼[1＼] 潘琢金.C8051F高速SOC单片机原理及应用＼[M＼].北京：北京航空航天大学出版社，2002.
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＼[3＼] 郭天祥.51单片机C语言教程——入门、提高、开发、拓展全攻略＼[M＼].北京：电子工业出版社，2009.
关键词：STC89C52单片机；温度控制；温度检测
中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)04-0902-02
A Temperature Control System Based on STC89C52 MCU
WU Jian, HOU Wen, ZHENG Bin
(National Key Laboratory for Electronic Measurement Technology, North University of China, Taiyuan 030051, China)
Abstract: This paper discusses a STC89C52 MCU to increase the technical indexes of accused of temperature control system，Presented the design of the MCU circuitry of system, temperature control output circuit, temperature detecting amplifier circuit and so on. Realized of furnace temperature automatic control and improve the precision temperature control. Be provided with important engineering use value.
Key words: STC89C52 MCU; temperature control; temperature test
随着工业技术的不断发展，利用温度控制表，温度接触器的控制方式已不能满足高精度、高速度的控制要求，其主要缺点是温度波动范围大，受仪表本身误差和交流接触器寿命的限制，通断频率很低。本文设计了一种基于STC89C52单片机控制的温度控制系统。它使用了较少的器件和较为简单的电路设计，因此具有成本低、控制方便，实用性强等特点。
1 系统设计
本系统是对电炉炉温进行控制的微机控制系统。控制方式是单闭环控制形式。温度控制系统是以STC89C52单片机为控制核心，其系统结构框图如图1所示。
键盘将温度设定值和温度反馈值送入单片机，然后经过运算得到输出控制量，输出控制量控制控温输出电路得到控制电压，施加到驱动器上，从而控制电加热炉内温度。
2 系统硬件设计
硬件系统由单片机电路，温度检测放大电路，A/D、D/A转换电路，控温输出电路等组成。下面分别给予介绍。
2.1 单片机电路
STC89C52是一个低功耗，高性能的51内核的CMOS 8位单片机， 具有在线编程功能，不再需要启动像STC89C51那样的12V的VPP编程高压[1]。 使用简单且价格非常低廉。故本文使用STC89C52为系统的主控制器。单片机发送温度设定值和采集温度反馈值，并据此调节I/O的输出来控制温度的值。
2.2 温度检测放大电路
温度检测电路承担着检测电阻炉温度并将温度数据传输到单片机的任务。铂电阻最常应用于中低温区，精度高，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小，测量范围一般为-200～850℃。目前应用最广泛的是Pt100。Pt100铂热电阻与温度的关系如下：
(1)
其中：Rt――温度为t℃时铂电阻的电阻值（Ω）；R0――温度为0℃时铂电阻的电阻值（Ω）；A，B，C――常数，3.96847×10-3 （℃-1）；-5.847×10-7 （℃-2）；-4.22×10-12（℃-3）。
信号放大电路采用OP07E放大器，温度信号输入采用差动放大模式，输入电压范围为+/-14V，输出电压范围为+/-12V。设计电路如图2所示。
U1放大器放大倍数为：
(2)
2.3 A/D转换电路
温度检测电路采集到的温度值为模拟信号，需要转化为数字信号才能被单片机处理。温度控制系统的A/D转换模块采用ADC0804型8位全MOS A/D转换器。转换时间约为100μs，转换时钟信号可以由内部施密特电路和外接RC电路构成的震荡器产生，当/CS与/WR同时有效时便启动A/D转换，经DATA口送入单片机，再采集第二个模拟量进行转换。
2.4 D/A转换电路
温度控制系统的D/A转换芯片采用DAC0832。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成[2]。DAC0832的主要特性参数：分辨率为8位；电流稳定时间1us；可单缓冲、双缓冲或直接数字输入；只需在满量程下调整其线性度；单一电源供电，电压范围为+5V～+15V；低功耗，功耗为200mW。
2.5 可控硅调功控温电路
温度控制电路采用可控硅调功率方式。双向可控硅串在50Hz交流电源和加热丝电路中，在给定周期里改变可控硅开关的接通时间改变加热功率，从而实现温度调节[3]。如图3所示。
可控硅驱动器MOC3041集光电隔离、过零检测功能于一身，具有体积小、功耗低、抗干扰能力强，无噪声等优点[4]，RS、CS为吸收电路，起保护作用。经验公式如下：
Cs=（2～4）IT×10-3(uF)(3)
Rs=10～50Ω(4)
R17是触发器输出限流电阻，取51Ω。R16是驱动器的门极电阻，一般取值300-500Ω。
3 PID温度控制算法
温度控制技术大致可分为定值开关控温法，PID线性控温法。定值开关控温法通过硬件电路或软件计算判别，系统温度上升至设定点时关断电源，当系统温度下降至设定点时开通电源，因而无法克服温度变化过程的滞后性，致使被控温度波动较大，精度低。当我们不完全了解被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统的参数时，最适合用PID控制技术。PID线性控温法主要取决于比例值、积分值、微分值[5]。只要三参数选取的正确，其控制精度是比较令人满意的。当执行机构需要的不是控制量的绝对值，而是控制量的增量时，需要用PID的“增量算法”。增量式PID控制算法可以通过（式5）推导出。
(5)
Uk――控制器的输出值；ek――控制器输入与设定值之间的误差；Kp――比例系数；
Ti――积分时间常数；Td――微分时间常数；T――调节时间。由（式5）可以得到控制器的第k－1个采样时刻的输出值为：
(6)
将（式5）与（式6）相减并整理，就可以得到增量式PID控制算法公式：
(7)
其中：
由（式7）可以看出，如果计算机控制系统采用恒定的采样周期T，一旦确定A、B、C，只要使用前后三次测量的偏差值，就可以由（式7）求出控制量。物理模型如图4所示。
4 系统软件设计
为了便于程序的调试与维护，系统全部程序采用模块化结构。由一个主程序和若干子程序组成。子程序主要包括A/D转换子程序、D/A转换子程序、LED显示子程序、增量式PID控制子程序、键盘控制子程序等，各子程序均能很快返回主程序，不会发生子程序时间过长等问题，子程序对相关事件的处理依靠标志位和判断标志位来完成。主程序通过调用各个子程序来完成所有的温度控制器功能。主程序的流程图如图5所示。
5 设计结果
设计的温度控制系统基于STC89C52单片机，采用了信号放大，可控硅控制等简单的电路，经过焊接、 组装、 调试后，可以很好实现控制功能，具有很强的实用性，尤其是具有体积小、 易移动等优点。 该方案也可以在功能上加以扩展，如加上LED电路，当到达我们想要的温度时绿灯亮，当超过我们想要的温度一定量程时红灯亮。
参考文献：
[1] 张俊谟.单片机中级教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,1999:75-86.
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[4] 何小艇.电子系统设计[M].杭州:浙江大学出版社,2000:378-396.
【关键词】单片机；STC89C52；智能窗控制系统
1、引言
近年来，随着居民生活水平的提高、环保意识的增强，人们对室内居住环境的舒适度有了更高的要求。传统的窗及其窗帘必须手动控制其开关，考虑到当前别墅、高档写字楼、展览馆和大型会议室等窗多、重、长，手动开关窗极其不便，因此我们需要一种智能化的窗户，能够感知窗外光线强度及室内外温度情况，并自动平衡室内外温度，做出开关窗及其窗帘一系列动作。
2、系统工作原理及结构
智能窗控制系统以STC89C52单片机为控制核心，加入感光、感温度元件，用单片机逻辑控制电路自动判断，达到控制一扇或多扇窗子的目的。其主要由单片机最小应用系统模块、按键模块、传感器模块、时钟模块、电机控制模块及显示模块组成，系统结构框图如图1所示。
3、硬件选型及相关电路搭建
3.1时钟模块
时钟模块采用的DS12C887时钟日历芯片，是由美国 DALLAS公司生产的新型时钟日历芯片，采用CMOS技术制成。芯片采用24引脚双列直插式封装，内部集成晶振、振荡电路、充电电路和可充电锂电池，在没有外部电源的情况下可工作10年。具有良好的微机接口、精度高、接口简单、工作稳定可靠等优点，与简单按键相结合，能够随时矫正时钟芯片内的时间。并且利用其闹钟功能能够实现定时开关窗帘的功能。
3.2温度传感器
DS18B20温度传感器为温度采集器件，其具有超小的体积，超低的硬件开消，抗干扰能力强，精度高，支持“一线总线”接口等特点，检测温度范围为-55°C ～+125°C，精度可达土0.5摄氏度，满足日常使用的需求，并且温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上，单片机直接可以读出相应温度，并用显示屏输出。
3.3光强传感器
为便于用户根据光强不同决定开窗状态，设置了光强传感器。光强传感器主要使用了光敏电阻和双电压比较器集成电路LM393。光敏电阻是利用半导体光电效应制成的一种阻值随入射光强变化而改变的电阻器，入射光变强，电阻减小。使用时将光敏电阻与10kΩ的电阻R构成测量电桥后接至5V电源，当外界光照变强时，光敏电阻阻值变小，R分压变大，取R上的电压差值即可判断光强变化，这种设计的优点在于电路简单。模块在无光条件或者光强达不到设定阈值时，D0口输出高电平，当外界环境光强超过设定阈值时，模块D0输出低电平；小板数字量输出D0可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境的光强改变；
3.4步进电机及驱动
采用4相5线步进电24BYJ48，它是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
3.5按键模块
由于使用按键较少，按键模块采用独立式按键接口设计。这种按键电路配置灵活，软件实现简单。软件实现时，可以采用中断方式，反应灵活。因案件在按下和释放地瞬间都将伴随一连串的抖动，抖动时间由按键的机械特性决定，一般为5～10ms，此处采用软件方法消除抖动，第一次检查到有键按下时，延时抖动时间后再次检测按键是否仍按下，若按下则认为真正有键按下，从而消除影响。
3.6显示输出
系统中应用12864 液晶显示屏显示操作界面，能够显示中文字符，实时显示当前时间和温度，通过不同的菜单选择，即可显示设定的控制参数，又可显示测量值和系统的工作状态。显示屏在待机状态下可以关屏，降低功耗。
4、系统软件设计的设计
系统软件包括：按键扫描、时间采集、温度采集、光强采集、定时中断等子程序。开机时系统显示时间并关窗复位，采集一组环境数据，将室内外温度显示出来，判断是否达到开窗及窗帘的要求。其中控制开窗及窗帘的程序流程如图2所示。
5、结语
关键词：STC89C52单片机；防火卷闸门；模块设计
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）30-0005-02
1 系统整体设计概述
1.1 系统整体设计方案及框图
本系统是一整套火灾报警系统中的子系统部分，在设计过程中，需要考虑防火卷闸门控制器与系统其它火灾探测、火灾报警装置的联动效应。具体来说，系统主要由火灾探测装置、火灾警报装置和卷闸门电机控制端三个部分构成，每个部分有具体的控制电路，各电路模块在STC89C52单片机的中枢控制下实现整体功能。系统设计如图1所示。
如图所示，该系统由三个子模块构成，能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量等物理量，通过温度、烟雾传感器等火灾探测器转变为电信号，传输给火灾报警控制器，并同时引发卷闸门电机联动控制装置，实现卷闸门的上升、下降等控制，从而实现对火患的隔离和屏蔽。
1.2 系统功能概述
根据系统设计框图，可将整套系统的功能概述为以下几部分内容。
1.2.1 火灾探测装置
主要由温度传感器和气体传感器构成，用来完成对火灾现场温度和烟雾信号的实时监测。
1.2.2 火灾警报装置
由火灾指示灯和火灾警报器构成，在火险发生的时候起到亮灯闪烁和发声报警指示的提醒效果，在本系统的设计中还加入了温度常态下的指信号灯，当现场内没有火险的时候，可以用作安全指示的作用。
1.2.3 卷闸门控制装置
当现场内有火险发生时，除了必要的火灾指示用以体现大楼内的人群及时疏散，还需要增加卷闸门控制装置用以对火险进行短暂的控制，而本系统以卷闸门的上升、下降实现相应的功能。因此，卷闸门控制装置也是本系统设计的核心部分。
综上所述，在本系统的实际设计中，火灾探测装置和警报装置采用以单片机为核心的控制电路构成，通过采用感烟、感温传感器对楼层内实时的温度和烟雾信号进行采集，并将采集到的信号传送给单片机，并由单片机比较判断是否有火险发生，如果有火险发生，则启动警报装置，同时实现对卷闸门的联动控制。
2 系统硬件模块设计
2.1 STC89C52单片机最小系统模块
本系统的核心控制器采用STC89C52单片机结合外界辅助电路构成。STC89C52单片机是一个低功耗高性能CMOS8位单片机，共有40个引脚，基于高密度、非易失性存储技术生产，结合8位微处理器和Flash存储技术构成功能强大单片微处理器，可提供许多高性能低价位的系统控制应用场合，完全能够满足系统设计的需求。而应用STC89C52单片机构成系统核心电路时，需要设计最小系统模块电路，在本设计中，最小系统模块电路主要由复位电路、晶振电路构成，其中，单片机的18、19引脚外接晶振电路，9引脚外接复位电路。
2.2 温度检测模块
本系统的温度检测芯片采用DS18B20温度传感器，具体电路设计中采用上拉电阻与温度传感器连接的方式实现，并将检测到的温度信号反馈给单片机的P1.3引脚。
2.3 烟雾检测模块
本系统的气体烟雾检测电路模块采用TGS-202气体检测传感器芯片，在电路设计中将传感器的输出端子通过接插件与单片机的P1.0引脚相连，当现场烟雾浓度超过上限时，系统报警。
2.4 时钟指示模块
本系统的时钟模块主要用于提供准确的现场时间，一旦发生火灾，能够为后期的调查取证提供时间参数。在具体的设计中，采用DS1302时钟芯片外接电路构成。DS1302在工作时需要外接晶振电路，该晶振可选择32 kHZ以上的晶振构成，其RST、SCLK和I/O三个引脚分别与单片机的P3.5、P3.6和P3.7三个端口相连。
2.5 火灾报警模块
发生火险的时候，火灾报警是必不可少的电路部分。在本系统设计中，我们采用扬声器外接放大电路并与单片机引脚连接实现。具体的电路设计为：单片机的P3.7引脚与三极管相连，并由三极管的集电极与扬声器引脚连接，当有火灾发生时，温度传感器检测的信号反馈给单片机，并由单片机处理后，向P3.7引脚输出一个高电平，引发9013导通，扬声器发声提示火险发生。
2.6 火灾指示灯模块
本系统中设置了2个LED用来对火灾情况进行指示，一个为没有发生火险时的常态指示灯，另一个为发生火险时的超温报警指示灯。该电路模块中的两个指示灯分别与单片机的P2.0和P2.1端口相连，LED的阴极连接地。当有火险发生时，单片机的相应端口输出高电平使得LED点亮发出指示效果。
2.7 按键电路模块
该系统主要包含三个按键，分别为温度/时间选择设置键、温度/时间增减控制键、卷闸门方位控制按键。三个按键分别与单片机STC89C52的P2.3、P2.4、P3.2相连，在具体设置时，通过调整选项按键可以对温度和时间进行设置，同时可以调整温度的报警上限值。而卷闸门方位控制键主要实现对卷闸门中停位置的人工控制，防止由于系统故障导致的卷闸门上升、下降功能失控。
2.8 显示电路模块
本系统的显示电路模块主要用于显示时间和温度信息，主要由LCD1602液晶显示器构成。在具体链接的时候要注意，LCD1602的相关引脚需与单片机的引脚相连，才能有显示的效果。
2.9 防火卷闸门控制模块
本系统采用单片机输出端口与电机控制输入端相连的方式对防火卷闸门电机电路进行控制。当温度超过设定上限时，报警电路报警同时单片机P1.6端口对电机正转输出相应信号，使得卷闸门电机正转，卷闸门下降关闭；当温度没有达到上限时，单片机P1.7端口对电机反转输出相应信号，使得卷闸门电机反转，卷闸门上升开启。经过上述设计后，系统的硬件原理如图2所示。
3 系统软件设计
3.1 系统软件设计思路
整套系统在工作时，处于实时监测状态。具体来说，当系统监测到气体、温度等信号超过火灾报警预设值上限时，便会自动启动报警装置，火灾指示灯点亮、蜂鸣器响，防火卷闸门在单片机的控制下，开始下降，一直下降到预设位置后，停止。反之，当现场的气体、温度信号没有达到火灾报警超限信号预设值时，防火卷闸门会自动上升。此外，可通过人为按键控制，调节防火卷闸门的上升、下降和现场温度超限预设值等信号。总体来说，系统的软件设计思路较为简洁，对卷闸门的控制也能够满足一般火灾现场隔离火情的需求。
3.2 软件主程序流程图
本系统的主程序设计流程图如图3所示，不难发现整个程序的设计以“动态监测”作为主体思路。在实际工作中，系统初始化后，便开始实时监测现场的温度、气体参数，并与预设的上限值进行比较，若现场环境参数超过预设值时，蜂鸣器响，火警指示灯亮，防火卷闸门下降。同时，系统会自动实时监测现场的温度、气体信号值，并与预设值比较，倘若现场火情继续恶化，防火卷闸门继续下降，并到预设的下限位置，若现场火情好转，温度、气体信号值低于预设值，则防火卷闸门开始上升，从而实现对卷闸门的自动控制。
4 结 语
本文详述了一种基于STC89C52单片机的防火卷闸门控制器的设计，给出了详细的硬件设计思路、电路原理图和软件设计流程图，总体来说，相应的研究成果符合预期设想。将单片机用于防火卷闸门控制电路的设计中，能够使电路变得更为简单、轻巧，且功能多样化，能够满足一般民用建筑的防火隔离需求。然而，本设计也存在一些缺陷，例如，系统仅实现了对防火卷闸门的闭合、开启监测和控制，没有实现对防火卷闸门中停位置、中停时间的精确控制，因此，相应的精细化研究仍有待进一步深入。
参考文献：
[1] 唐颖.单片机原理与应用及C51程序设计[M].北京：北京大学出版社，2009.
[2] 宋彦雄，蔡岱贤.基于单片机的楼宇火灾智能报警系统设计[J].机电工程技术，2011，（1）.
【关键词】 智能家居 智能窗帘 控制系统
一、引言
自动控制技术是21世纪影响最大、发展最快的技术之一，也是现代社会最重要的高新技术之一。在现代社会中，自动控制技术广泛应用于生产、军事、管理、生活、商业等各个领域中，极大的提高了社会生产力，解放了人们的双手，提升了人们的生活品质。随着计算机技术、自动化控制技术等各种高新技术的应用和发展，致使现代化自动控制水平越来越高，作用越来越重要，并且自动控制技术在智能家居方面有着非常广泛的应用前景。应用自动控制技术，将使家居环境更加智能化，人性化[1]。针对家居环境采光及避光问题，本设计制作的自动窗帘控制系统将取代手动控制，使之更加科学化、人性化[2]。本文阐述了一个设计制作完整的自动窗帘控制系统所需要做的理论分析，以及各环节功能的实现过程。
二、系统总体功能
自动窗帘控制系统核心是采用单片机STC89C52控制，其次采用光照传感器[3]，红外遥控模块，温度检测电路，时钟信号模块，液晶显示，红外检测，防盗报警电路等模块搭建主要框架[4]。
整个系统在各模块的配合下既可实现自动控制，也可手动控制。该设计在软件方面，以C语言驱动各模块工作，实现了各模块的协调工作，硬件方面采用PROTUES软件进行仿真。
系统通过对室内光照强度和时间实时监测，来控制窗帘的自动开启和关闭[5]，窗帘开启或关闭的光照阀值用户可以手动设置，并在液晶显示屏上显示当前室内环境的温湿度、时间等数据，当实际的温湿度超过或低于设定温湿度后，通过窗帘的开闭，使室内的光线和温度达到一个较为理想的条件。为了更加人性化，本设计还可根据用户的意愿，通过红外线的发送和接收实现对窗帘开闭的远程遥控。
三、硬件结构设计框架
该自动窗帘系统结构如图1所示，硬件电路主要由光照检测模块，红外控制电路，温度检测电路，液晶显示电路，实时时钟信号模块，减速电机驱动电路构成[6]。通过本系统可以实现通过光照强度以及时钟控制实现窗帘开关自动控制，同时实现红外遥控的手动控制。
四、硬件部分
4.1 电源模块
两节可充电锂电池18650串联（电压7.0V～8.2V），给L298N电机驱动模块供电，L298N模块上有一个7805稳压电路可对外输出5V电压，以此给主控芯片供电。
将两节电池串联后的电压输入到LM2596可调降压模块，将LM2596降压模块的输出模块调到5.2V给其余电路模块供电。
4.2数据采集电路
本系统的数据采集部分主要由红外接收头、BH1750FVI光照强度传感器、DS1302实时时钟、DS18B20温度传感器、红外传感器构成。并且红外接收头直接连接单片机外部中断P3.2，使系统能够及时、准确的接收到外部遥控器控制信号。光照强度传感器BH1750FVI的SDA和SCL引脚分别接主控器的模拟IIC协议接口，根据协议IIC接口使单片机能读取光强传感器的光强数据。
4.3 数据显示电路
为了使本系统更加人性化，让用户获得更好的用户体验，方便用户及时了解室内环境指数，采用12864液晶显示屏，结合外部电路框架，实现室内实时时钟、温度和光照强度的显示。
4.4 动力传动
该模块由驱动电路、减速电机和同步带构成。为了实现运行稳定、噪声小的目的，本系统采用金属直流减速电机，电机转动带动同步带，同步带带动窗帘滑动。
4.5软件设计
软件设计主要是模块化编写的，包括：光照强度子程序、DS1302子程序、12864液晶显示模块子程序、红外遥控子程序、DS18B20子程序。BH1750FVI光照强度传感器模块与单片机是IIC通信，因为STC89C52单片机没有硬件IIC所以利用I/O口模拟IIC进行通信，为了使防盗功能快速反应，将作为防盗传感器的红外传感器5接到中断上，因为红外遥控解码的特殊性，将红外接收头接到中断0上利用定时器0进行解码，为了节省I/O口，将12864与单片机的通信方式改为IIC。程序控制流程图如图2所示。
五、系统测试
本窗帘在硬件安装检测无误后，在系统功能测试中，不同的时间下，通过控制光源至传感器的距离不同，模拟不同环境下的光强改变。运行结果表明，在设定的时间范围内，当光强达到用户设定的阀值，窗帘会根据光强作出相应的反应，以保持室内环境的稳定。同时，LCD液晶显示屏即时更新，显示出当前状态下的时间、室温、光强等信息；并且可根据用户意愿自主对窗帘的开闭进行控制。但在设定的时间范围外，通过外部环境的条件改变不能控制窗帘的开闭，但通过红外按键设置依然可以控制窗帘。实验证明，本系统运行稳定，灵敏度高，可拓展性强。
六、结语
以STC89C52单片机为主控芯片，包含光照强度、温度、实时时钟、红外遥控、电机驱动及LCD显示的智能窗帘系统具有控制简便、易操作、维护简易等特点，适用于家居、教室、办公室、会议室等各种场合，具有广阔的市场前景。
参 考 文 献
[1]肖建章，自动控制技术，北京：中国劳动社会保障出版社，2004年4月出版
[2]郭天祥，51单片机C语言教程，电子工业出版社，2009年6月出版
[3]徐建仁主编，智能现代，长沙：国防科技大学出版社，1990年2月出版
[4]王金矿编著，单片机高级教程应用，广州：中山大学出版社，2000年6月出版
[5]王化详，张淑英，传感器原理，天津：天津大学出版社，2008年6月出版
关键词：ATM STC89C52单片机 RC522 24C02
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（c）-0072-02
在信息化、科技化的推动下，人们生活圈日渐趋于智能化、整体化，金融业成为其中必不可少的环节，界面简洁、操作方便、安全稳定的ATM系统对于银行业务的开展和生活质量的提高有着积极的推动作用。
ATM自动取款系统是由计算机控制的持卡人自我服务型的金融专用设备，集计算机技术、网络技术、自动控制技术于一体，可提供最基本的银行服务，包括取钞、存钞、修改密码、转账等功能，可大大减轻银行工作人员的工作负担，提高工作效率。
文章设计的基于单片机的ATM系统，将单片机的强大数字处理能力和RC522读卡功能有效结合，并综合LCD12864、矩阵键盘以及24C02，可实现取款、改密、查余等功能，界面简洁、操作方便，可大大推动金融业在生活圈内的发展。
1 ATM系统功能分析
基于单片机的ATM系统能够实现取款、查余、改密、账户冻结等功能，ATM系统启动后，显示“中国农业银行欢迎您请插入银行卡”，由MFRC522读取磁片信息，用户信息存储于磁片内，用户通过矩阵键盘输入密码，输入密码与磁卡内设定密码一致时登录成功，若密码错误次数大于3次则该用户被冻结。用户登录成功后，可选择查询、改密、取款、退出等功能，分别由与单片机P1.0、P1.1、P1.2、P1.3引脚相连的独立按键控制实现，且每一功能屏都有退出按键可返回上一层目录。
查询功能选定按键P1.2，可查询磁卡余额；取款功能选定按键P1.3，系统为用户提供了“100”“200”“300”3种可选金额，若卡中余额不够取款所需的金额时，界面就会显示“余额不足”，系统自动回到原先的界面，若卡内余额足够支付取款余额，则直接在卡内原余额基础上扣除取款金额。
修改密码功能选择按键P1.0，用户可修改磁卡密码，修改后密码存入卡内，下次登录时需用新密码。退出时，选择P1.1按键，进入退出界面，系统延迟5 ms跳转登录界面，以供其他用户使用。
2 ATM系统硬件设计
ATM系统硬件部分主要包括单片机、24C02存储芯片、RC522读卡器、LCD12864显示器以及矩阵键盘。
2.1 单片机控制电路
ATM系统采用STC89C52单片机作为核心控制芯片，该芯片采用MCS-51内核，具有8K在系统可编程闪存存储器、512字节RAM、8k字节Flash、32个I/O口线、一个7向量4级中断结构、3个16位定时器/计数器、MAX810复位电路，而且STC89C52进行逻辑操作时可降至0 Hz静态，提供两种软件选择省电模式。主控单元采用12 MHz晶振，有利于系统时间计算。
2.2 存储器
存储器选择24C02，该芯片为2048位的串行电可拆卸的ROM，256字节的内部组织，每字节有8位，该芯片被普遍应用于低电压、低功耗的工业和商业部门，可靠性比较高。
24C02存储器时钟线与单片机P1.6引脚相连，24C02的数据线接P1.7引脚，24C02地址输入端接地，以防在掉电情况下对信息进行储存并能保证将用户新密码存入磁卡内。
2.3 LCD12864显示电路
LCD12864是一种点阵式的液晶显示器，分辨率为128×64，该显示屏具备接口方式比较灵活，操作指令相对比较简单、方便的优点，又可以构成全中文的人机交互图形界面。并且12864显示屏所需要的电压值较低，因此其功耗也比较小，相较于其他显示器而言比较节能。
ATM系统中使用单片机P0口驱动12864，因为P0口为漏极接口，需通过1K上拉电阻驱动显示器，P2.0、P2.1、P2.2为数据控制端，同时显示器CS1和CS2引脚置高，以便显示全屏数据。
2.4 RC522读卡模块
MF RC522是采用13.56 MHz非接触式通信的高度的读写卡芯片集成的，双向数据传送速度可达424 kbit/s，使用SPI方式与主机通信，可以减少连接，减小PCB板的体积，还可以在一定程度上降低成本。
RC522的SDA、SCK与单片机I/O口进行数据传输，MOSI（SPI接口主出从入）和MISO（SPI接口主入从出）分别接单片机的P2.5和P2.6。
2.5 矩阵键盘
键盘输入模块由3×4矩阵键盘和独立按键构成，矩阵键盘分别对应与数字“1～9”“*”键和“#”键，由单片机P3.0～P3.6引脚控制数据传输。独立按键分别对应于系统功能屏的各个功能选择，由单片机P1.0～P1.5控制数据传送。
3 系统软件设计
ATM系统硬件在软件程序的支撑下能够实现取款、查余、改密、账户冻结、密码保护等功能。
当系统开始工作时，RC522读卡器判断是否接收到IC卡发出的数据，当检测到有卡插入时，LCD12864清屏，跳转到“输入密码”的界面，输入6位密码，如果输入错误，可即时进行修改，并且每输一位密码，之后都会以“*”显示，起到保护密码信息不外露的作用。
定义全局变量chakc，当读卡器读取到磁卡数据时，chakc大于等于1，不同的chakc值对应于不同的系统功能，具体见表1。
系统采用程序扫描法识别按键，选择行扫描的方法。当取款键keysanf_rk2（ ）子程序扫描到该键按下时，就跳转到取款子程序，完成取款；当查询键keysanf_rk2（ ）子程序扫描到该键按下时，程序跳转到查询子程序完成相应任务；当修改密码键keysanf_rk2（ ）子程序扫描到该键按下时，程序跳转到修改密码页面，完成密码修改任务。键在每一个页面定义不同。
4 ATM系统调试结果
ATM系统经过仿真测试、硬件焊接调试能够实现取款、查询余额、修改保护密码、冻结账户等功能，系统硬件电路图如图1所示。
系统为单片机上电后，系统出现开机界面，提示插入磁卡。当读卡器读取磁卡数据后，提示用户输入密码，若密码正确则进入功能界面，若密码错误则出现密码错误页面，密码输入错误次数超过3次，则提示该磁卡被冻结，以保护用户信息安全。
系统页面转至业务功能界面后，选择取款业务，则系统为用户提供3种定额取款（100、200、300），选择相应取款金额后，系统会提示用户正在准备钞票，钞票准备完毕后提示用户取走钞票，用户即可按下相应按键取走钞票。
用户在使用系统过程中，可随时修改磁卡密码，系统软件设计中将“ininticcdate（） //E2PROM中数据的初始化”语句进行备注，保证单片机对该命令只读不写，即可保证FM24C02执行其存储记忆功能，将修改后密码作为新密码存入磁片内，更符合实际用卡。
5 结语
此ATM系统以单片机作为核心控制模块，有机结合RC522读卡器、LCD12864显示器、矩阵键盘、存储器24C02等模块电路，能够有效完成自动取款机的基本功能，包括磁卡信息读取、密码修改、保护账户、取款、查询等，系统具有界面简洁、操作简单、安全稳定等特点，有一定的实用价值。
参考文献
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[4] 杨庆文，崔海.基于AT89C51单片机的温度控制系统[J].中国科技信息，2010（23）：153-154.
[5] 黄志刚.超声波测距用LCD12864显示[J].电子世界，2012（23）：84-85.
关键词:Protues; 密码锁; 单片机; C语言
中图分类号:TN433-34文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2010)19-0176-03
Design and Simulation of Electronic Code Lock Using STC89C52 MCU Based on C Language
JIN Gui, XIANG Guo-liang
(Department of Physics & Electronic Information Engineering, Xiangnan University, Chenzhou 423000, China)
Abstract: The implementation of an electronic code lock which was successfully simulated by Protues is introduced. It uses high reliable microcontroller STC89C52 to achieve the unlocking and identification of the code, adopts I2C bus-based E2PROM chip to complete the code′s storage, uses LCD1602 to prompt the program′s running state and working procedures, adopts buzzer to imitate the alarm and LED to imitate the switch. It is convenient to modify and add function by using C language program,which is more transplantable and reliable compared to assembly language.
Keywords: Protues; code lock; single chip microcomputer; C language
0 引 言
电子密码锁是现代生活中常用的加密工具。它克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点,尤其是微控制器的智能电子密码锁,不仅具有电子密码锁的功能,还可引入智能化管理功能,从而使密码锁具有更高的安全性和可靠性。
电子密码锁通常使用ARM和单片机控制[1],单片机相对ARM实现较为简单,功能较为完善,因此使用单片机控制较多。用单片机控制的密码锁常使用汇编语言编写程序,显示器多数用数码管[2-3]。而本文所介绍的电子密码锁使用移植性及可读性强的高级语言C语言编写,便于修改和增减功能;同时采用显示清楚,功率消耗小而且寿命长的1602液晶显示器,显示更加直观,使用更加方便。从经济实用的角度出发, 采用STC89C52[4]单片机设计出一种具有密码设置、报警和防止多次试探密码功能的电子密码锁,通过Protues软件成功地进行了仿真。
1 系统工作原理
本系统以STC89C52单片机为核心,使用4×4矩阵键盘作为数据输入方式,驱动1602显示器提示程序运行过程和开锁的步骤。本系统的密码判断过程如下:
当使用者输入6位密码后按下BESURE键,单片机通过密码逐个比较,如果输入的6位密码和设定的密码完全相同,那么能成功驱动开锁模拟灯将锁打开。若输入6位密码与设定的密码不相同,按下BESURE键后,模拟灯不亮,可以按BACK键重新输入。由于输入密码过程中难免输入失误,如果密码输错,可直接按下BACK键重新输入,但是系统不允许无限次地按BACK键,以免密码被套用,当3次密码输入都错误,单片机将驱动蜂鸣器报警[5]。并且本系统输入密码还有时间限制,若在规定的时间内没有将正确密码输入也会报警。
修改密码功能如下:当密码输入正确后,按下SET键可新设置密码。每设定一位新密码,单片机将其送给E2PROM,当6位新密码都输入完毕,系统将自动回到程序开始,重新读取密码并保存,使用者需输入新的密码才能将锁打开。
2 系统设计
2.1 硬件支持
使用的元器件有:核心芯片STC89C52、存储芯片AT24C02、液晶显示1602、矩阵键盘、报警蜂鸣器、独立按键(模拟门的开关)、发光二极管(模拟锁的开关)和┤极管(放大电流)。
2.2 软件设计
本系统软件包括主程序模块、密码比较判断模块、修改密码模块、键盘扫描模块、液晶显示模块及定时程序等模块。系统程序流程如图1所示。
图1 系统程序流程图
2.2.1 主程序模块
主程序主要用于定义全局变量,给全局变量赋初值,初始化E2PROM,启动定时器以及从AT24C02[6]中读取密码,为整个程序提供数据。
2.2.2 密码比较判断模块
该模块的功能是将键盘输入的密码利用if语句与设定的密码进行逐个比较,若密码完全正确则开锁;若不正确,则按下BACK键,重新输入密码,每按下BACK键一次,输入次数将自加1,当3次都出错则报警。
2.2.3 密码修改模块
在密码输入正确情况下,可以按下SET对密码进行重新设置,每设定一位就将密码送给AT24C02存储起来,当设置6位密码完毕后,系统将自动跳到程序开始,调用新设置的密码。
STC89C52向AT24C02写入密码子程序:
void write_byte(uchar date)
{
uchar i,temp;
temp=date;
for(i=0;i
{
temp=temp
scl=0;
delay1();
sda=CY;
delay1();
scl=1;
delay1();
}
scl=0;
delay1( );
sda=1;
delay1( );
}
STC89C52从AT24C02读取密码子程序:
uchar read_byte()
{
uchar i,k;
scl=0;
delay1();
sda=1;
delay1();
for(i=0;i
{
scl=1;
delay1();
k=(k
scl=0;
delay1( );
}
return k;
}
2.2.4 键盘扫描模块[7]
该模块具备功能有:逐列扫描键盘确定被按键的具置、判断键盘上有无键按下、消除去抖动、判断闭合的键是否释放等功能。
2.2.5 定时模块[8]
本模块用于对密码输入时间控制。在程序开始运行时首先对定时器进行了初始化,从按下PUT IN键开始,系统开始计时,当输入的时间达到规定的时间将立即报警。
2.2.6 液晶显示模块[9]
此模块包括液晶初始化、命令的输入、显示数据的输入。其中命令是用于控制液晶状态是否显示光标,光标是否闪烁,是否清除原来数据以及显示的具置。数据显示主要是将要显示的信息按需要准时显示出来。
3 系统仿真
为了方便程序调试,本文采用了Proteus仿真[10],仿真图如图2所示。
图2 系统仿真图
3.1 系统介绍
图2中U1为STC89C52是整个系统的核心,编写的程序以二进制的文件导入其中;U2为AT24C02,┑5和第6个引脚分别与单片机的P1.2和P1.3相连;LCD1为1602液晶显示器,引脚连接如图2所示;独立按键DOOR,当门关上为键按下状态;D1为模拟开锁灯,当密码正确,按下BESURE键D1将亮;BUZ1为蜂鸣器报警。当程序编写好并导入到单片机里后,按下┩2最下面的开始按钮,1602液晶显示器将提示密码锁的运行状态,系统开始工作。
3.2 开锁功能
当电源开启时,1602液晶显示Welcome欢迎界面,当按下PUT IN键后,显示器显示PUT IN CODES提示使用者输入密码,如图3所示。几秒后液晶显示器上提示将自动消失。此时可输入正确密码,且密码输入时显示*而不会将输入的数据显示出来。当输入密码完毕后,按下BESURE键,如果输入的密码正确D1将亮(D1作为开锁的模拟开关)。若密码错误,可以按下BACK键,程序将跳到loop(开始界面),重新输入密码,同时输入次数将增加一次。当3次都输入错误则自动报警,并且输入密码的时间必须在规定的时间完成,否则也会报警。
图3 液晶显示
3.3 密码设定
在密码输入正确后,按下SET键可对密码进行重新设置,液晶显示器显示SET CODS。同样几秒后提示信息将自动消失,此时开始重设密码。在密码设定过程中会将设定的数字显示出来,每输入一位密码需按下YES键确定,当设置的密码达到6位将自动回到启动界面。
4 结 论
(1) 成功仿真实现了1602液晶显示,密码开锁,密码设置,防止多次试探,报警等功能。
(2) 采用C语言编写程序,具有很强的移植性,为系统增减和修改功能带来了方便。
参考文献
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[9]贵国庆.用ME300B型单片机开发系统设计智能电子密码锁[J].单片机学习与交流,2006(5):55-56.
关键字：TC89C52单片机 数控电流源 D/A转换
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0030-01
电源技术尤其是数控电源技术是一门理论性与实践性很强的的工程应用技术，涉及电气、电子、控制理论等多学科领域。计算机和通讯技术的发展，给电力电子技术提供了更加广阔的发展平台，同时也给电源提出新的要求。普通电源由于精确度不高与操作不便等缺点已不能满足现实的需要。直到单片机技术及A/D、D/A的出现，才使精确数控电流源发展成为可能。该文所设计的数控电流源采用STC89C52单片机为核心微处理器，按键，显示，D/A，A/D等模块为电路。
1 设计要求与总体设计思路
1.1 设计要求
该设计要求：输入DC15V，输出最高12V，通过按键控制输出电流，采用LCD1602显示设置电流，实测电流，负载电压，负载阻值。
1.2 总体设计思路
根据系统要求，采用D/A转换后，采用电压跟随器使D/A芯片输出负载轻，从而使电压稳定，而电阻R5是不变的，根据欧姆定律可知，电压确定，电阻确定，电流就确定了。所以直接改变电压值就可以得到设定的电流。在通过A/D转换把数据反馈给微处理器，然后单片机通过数据比较，自动调节，尽可能的减少误差。
2 硬件电路以及软件设计
根据数控电流源设计要求，系统主要由控制模块，按键模块，D/A模块，A/D模块，显示等模块构成。硬件电路图如图1所示。
通过按键控制TLC5615C（L）D芯片输出电压值，在通过电压跟随器可以直接确定加载在R5的电压，根据基尔霍夫电流定律可知，电流只能从主回路流入，从而控制负载上面的电流，而根据基尔霍夫定律将把多余的电压消耗在IRF640上面。而读取电流值时可以读取在R5上面的电压，在通过程序使用欧姆定律而得到电流值。读取负载电压时，因为它的电压有时会远远超过5V，所以要通过运放电路，把电压降到5V以下。如图1可知，确定U33的3脚为3V，根据虚短原理，2脚也为3V，从而根据基尔霍夫电流定律可以得到输出电压，通过软件乘以4则得到取模电压，再通过软件用输入电压减去取模电压最后得到负载电压，知道负载的电流以及负载的电压，通过软件通过欧姆定律则可以算出负载阻值。
3 系统测试
该设计要求输出电流在0.2A到2A可调，并且要能显示设置电流值、实际电流值、负载电压和负载阻值。该设计通过按键调节电流值，单片机经过处理后通过反馈回来的数据自动调节。经过proteus7.8软件上面仿真结果分析，该设计初步达到要求，误差比较低。实测部分LCD显示数据如表1所示。
通过以上数据分析误差主要产生在首尾，这结果是因为当初设计的时候没有考虑到，而直接只考虑了中间值，但是总体设计要求达到。
4 结语
该文所设计的基于STC89C52单片机的数控电流源实现了量程可选，输出可调，误差较小，并且设置电流值，实测电流值，负载电压，负载阻值能够在LCD显示器上同时显示。人机接口采用独立按键与LCD显示，控制界面直观和简洁，具有良好的人机交互性能。可靠性高，易于标准化，集成化，系统维护方便，生产制作方便等优点。但是也具有功耗比较高的缺点。
参考文献
[1] 江世明.单片机原理及应用--基于Proteus的单片机应用系统设计与仿真[M].上海：上海交通大学出版社，2013.
[2] 江世明，黄同成.单片机原理及应用[M].北京：中国铁道出版社，2010.
关键词 汽车胎压监测；轮速传感器；ABS；STC89C52单片机
中图分类号TP368.1 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）101-0200-02
0 引言
随着科技的发展和时代的变迁，汽车已成为了人们最常用的交通工具。汽车行驶安全问题日益突出，其中由汽车胎压不正常而引起的行驶安全问题在人们的日常生活中也是越来越严重，在汽车的高速行驶过程中，最频繁同时也是最难预防的事故隐患就是轮胎故障，它也是交通事故的大部分诱因。
汽车轮胎胎压监测系统，即Tire Pressure Monitoring System，简称TPMS，主要对汽车高速行驶时的轮胎压力进行随时的监测，对轮胎的漏气所导致的低胎压进行报警，以保障安全的行驶，它是驾驶员和乘车人员的生命安全保障预警系统[1，2]。按监测方式可分为：直接式TPMS 和间接式TPMS。间接式TPMS没有压力传感器， 它依靠ABS系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别， 以达到监视胎压的变化。直接式TPMS是依靠安装在轮胎内的压力和温度传感器将轮胎内的压力、温度数据以无线电波方式传送到接收器上， 使驾车者能随时知晓轮胎的压力和温度的变化情况[3]。
本设计以此为背景，设计出了一种间接式汽车轮胎压力监测系统，这种系统是通过汽车ABS 系统的轮速传感器信号来比较轮胎之间的转速差别，以达到监测胎压的目的。当轮胎压力降低时，车辆的重量会使轮胎直径变小，这就会导致轮速发生变化，这种变化即可用于触发警报系统来向驾驶员发出警告[4]。
1 系统监测算法
轮速监测法的工作原理是：一个轮胎气压降低以后，施加在每个轮胎上的压力会因为轮胎支撑力不足而使轮胎变形（半径减小），轮胎的半径减小将会导致其转速有一定的增加，变形轮胎的转速就会和其他未变形的轮胎有差别，这种差别可以通过轮速传感器来监测到[5]。
式（2）中z为采样周期内的计数值，轮速传感器齿数为43齿。设定胎压正常时的阀值为R0，当R>R0时，触发报警。
3 系统总设计方案
STC89C52是STC公司生产的一款单片机，配备COMS8位控制器的它不但性能优越而且功耗很低，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。同时它继承了原来51单片机的内核但同时也有自己的很多改良，因此它也是原来C51的升级版。
本系统以单片机STC89C52为核心，通过整形电路、放大电路对ABS的轮速信号进行放大和整形，输入单片机进行处理[6]。单片机进行一定运算进行判定程序触发，当符合设定的程序要求时便会触发报警电路以及语音电路，达到报警提示目的。系统设计方案如图1所示。
4 主要硬件电路设计
4.1系统复位电路
复位电路如图2所示，STC89C52有效复位电平为高电平，所以正常工作状态RST引脚为低电平，电路中用电阻下拉到地，在系统上电时，由于电容上电压不能突变，所以能在单片机上电后的一段时间内保持高电平，使单片有效复位。
4.2放大电路
因为ABS传感器发出的轮速信号是难以被感应到的，尤其是存在外界的一些干扰的时候，那就是所谓的干扰信号的存在（包括高频干扰和低频干扰），那么我们就要对它的信号进行一定的放大处理，放大电路如图3所示。
4.3整形电路
单片机对正弦波信号难以处理， 而ABS轮速传感器传出的信号刚好是正弦波信号。为了使单片机更容易对信号进行处理，必须对原始波进行一定的处理，整形电路如图4所示。
4.4电源电路
由于车载电源是 12V 电源，而单片机的输入电压不能超过5V。当 DC/DC 的输入输出电压差很大时，一般的线性稳压电路会表现出极大的不稳定性。本系统采用开关电源供电， 其体积小、重量轻， 以变换效率高而被广泛应用于电子设备中。当12V的电源从LM2576T左端输入后经过整个电路就可以转为5V电提供给单片机使用，电源电路如图5所示。
4.5报警电路
当轮胎胎压出现异常时，系统根据不同的欠压状况闪烁不同颜色的发光二极管来起到报警的作用，由于51单片机的驱动能力不强，无法直接驱动发光二极管，因此采用了外接三极管扩流最终使发光二极管发光。其报警电路如图6所示。
5 系统程序设计
本系统的程序设计采用模块化设计方案。应用模块化设计思想，每个模块相对都比较独立，把系统划分成下面几个小模块：顶层状态机主程序、信号频率测量、语音提示程序等单片机上电之后先进行初始化，将各个需要的模块进行相应设置，然后开始检测整形之后的信号频率，并对四路信号频率进行计算，根据计算结果，判定是压力正常还是一定欠压或者严重欠压，根据判定结果，不同的报警灯闪烁，同时发出语音报警。
7结束语
本文介绍了一种基于STC89C52单片机的胎压监测报警系统，该系统以ABS轮速信号为监测对象，通过一定的算法，实现快速、便捷地判断胎压是否正常，并予以报警。这种监测系统不需加装其他硬件装置，安装方便，成本低廉，对于胎压监测系统的市场推广意义重大。
参考文献
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