專利名稱：一種汽車(chē)機(jī)油低壓報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于單片機(jī)的機(jī)油低壓報(bào)警裝置。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及人民生活水平的日益提高，人們對(duì)出行工具的選擇也越來(lái)越重視和關(guān)注。汽車(chē)是人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｓ?，最普遍也是使用最頻繁的交通工具之一，人們對(duì)于汽車(chē)乘坐的舒適性及動(dòng)力性的要求越來(lái)越高。機(jī)油，即發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油，被譽(yù)為汽車(chē)的“血液”。發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中，潤(rùn)滑系壓力的產(chǎn)生是依靠油泵的泵油效率和機(jī)油在潤(rùn)滑系內(nèi)的流動(dòng)阻力，如果機(jī)油泵的泵油效率減小或潤(rùn)滑系的流動(dòng)阻力減小，會(huì)使機(jī)油壓力減小。潤(rùn)滑系機(jī)油循環(huán)回路的流動(dòng)阻力等于并聯(lián)支路機(jī)油流動(dòng)阻力的倒數(shù)之和，壓力潤(rùn)滑部位的凸輪軸軸頸、連桿軸頸、曲軸軸頸、搖臂軸等，這些潤(rùn)滑部位如果配合間隙過(guò)大,或潤(rùn)滑系有不正常的泄漏和限壓閥調(diào)整壓力過(guò)低等，均會(huì)使?jié)櫥涤吐返牧鲃?dòng)阻力減小，機(jī)油壓力降低。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑裝置主油道中的機(jī)油壓力低于正常范圍時(shí)，會(huì)破壞發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑條件，造成潤(rùn)滑、冷卻和清潔不良，將引起零件磨損。車(chē)輛在滿載中速行駛的情況下，部分連桿軸瓦將燒毀，曲軸軸徑輕者拉傷，重者報(bào)廢，將造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。而現(xiàn)有的限速裝置難以適應(yīng)這種情況。近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，為提高汽車(chē)運(yùn)行的安全性，減少發(fā)動(dòng)機(jī)事故的發(fā)生，開(kāi)發(fā)具有智能決策模塊的汽車(chē)，用以克服傳統(tǒng)模擬機(jī)油壓力報(bào)警裝置不能準(zhǔn)確、有效反應(yīng)機(jī)油壓力變化的缺點(diǎn)，數(shù)字化儀表迅速的進(jìn)入汽車(chē)儀表行業(yè)，成為一種趨勢(shì)。隨著單片機(jī)的應(yīng)用不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新，設(shè)計(jì)出一種不過(guò)分依賴駕駛員的單片機(jī)汽車(chē)機(jī)油壓力報(bào)警裝置，使得機(jī)油壓力能從客觀因素角度加以有效控制，才能真正減少發(fā)動(dòng)機(jī)事故的發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的 目的在于，提供一種基于單片機(jī)的機(jī)油低壓報(bào)警裝置。該裝置能夠?qū)C(jī)油壓力數(shù)字顯示，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前機(jī)油壓力輸出，當(dāng)達(dá)到所設(shè)定的壓力下限時(shí)并報(bào)警，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)各零部件的安全和駕駛員的人身安全。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，操作方便。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種汽車(chē)機(jī)油低壓報(bào)警裝置，包括機(jī)油壓力傳感器，其特征在于:還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理裝置、MAX7221芯片、LED顯示器、功率放大器和揚(yáng)聲器及發(fā)光二極管，其中機(jī)油壓力傳感器依次與數(shù)模轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理裝置輸入端相連；MAX7221芯片、LED顯示器、揚(yáng)聲器、發(fā)光二極管分別通過(guò)功率放大器與信號(hào)處理裝置輸出端相連。本實(shí)用新型還具有以下其他技術(shù)特點(diǎn):所述的傳感器模塊采用應(yīng)變片壓力傳感器。能夠檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中機(jī)油的瞬時(shí)壓力，從而將機(jī)油壓力信息反饋給信號(hào)處理模塊。所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用CMOS組件ADC0809，能夠完成模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。[0009]顯示和報(bào)警模塊由報(bào)警部分和顯示部分組成。報(bào)警部分主要由單片機(jī)引腳接上拉電阻，晶體管及揚(yáng)聲器構(gòu)成，燈光報(bào)警由兩個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成。報(bào)警模塊主要負(fù)責(zé)當(dāng)瞬時(shí)壓力低于限定機(jī)油壓力時(shí)的聲音報(bào)警和燈光報(bào)警。顯示部分主要由MAX7221芯片以及LED顯示器相關(guān)電路組成，其作用是接受經(jīng)過(guò)單片機(jī)信號(hào)處理模塊的處理后傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)機(jī)油壓力數(shù)據(jù)信息，并將其在共陰極LED數(shù)碼管上顯示。本實(shí)用新型的汽車(chē)機(jī)油低壓報(bào)警裝置，可以安裝在任何電控汽車(chē)上，應(yīng)用范圍廣泛。利用單片機(jī)作為信號(hào)處理芯片，在車(chē)輛行駛過(guò)程中，該裝置通過(guò)機(jī)油壓力傳感器時(shí)刻監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油壓力，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油壓力低于所設(shè)置的最低壓力時(shí)，蜂鳴器開(kāi)始報(bào)警，警告燈不斷閃爍，提醒駕駛員停車(chē)并檢查原因。該裝置具有電路簡(jiǎn)單、制作簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的工作流程圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式參照?qǐng)D1，本實(shí)施例給出的汽車(chē)機(jī)油低壓報(bào)警裝置，包括機(jī)油壓力傳感器，還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理裝置、MAX7221芯片、LED顯示器、功率放大器和揚(yáng)聲器及發(fā)光二極管，其中機(jī)油壓力傳感器依次與數(shù)模轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理裝置輸入端相連；MAX7221芯片、LED顯示器、揚(yáng)聲器、發(fā)光二極管分別通過(guò)功率放大器與信號(hào)處理裝置輸出端相連。其中信號(hào)處理裝置采用單片機(jī)AT89C51主要完成外圍硬件的控制以及一些運(yùn)算功能；傳感器采用應(yīng)變片壓力傳感器完成信號(hào)的采樣功能；顯示和報(bào)警模塊主要負(fù)責(zé)顯示模塊完成字符、數(shù)字的顯示功能，聲音報(bào)警和燈光報(bào)警。其中AT89C51單片機(jī)信號(hào)處理模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、顯示和報(bào)警模塊都安裝在汽車(chē)儀表盤(pán)上，并由蓄電池經(jīng)過(guò)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)提供的電壓降壓后給信號(hào)處理模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和顯示和報(bào)警模塊進(jìn)行供電。傳感器模塊安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑裝置主油道上。各模塊通過(guò)相應(yīng)引腳與單片機(jī)相連。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型使用12V電源為裝置供電，但本裝置適用電壓為5V，需設(shè)計(jì)電源電路將其轉(zhuǎn)化為5V電壓。用LM7805三端穩(wěn)壓器組成穩(wěn)壓電源輸出電壓穩(wěn)定，電壓大小為+5V，滿足單片機(jī)的工作電源需求，LM7805所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來(lái)可靠、方便，而且價(jià)格便宜。傳感器模塊采用電阻應(yīng)變片壓力傳感器。電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。通常是將應(yīng)變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過(guò)后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給數(shù)模轉(zhuǎn)換器，然后傳輸給信號(hào)處理模塊和顯示和報(bào)警模塊。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用ADC0809，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片。這類型的A/D轉(zhuǎn)換器除了轉(zhuǎn)換速度快、分辨率高外，還有價(jià)錢(qián)便宜的優(yōu)點(diǎn)，普遍被應(yīng)用于微電腦的接口設(shè)計(jì)上。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的信號(hào)處理模塊由AT89C51單片機(jī)構(gòu)成，AT89C51的特點(diǎn)是8位單片機(jī)，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；32根I/O線；外部存儲(chǔ)器尋址范圍ROM、RAM64K ；2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；5個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)；全雙工串行口 ；布爾處理器。能夠?qū)崟r(shí)處理檢測(cè)單兀傳過(guò)來(lái)的信息。同時(shí)，AT89C51單片機(jī)具有低功耗和低電壓工作模式的特點(diǎn)，可以利用電池對(duì)裝置供電。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型由于單片機(jī)直接輸出電流不足以驅(qū)動(dòng)可逆式直流電動(dòng)機(jī)，所以在可逆式直流電動(dòng)機(jī)和單片機(jī)之間接功率放大器，由芯片ULN2003完成。ULN2003是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的裝置。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的報(bào)警模塊豐要負(fù)責(zé)聲音報(bào)警和燈光報(bào)警，報(bào)警電路均比較簡(jiǎn)單，聲音報(bào)警由單片機(jī)引腳接上拉電阻，晶體管及揚(yáng)聲器構(gòu)成，燈光報(bào)警由兩個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成。顯示模塊由MAX7221芯片以及LED顯示器相關(guān)電路組成，其功能主要由MAX7221芯片完成，MAX7221是一種高集成化的串行輸入/輸出的共陰極LED顯示驅(qū)動(dòng)器。每片可驅(qū)動(dòng)8位7段加小數(shù)點(diǎn)的共陰極數(shù)碼管，可以數(shù)片級(jí)聯(lián)，而與微處理器的連接只需3根線。MAX7221內(nèi)部設(shè)有掃描電路， 除了更新顯示數(shù)據(jù)時(shí)從單片機(jī)接收數(shù)據(jù)外，平時(shí)獨(dú)立工作，極大地節(jié)省了 MCU有限的運(yùn)行時(shí)間和程序資源。MAX7221芯片上包括B⑶譯碼器、多位掃描電路、段驅(qū)動(dòng)器、位驅(qū)動(dòng)器和用于存放每個(gè)數(shù)據(jù)位的8X8靜態(tài)RAM以及數(shù)個(gè)工作寄存器。通過(guò)指令設(shè)置這些工作寄存器，可以使MAX7221進(jìn)入不同的工作狀態(tài)。參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型的機(jī)油低壓報(bào)警裝置工作流程如下所示:點(diǎn)火開(kāi)關(guān)擰動(dòng)后給單片機(jī)供電，程序初始化開(kāi)始執(zhí)行，機(jī)油壓力傳感開(kāi)始檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工程中機(jī)油的壓力，輸出的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)ADC0809數(shù)模轉(zhuǎn)換器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后把數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)和初始時(shí)設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，將該機(jī)油壓力與之前裝置所設(shè)定機(jī)油最低壓力閾值進(jìn)行比較，壓力不高于設(shè)定的機(jī)油最低壓力閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作處于正常模式；當(dāng)機(jī)油壓力高于設(shè)定的機(jī)油最低壓力閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作處于低壓模式，信號(hào)處理模塊向顯示模塊和報(bào)警模塊發(fā)送執(zhí)行指令。顯示器紅色LED燈閃爍，蜂鳴器長(zhǎng)鳴，起到報(bào)警的作用，提醒司機(jī)停車(chē)并檢查原因。該裝置起到了顯示當(dāng)前機(jī)油壓力，低于限定壓力報(bào)警的功能。如此往復(fù)循環(huán)的檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油壓力，從而實(shí)現(xiàn)全時(shí)段發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力檢測(cè)和顯示。
權(quán)利要求1.一種汽車(chē)機(jī)油低壓報(bào)警裝置，包括機(jī)油壓力傳感器，其特征在于:還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理裝置、MAX7221芯片、LED顯示器、功率放大器和揚(yáng)聲器及發(fā)光二極管，其中機(jī)油壓力傳感器依次與數(shù)模轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理裝置輸入端相連；MAX7221芯片、LED顯示器、揚(yáng)聲器、發(fā)光二極管分別通過(guò)功率放大器與信號(hào)處理裝置輸出端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)機(jī)油低壓報(bào)警裝置，其特征在于:所述的機(jī)油壓力傳感器采用應(yīng)變片壓力傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)機(jī)油低壓報(bào)警裝置，其特征在于:所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用CMOS 組件 ADC0809。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)機(jī)油低壓報(bào)警裝置，其特征在于:所述的信號(hào)處理裝置采用AT89C51單片機(jī) 。
5.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)機(jī)油低壓報(bào)警裝置，其特征在于:所述的功率放大器采用芯片 ULN2003。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種汽車(chē)機(jī)油低壓報(bào)警裝置，包括機(jī)油壓力傳感器，其特征在于還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理裝置、MAX7221芯片、LED顯示器、功率放大器和揚(yáng)聲器及發(fā)光二極管，其中機(jī)油壓力傳感器依次與數(shù)模轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理裝置輸入端相連；MAX7221芯片、LED顯示器、揚(yáng)聲器、發(fā)光二極管分別通過(guò)功率放大器與信號(hào)處理裝置輸出端相連。本實(shí)用新型利用單片機(jī)作為信號(hào)處理芯片，在車(chē)輛行駛過(guò)程中，該裝置通過(guò)機(jī)油壓力傳感器時(shí)刻監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油壓力，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油壓力低于所設(shè)置的最低壓力時(shí)，蜂鳴器開(kāi)始報(bào)警，警告燈不斷閃爍，提醒駕駛員停車(chē)并檢查原因。該裝置具有電路簡(jiǎn)單、制作簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F01M1/20GK203130184SQ20122072437
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者王新輝, 翟寶甲, 趙炯, 滑海寧, 任龍輝, 趙新杰, 劉婷 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)