汽車發(fā)電機(jī)充電異常報警系統(tǒng)設(shè)計

梁佳楠　武慧榮　胡慧慧　邢博坤

摘 要：在分析汽車電源系統(tǒng)工作異常的危害的基礎(chǔ)上，提出汽車電源系統(tǒng)工作異常報警裝置的性能要求，并設(shè)計了工作異常報警裝置。該裝置能夠?qū)崟r采樣，并對電源系統(tǒng)工作電壓偏高或偏低做出聲光報警。

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)電機(jī) 電壓 報警 單片機(jī)

中圖分類號：U472.43 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（c）-0046-01

隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展，人們對汽車發(fā)電系統(tǒng)提出了更高的要求。汽車發(fā)電機(jī)輸出電壓過高會導(dǎo)致車輛用電設(shè)備燒毀、油耗增加等問題。目前汽車上的報警裝置繁多，但缺少快速對汽車電源系統(tǒng)欠壓、過壓等故障進(jìn)行檢測并報警，以免電壓起伏過大而燒毀用電設(shè)備。針對這些問題，應(yīng)用AT89C51單片機(jī)作為控制器，采用A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC1543作為接口芯片，設(shè)計一種報警系統(tǒng)，并通過實驗測試驗證該報警系統(tǒng)的可靠性和高精度性。

1 汽車電源系統(tǒng)

汽車電源系統(tǒng)由交流發(fā)電機(jī)、電壓調(diào)節(jié)器、蓄電池等構(gòu)成。電源系統(tǒng)的作用是供給整車用電設(shè)備的電力需要，其中發(fā)電機(jī)向全車用電設(shè)備供電，同時剩余的電力向蓄電池充電；蓄電池主要用于發(fā)動機(jī)起動時短時間內(nèi)向起動機(jī)及點(diǎn)火系統(tǒng)供電；電壓調(diào)節(jié)器則保證發(fā)電機(jī)的輸出電壓穩(wěn)定在12～14.5 V范圍內(nèi)，防止電壓過大或過小損毀用電設(shè)備。

2 報警系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1 性能要求

本報警系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是實時檢測汽車電源系統(tǒng)的輸出電壓，從而消除電壓過大或過小對汽車安全行駛的影響。該系統(tǒng)具體的設(shè)計性能如下：（1）當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓超過14.5 V，報警燈顯示，蜂鳴器報警提示；（2）當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓小于12 V，報警燈顯示，蜂鳴器報警提示。

2.2 系統(tǒng)組成

報警系統(tǒng)由電源電路、模擬量輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)處理電路、報警電路等組成。

（1）電源。將為A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)處理器和報警裝置提供工作電源，本系統(tǒng)采用5V穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓性能良好；（2）模擬量輸入電路。主要是把汽車發(fā)電機(jī)輸出電壓經(jīng)過降壓、整流濾波等得到A/D轉(zhuǎn)換芯片所能接受的5 V左右的直流模擬量，供給A/D轉(zhuǎn)換芯片采用。（3）A/D轉(zhuǎn)換電路。對直流模擬量進(jìn)行采用，完成從模擬到數(shù)字（A/D）的轉(zhuǎn)換功能， 并把所得的結(jié)果提供給CPU。（4）單片機(jī)處理電路。主要功能是根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，判斷該結(jié)果對應(yīng)的工作電壓正常與否， 而分別做出不同的報警信號。在程序設(shè)計中我們根據(jù)實際調(diào)試，選取了12～14.5 V兩個邊界值，代表著正常工作電壓范圍的兩端，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)送進(jìn)AT89C51中，CPU將該結(jié)果與邊界值比較，從而做出不同的報警動作，它與A/D系統(tǒng)構(gòu)成了工作的核心。（5）報警電路。本電路采用聲音和燈光報警。CPU根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果和選取的邊界域值，從而判斷出此時對應(yīng)的電壓是正常。當(dāng)正常時，綠燈亮；當(dāng)電壓高出限定值時紅燈亮，同時蜂鳴器響；當(dāng)電壓偏低時使黃燈亮，同時蜂鳴器響。

2.3 系統(tǒng)工作過程

工作過程如圖1所示。報警裝置工作時，單片機(jī)芯片開始接收輸出信號。CPU實時檢測數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)大于或小于設(shè)定閾值時，表明汽車發(fā)電機(jī)輸出電壓異常，微處理器立即打開報警裝置的開關(guān)，報警裝置開始進(jìn)行聲光報警，即相應(yīng)報警燈閃爍、報警器發(fā)出報警蜂鳴。

3 結(jié)語

汽車電源系統(tǒng)工作異常報警系統(tǒng)，檢測汽車行駛過程中蓄電池端電壓值，超出蓄電池工作電壓范圍即進(jìn)行聲光報警及液晶顯示，避免因電壓起伏過大而燒毀用電設(shè)備。該裝置體積小、成本低，工作可靠，適合各種類型和新舊汽車，易于推廣應(yīng)用，對于提高汽車行駛安全具有顯著作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊生輝.汽車電器與電子技術(shù)[M].北京： 國防工業(yè)出版社，2004.

[2] 李朝青.單片微機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[M].天津：南開大學(xué)出版社，1998.

[3] 謝在玉.汽車電源系統(tǒng)及其電壓調(diào)節(jié)器的工作原理與電路檢測分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2008（10）：140-142.

[4] 姜衛(wèi).汽車交流發(fā)電機(jī)輸出電壓值對油耗及動力影響分析[J].武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，24（1）：19-22.endprint

摘 要：在分析汽車電源系統(tǒng)工作異常的危害的基礎(chǔ)上，提出汽車電源系統(tǒng)工作異常報警裝置的性能要求，并設(shè)計了工作異常報警裝置。該裝置能夠?qū)崟r采樣，并對電源系統(tǒng)工作電壓偏高或偏低做出聲光報警。

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)電機(jī) 電壓 報警 單片機(jī)

中圖分類號：U472.43 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（c）-0046-01

隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展，人們對汽車發(fā)電系統(tǒng)提出了更高的要求。汽車發(fā)電機(jī)輸出電壓過高會導(dǎo)致車輛用電設(shè)備燒毀、油耗增加等問題。目前汽車上的報警裝置繁多，但缺少快速對汽車電源系統(tǒng)欠壓、過壓等故障進(jìn)行檢測并報警，以免電壓起伏過大而燒毀用電設(shè)備。針對這些問題，應(yīng)用AT89C51單片機(jī)作為控制器，采用A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC1543作為接口芯片，設(shè)計一種報警系統(tǒng)，并通過實驗測試驗證該報警系統(tǒng)的可靠性和高精度性。

1 汽車電源系統(tǒng)

汽車電源系統(tǒng)由交流發(fā)電機(jī)、電壓調(diào)節(jié)器、蓄電池等構(gòu)成。電源系統(tǒng)的作用是供給整車用電設(shè)備的電力需要，其中發(fā)電機(jī)向全車用電設(shè)備供電，同時剩余的電力向蓄電池充電；蓄電池主要用于發(fā)動機(jī)起動時短時間內(nèi)向起動機(jī)及點(diǎn)火系統(tǒng)供電；電壓調(diào)節(jié)器則保證發(fā)電機(jī)的輸出電壓穩(wěn)定在12～14.5 V范圍內(nèi)，防止電壓過大或過小損毀用電設(shè)備。

2 報警系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1 性能要求

本報警系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是實時檢測汽車電源系統(tǒng)的輸出電壓，從而消除電壓過大或過小對汽車安全行駛的影響。該系統(tǒng)具體的設(shè)計性能如下：（1）當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓超過14.5 V，報警燈顯示，蜂鳴器報警提示；（2）當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓小于12 V，報警燈顯示，蜂鳴器報警提示。

2.2 系統(tǒng)組成

報警系統(tǒng)由電源電路、模擬量輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)處理電路、報警電路等組成。

（1）電源。將為A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)處理器和報警裝置提供工作電源，本系統(tǒng)采用5V穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓性能良好；（2）模擬量輸入電路。主要是把汽車發(fā)電機(jī)輸出電壓經(jīng)過降壓、整流濾波等得到A/D轉(zhuǎn)換芯片所能接受的5 V左右的直流模擬量，供給A/D轉(zhuǎn)換芯片采用。（3）A/D轉(zhuǎn)換電路。對直流模擬量進(jìn)行采用，完成從模擬到數(shù)字（A/D）的轉(zhuǎn)換功能， 并把所得的結(jié)果提供給CPU。（4）單片機(jī)處理電路。主要功能是根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，判斷該結(jié)果對應(yīng)的工作電壓正常與否， 而分別做出不同的報警信號。在程序設(shè)計中我們根據(jù)實際調(diào)試，選取了12～14.5 V兩個邊界值，代表著正常工作電壓范圍的兩端，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)送進(jìn)AT89C51中，CPU將該結(jié)果與邊界值比較，從而做出不同的報警動作，它與A/D系統(tǒng)構(gòu)成了工作的核心。（5）報警電路。本電路采用聲音和燈光報警。CPU根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果和選取的邊界域值，從而判斷出此時對應(yīng)的電壓是正常。當(dāng)正常時，綠燈亮；當(dāng)電壓高出限定值時紅燈亮，同時蜂鳴器響；當(dāng)電壓偏低時使黃燈亮，同時蜂鳴器響。

2.3 系統(tǒng)工作過程

工作過程如圖1所示。報警裝置工作時，單片機(jī)芯片開始接收輸出信號。CPU實時檢測數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)大于或小于設(shè)定閾值時，表明汽車發(fā)電機(jī)輸出電壓異常，微處理器立即打開報警裝置的開關(guān)，報警裝置開始進(jìn)行聲光報警，即相應(yīng)報警燈閃爍、報警器發(fā)出報警蜂鳴。

3 結(jié)語

汽車電源系統(tǒng)工作異常報警系統(tǒng)，檢測汽車行駛過程中蓄電池端電壓值，超出蓄電池工作電壓范圍即進(jìn)行聲光報警及液晶顯示，避免因電壓起伏過大而燒毀用電設(shè)備。該裝置體積小、成本低，工作可靠，適合各種類型和新舊汽車，易于推廣應(yīng)用，對于提高汽車行駛安全具有顯著作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊生輝.汽車電器與電子技術(shù)[M].北京： 國防工業(yè)出版社，2004.

[2] 李朝青.單片微機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[M].天津：南開大學(xué)出版社，1998.

[3] 謝在玉.汽車電源系統(tǒng)及其電壓調(diào)節(jié)器的工作原理與電路檢測分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2008（10）：140-142.

[4] 姜衛(wèi).汽車交流發(fā)電機(jī)輸出電壓值對油耗及動力影響分析[J].武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，24（1）：19-22.endprint

摘 要：在分析汽車電源系統(tǒng)工作異常的危害的基礎(chǔ)上，提出汽車電源系統(tǒng)工作異常報警裝置的性能要求，并設(shè)計了工作異常報警裝置。該裝置能夠?qū)崟r采樣，并對電源系統(tǒng)工作電壓偏高或偏低做出聲光報警。

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)電機(jī) 電壓 報警 單片機(jī)

中圖分類號：U472.43 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（c）-0046-01

隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展，人們對汽車發(fā)電系統(tǒng)提出了更高的要求。汽車發(fā)電機(jī)輸出電壓過高會導(dǎo)致車輛用電設(shè)備燒毀、油耗增加等問題。目前汽車上的報警裝置繁多，但缺少快速對汽車電源系統(tǒng)欠壓、過壓等故障進(jìn)行檢測并報警，以免電壓起伏過大而燒毀用電設(shè)備。針對這些問題，應(yīng)用AT89C51單片機(jī)作為控制器，采用A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC1543作為接口芯片，設(shè)計一種報警系統(tǒng)，并通過實驗測試驗證該報警系統(tǒng)的可靠性和高精度性。

1 汽車電源系統(tǒng)

汽車電源系統(tǒng)由交流發(fā)電機(jī)、電壓調(diào)節(jié)器、蓄電池等構(gòu)成。電源系統(tǒng)的作用是供給整車用電設(shè)備的電力需要，其中發(fā)電機(jī)向全車用電設(shè)備供電，同時剩余的電力向蓄電池充電；蓄電池主要用于發(fā)動機(jī)起動時短時間內(nèi)向起動機(jī)及點(diǎn)火系統(tǒng)供電；電壓調(diào)節(jié)器則保證發(fā)電機(jī)的輸出電壓穩(wěn)定在12～14.5 V范圍內(nèi)，防止電壓過大或過小損毀用電設(shè)備。

2 報警系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1 性能要求

本報警系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是實時檢測汽車電源系統(tǒng)的輸出電壓，從而消除電壓過大或過小對汽車安全行駛的影響。該系統(tǒng)具體的設(shè)計性能如下：（1）當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓超過14.5 V，報警燈顯示，蜂鳴器報警提示；（2）當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓小于12 V，報警燈顯示，蜂鳴器報警提示。

2.2 系統(tǒng)組成

報警系統(tǒng)由電源電路、模擬量輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)處理電路、報警電路等組成。

（1）電源。將為A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)處理器和報警裝置提供工作電源，本系統(tǒng)采用5V穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓性能良好；（2）模擬量輸入電路。主要是把汽車發(fā)電機(jī)輸出電壓經(jīng)過降壓、整流濾波等得到A/D轉(zhuǎn)換芯片所能接受的5 V左右的直流模擬量，供給A/D轉(zhuǎn)換芯片采用。（3）A/D轉(zhuǎn)換電路。對直流模擬量進(jìn)行采用，完成從模擬到數(shù)字（A/D）的轉(zhuǎn)換功能， 并把所得的結(jié)果提供給CPU。（4）單片機(jī)處理電路。主要功能是根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，判斷該結(jié)果對應(yīng)的工作電壓正常與否， 而分別做出不同的報警信號。在程序設(shè)計中我們根據(jù)實際調(diào)試，選取了12～14.5 V兩個邊界值，代表著正常工作電壓范圍的兩端，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)送進(jìn)AT89C51中，CPU將該結(jié)果與邊界值比較，從而做出不同的報警動作，它與A/D系統(tǒng)構(gòu)成了工作的核心。（5）報警電路。本電路采用聲音和燈光報警。CPU根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果和選取的邊界域值，從而判斷出此時對應(yīng)的電壓是正常。當(dāng)正常時，綠燈亮；當(dāng)電壓高出限定值時紅燈亮，同時蜂鳴器響；當(dāng)電壓偏低時使黃燈亮，同時蜂鳴器響。

2.3 系統(tǒng)工作過程

工作過程如圖1所示。報警裝置工作時，單片機(jī)芯片開始接收輸出信號。CPU實時檢測數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)大于或小于設(shè)定閾值時，表明汽車發(fā)電機(jī)輸出電壓異常，微處理器立即打開報警裝置的開關(guān)，報警裝置開始進(jìn)行聲光報警，即相應(yīng)報警燈閃爍、報警器發(fā)出報警蜂鳴。

3 結(jié)語

汽車電源系統(tǒng)工作異常報警系統(tǒng)，檢測汽車行駛過程中蓄電池端電壓值，超出蓄電池工作電壓范圍即進(jìn)行聲光報警及液晶顯示，避免因電壓起伏過大而燒毀用電設(shè)備。該裝置體積小、成本低，工作可靠，適合各種類型和新舊汽車，易于推廣應(yīng)用，對于提高汽車行駛安全具有顯著作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊生輝.汽車電器與電子技術(shù)[M].北京： 國防工業(yè)出版社，2004.

[2] 李朝青.單片微機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[M].天津：南開大學(xué)出版社，1998.

[3] 謝在玉.汽車電源系統(tǒng)及其電壓調(diào)節(jié)器的工作原理與電路檢測分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2008（10）：140-142.

[4] 姜衛(wèi).汽車交流發(fā)電機(jī)輸出電壓值對油耗及動力影響分析[J].武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，24（1）：19-22.endprint