汽車發電機充電異常報警系統設計

梁佳楠　武慧榮　胡慧慧　邢博坤

摘 要：在分析汽車電源系統工作異常的危害的基礎上，提出汽車電源系統工作異常報警裝置的性能要求，并設計了工作異常報警裝置。該裝置能夠實時采樣，并對電源系統工作電壓偏高或偏低做出聲光報警。

關鍵詞：汽車發電機 電壓 報警 單片機

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

隨著汽車技術的快速發展，人們對汽車發電系統提出了更高的要求。汽車發電機輸出電壓過高會導致車輛用電設備燒毀、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欠壓、過壓等故障進行檢測并報警，以免電壓起伏過大而燒毀用電設備。針對這些問題，應用AT89C51單片機作為控制器，采用A/D轉換芯片TLC1543作為接口芯片，設計一種報警系統，并通過實驗測試驗證該報警系統的可靠性和高精度性。

1 汽車電源系統

汽車電源系統由交流發電機、電壓調節器、蓄電池等構成。電源系統的作用是供給整車用電設備的電力需要，其中發電機向全車用電設備供電，同時剩余的電力向蓄電池充電；蓄電池主要用于發動機起動時短時間內向起動機及點火系統供電；電壓調節器則保證發電機的輸出電壓穩定在12～14.5 V范圍內，防止電壓過大或過小損毀用電設備。

2 報警系統總體設計

2.1 性能要求

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

2.2 系統組成

報警系統由電源電路、模擬量輸入電路、A/D轉換電路、單片機處理電路、報警電路等組成。

（1）電源。將為A/D轉換器、單片機處理器和報警裝置提供工作電源，本系統采用5V穩壓電源，穩壓性能良好；（2）模擬量輸入電路。主要是把汽車發電機輸出電壓經過降壓、整流濾波等得到A/D轉換芯片所能接受的5 V左右的直流模擬量，供給A/D轉換芯片采用。（3）A/D轉換電路。對直流模擬量進行采用，完成從模擬到數字（A/D）的轉換功能， 并把所得的結果提供給CPU。（4）單片機處理電路。主要功能是根據A/D轉換結果，判斷該結果對應的工作電壓正常與否， 而分別做出不同的報警信號。在程序設計中我們根據實際調試，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A/D轉換得到的數據送進AT89C51中，CPU將該結果與邊界值比較，從而做出不同的報警動作，它與A/D系統構成了工作的核心。（5）報警電路。本電路采用聲音和燈光報警。CPU根據A/D轉換結果和選取的邊界域值，從而判斷出此時對應的電壓是正常。當正常時，綠燈亮；當電壓高出限定值時紅燈亮，同時蜂鳴器響；當電壓偏低時使黃燈亮，同時蜂鳴器響。

2.3 系統工作過程

工作過程如圖1所示。報警裝置工作時，單片機芯片開始接收輸出信號。CPU實時檢測數據，當數據大于或小于設定閾值時，表明汽車發電機輸出電壓異常，微處理器立即打開報警裝置的開關，報警裝置開始進行聲光報警，即相應報警燈閃爍、報警器發出報警蜂鳴。

3 結語

汽車電源系統工作異常報警系統，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，易于推廣應用，對于提高汽車行駛安全具有顯著作用。

參考文獻

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

[2] 李朝青.單片微機原理及應用技術[M].天津：南開大學出版社，1998.

[3] 謝在玉.汽車電源系統及其電壓調節器的工作原理與電路檢測分析[J].產業與科技論壇，2008（10）：140-142.

[4] 姜衛.汽車交流發電機輸出電壓值對油耗及動力影響分析[J].武漢工程職業技術學院學報，2012，24（1）：19-22.endprint

摘 要：在分析汽車電源系統工作異常的危害的基礎上，提出汽車電源系統工作異常報警裝置的性能要求，并設計了工作異常報警裝置。該裝置能夠實時采樣，并對電源系統工作電壓偏高或偏低做出聲光報警。

關鍵詞：汽車發電機 電壓 報警 單片機

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

隨著汽車技術的快速發展，人們對汽車發電系統提出了更高的要求。汽車發電機輸出電壓過高會導致車輛用電設備燒毀、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欠壓、過壓等故障進行檢測并報警，以免電壓起伏過大而燒毀用電設備。針對這些問題，應用AT89C51單片機作為控制器，采用A/D轉換芯片TLC1543作為接口芯片，設計一種報警系統，并通過實驗測試驗證該報警系統的可靠性和高精度性。

1 汽車電源系統

汽車電源系統由交流發電機、電壓調節器、蓄電池等構成。電源系統的作用是供給整車用電設備的電力需要，其中發電機向全車用電設備供電，同時剩余的電力向蓄電池充電；蓄電池主要用于發動機起動時短時間內向起動機及點火系統供電；電壓調節器則保證發電機的輸出電壓穩定在12～14.5 V范圍內，防止電壓過大或過小損毀用電設備。

2 報警系統總體設計

2.1 性能要求

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

2.2 系統組成

報警系統由電源電路、模擬量輸入電路、A/D轉換電路、單片機處理電路、報警電路等組成。

（1）電源。將為A/D轉換器、單片機處理器和報警裝置提供工作電源，本系統采用5V穩壓電源，穩壓性能良好；（2）模擬量輸入電路。主要是把汽車發電機輸出電壓經過降壓、整流濾波等得到A/D轉換芯片所能接受的5 V左右的直流模擬量，供給A/D轉換芯片采用。（3）A/D轉換電路。對直流模擬量進行采用，完成從模擬到數字（A/D）的轉換功能， 并把所得的結果提供給CPU。（4）單片機處理電路。主要功能是根據A/D轉換結果，判斷該結果對應的工作電壓正常與否， 而分別做出不同的報警信號。在程序設計中我們根據實際調試，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A/D轉換得到的數據送進AT89C51中，CPU將該結果與邊界值比較，從而做出不同的報警動作，它與A/D系統構成了工作的核心。（5）報警電路。本電路采用聲音和燈光報警。CPU根據A/D轉換結果和選取的邊界域值，從而判斷出此時對應的電壓是正常。當正常時，綠燈亮；當電壓高出限定值時紅燈亮，同時蜂鳴器響；當電壓偏低時使黃燈亮，同時蜂鳴器響。

2.3 系統工作過程

工作過程如圖1所示。報警裝置工作時，單片機芯片開始接收輸出信號。CPU實時檢測數據，當數據大于或小于設定閾值時，表明汽車發電機輸出電壓異常，微處理器立即打開報警裝置的開關，報警裝置開始進行聲光報警，即相應報警燈閃爍、報警器發出報警蜂鳴。

3 結語

汽車電源系統工作異常報警系統，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，易于推廣應用，對于提高汽車行駛安全具有顯著作用。

參考文獻

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

[2] 李朝青.單片微機原理及應用技術[M].天津：南開大學出版社，1998.

[3] 謝在玉.汽車電源系統及其電壓調節器的工作原理與電路檢測分析[J].產業與科技論壇，2008（10）：140-142.

[4] 姜衛.汽車交流發電機輸出電壓值對油耗及動力影響分析[J].武漢工程職業技術學院學報，2012，24（1）：19-22.endprint

摘 要：在分析汽車電源系統工作異常的危害的基礎上，提出汽車電源系統工作異常報警裝置的性能要求，并設計了工作異常報警裝置。該裝置能夠實時采樣，并對電源系統工作電壓偏高或偏低做出聲光報警。

關鍵詞：汽車發電機 電壓 報警 單片機

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

隨著汽車技術的快速發展，人們對汽車發電系統提出了更高的要求。汽車發電機輸出電壓過高會導致車輛用電設備燒毀、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欠壓、過壓等故障進行檢測并報警，以免電壓起伏過大而燒毀用電設備。針對這些問題，應用AT89C51單片機作為控制器，采用A/D轉換芯片TLC1543作為接口芯片，設計一種報警系統，并通過實驗測試驗證該報警系統的可靠性和高精度性。

1 汽車電源系統

汽車電源系統由交流發電機、電壓調節器、蓄電池等構成。電源系統的作用是供給整車用電設備的電力需要，其中發電機向全車用電設備供電，同時剩余的電力向蓄電池充電；蓄電池主要用于發動機起動時短時間內向起動機及點火系統供電；電壓調節器則保證發電機的輸出電壓穩定在12～14.5 V范圍內，防止電壓過大或過小損毀用電設備。

2 報警系統總體設計

2.1 性能要求

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

2.2 系統組成

報警系統由電源電路、模擬量輸入電路、A/D轉換電路、單片機處理電路、報警電路等組成。

（1）電源。將為A/D轉換器、單片機處理器和報警裝置提供工作電源，本系統采用5V穩壓電源，穩壓性能良好；（2）模擬量輸入電路。主要是把汽車發電機輸出電壓經過降壓、整流濾波等得到A/D轉換芯片所能接受的5 V左右的直流模擬量，供給A/D轉換芯片采用。（3）A/D轉換電路。對直流模擬量進行采用，完成從模擬到數字（A/D）的轉換功能， 并把所得的結果提供給CPU。（4）單片機處理電路。主要功能是根據A/D轉換結果，判斷該結果對應的工作電壓正常與否， 而分別做出不同的報警信號。在程序設計中我們根據實際調試，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A/D轉換得到的數據送進AT89C51中，CPU將該結果與邊界值比較，從而做出不同的報警動作，它與A/D系統構成了工作的核心。（5）報警電路。本電路采用聲音和燈光報警。CPU根據A/D轉換結果和選取的邊界域值，從而判斷出此時對應的電壓是正常。當正常時，綠燈亮；當電壓高出限定值時紅燈亮，同時蜂鳴器響；當電壓偏低時使黃燈亮，同時蜂鳴器響。

2.3 系統工作過程

工作過程如圖1所示。報警裝置工作時，單片機芯片開始接收輸出信號。CPU實時檢測數據，當數據大于或小于設定閾值時，表明汽車發電機輸出電壓異常，微處理器立即打開報警裝置的開關，報警裝置開始進行聲光報警，即相應報警燈閃爍、報警器發出報警蜂鳴。

3 結語

汽車電源系統工作異常報警系統，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，易于推廣應用，對于提高汽車行駛安全具有顯著作用。

參考文獻

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

[2] 李朝青.單片微機原理及應用技術[M].天津：南開大學出版社，1998.

[3] 謝在玉.汽車電源系統及其電壓調節器的工作原理與電路檢測分析[J].產業與科技論壇，2008（10）：140-142.

[4] 姜衛.汽車交流發電機輸出電壓值對油耗及動力影響分析[J].武漢工程職業技術學院學報，2012，24（1）：19-22.endprint