基于台式汽车制动性能检测的控制装置研究与设计(附件)【字数：16849】
摘 要伴随着时代的进步，我国的交通事业发展状况有了质的飞跃，人们对车辆的质量要求也越来越高，不仅追求着舒适性更追求其安全性。对车辆的制动性能检测装置的要求也慢慢变高。传统的检测方法已渐渐不能满足人们的要求，而将单片机应用到汽车制动性能检测装置里面则能够很好的解决传统检测方式的不足。本设计则是一种基于单片机的台式汽车制动性能检测装置。采用的单片机类型是AT89C51，主要包括了硬件部分和软件部分的设计还有模拟仿真。运用到的硬件包括力传感器、AD转换器、单片机等。通过这些传感器，将测量出来的轴重与制动力的数据保存并显示，如果不满足国家的标准则用报警灯来提示。单片机部分和电路部分用仿真软件进行模拟调试，从而达到我们的要求。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2台式汽车安全检测系统简介 1
1.3技术指标与国家标准 2
1.4本章小结 4
第二章 制动装置整体设计方案 5
2.1滚筒反力式汽车制动检验台 5
2.2制动系统的流程 6
2.3比较其它方案 8
2.4本章小结 9
第三章 系统硬件设计 10
3.1光电传感器介绍 10
3.2压力传感器简介 11
3.3制动力传感器 12
3.4第三滚筒设计 14
3.5系统设计图 15
3.6本章小结 16
第四章 系统软件部分设计 17
4.1系统通讯 17
4.2按键与显示 18
4.3 AD转换 19
4.4报警模块 21
4.5本章小结 22
第五章 模拟仿真与检测结果分析 23
5.1制动检测台系统仿真 23
5.2影响检测结果因素 25
5.3如何提高采样精度 26
5.4本章小结 27
结束语 28
致谢 29
参考文献 30
附录 31
第一章 绪论
1.1研究背景
随着我国的发展，国 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
民的经济水平大大提高，汽车保有量也是逐年增长。大概在我国上个世纪80年代的时候，我国开始有了个人的汽车，虽然前期增长缓慢，但到了本世纪汽车保有量开始迅速提高。同时交通事故也是频频发生，交通事故的发生往往与人为的操作失误有关，但也有一部分是汽车本身的安全性能不高引起的，其中制动距离在汽车安全指标里面是一项非常重要的参数。制动性能好的汽车能够大大提高汽车的安全，有效降低交通事故的发生。评判汽车制动性能的好坏标准有很多，但主要的方面大致有三个：制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车方向的稳定性。该设计研究的方向是第一种，制动效能说的是汽车在路况很良好的路面上行驶，并且以一定的速度前进，当踩下刹车开始记录到停止的时候结束所行驶的距离，或者制动时候汽车的减速度。
汽车行业的发展也带动了汽车制动检测的发展。根据GB7258的规定，检测汽车制动性能可通过道路检验和检验台检验。汽车制动性能应该是汽车在路面上制动反映出来最真实的情况，但是道路实验是有很多的局限性：对轮胎会有较大的磨损，需要的场地面积比较大，受天气状况的影响大，数据的采集受到人为操作的影响比较大，不能对全程进行监控。而汽车的台式制动则被应用的最为广泛，其优点有：检测速度快，检测精度高，全程可监控，受环境的影响小。
汽车制动检测系统多为两种：滚筒反力式制动检测台，平板式检测台。当测量车轮的制动力时时候，将检查的车辆慢慢的驶入制动试验台，并将车轮放置在主动辊和从动辊之间然后再缓慢的下降。通过延时回路来启动电机，通过减速机，链条传动和主传动，从动辊传动轮低速旋转，当车速稳定时，司机在踩下刹车踏板的时候。车轮因为与滚筒之间有摩擦力所以速度会变慢。在这个时候，电机仍然强制滚筒旋转，作用在车轮轮胎上以克服制动器的摩擦力矩并保持车轮的旋转。同时，车轮轮胎对辊表面的方向附加反向且相等的反作用力。在反作用力矩的作用下，减速器壳体和力杠杆一起向相反方向摆动。力杠杆一端的力或位移被转换为传感器功率的比例。电信号。将来自力传感器的电信号进行放大，滤波后送至AD转换器，将相应的数字量转换为单片机存储。，通过数码管显示出获得的数据。
本设计采用的便是滚筒反力式，滚筒反力式相比于平板式有很多优点：重复性好、适合各种车型、测试项目按GB7258全部项目、价格低于平板式、占地面积小。其生产标准也比较严格。《滚筒反力式汽车制动检验台(GB/T 135642005)》的提出大大提高了行业的标准化。
1.2台式汽车安全检测系统简介
检测汽车的安全状况可以分为两大类，为主动系统和被动系统。在行驶的时候为了能够有效提高行驶时候的安全，ABS，EBD，TCS都是为了能够安全行驶而做出来的，这些设计都可以称为主动安全设计。他们的作用是增强汽车在行驶过程中的稳定性，可以非常显著的提高安全性能。
ABS（防抱死制动系统）通过计算机通过传感器检测到的每个车轮的速度来计算车轮滑转率，从而知道车轮是否被锁死，因为制动力比较高的话就会让轮胎锁死，所以可以调节制动力的大小保证轮胎不会锁死。对于ABS到底有什么功能我们要正确的了解，当处于危险的状态下需要快速停止，是不会因为制动速度过快导致无法旋转方向。即使有了这个功能，但也不是万能的，它是不能够减少制动的距离。
EBD（电子制动力分配系统）使用起来的时候是需要注意的。在发生紧急情况的时候比如踩下刹车，在这个时候就需要开始计算了，几个轮胎这个时候的制动力大小。然后根据当时的实际情况开始制定方案进行分配哪个轮胎需要多大的制动力，这样能够大大提高安全性有效降低因为四轮的制动力不均导致的事故。
ESP（电子稳定程序）这种系统其实就是一种牵引力的系统。和其它的系统相比较泪如电子制动分配系统，ESP的功能远远不止能够控制驱动轮，而且能够控制好移动轮。这个系统能够有限提高行车的安全性。
TCS（牵引力控制系统）在我们开车的时候如果实在雨雪天气的话，汽车的轮胎是很容易打滑的。同样的道理，当我们开车在突然的加速的时候，发动机带动着主动轮在转，这个时候的主动轮并不能够稳定的旋转很有可能会打滑，要是路面上有雪的话这种情况会更加的严重。这个系统能够然我们的车更加平稳，使用了这个系统功能的话会大大降低发生打滑的概率。
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第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2台式汽车安全检测系统简介 1
1.3技术指标与国家标准 2
1.4本章小结 4
第二章 制动装置整体设计方案 5
2.1滚筒反力式汽车制动检验台 5
2.2制动系统的流程 6
2.3比较其它方案 8
2.4本章小结 9
第三章 系统硬件设计 10
3.1光电传感器介绍 10
3.2压力传感器简介 11
3.3制动力传感器 12
3.4第三滚筒设计 14
3.5系统设计图 15
3.6本章小结 16
第四章 系统软件部分设计 17
4.1系统通讯 17
4.2按键与显示 18
4.3 AD转换 19
4.4报警模块 21
4.5本章小结 22
第五章 模拟仿真与检测结果分析 23
5.1制动检测台系统仿真 23
5.2影响检测结果因素 25
5.3如何提高采样精度 26
5.4本章小结 27
结束语 28
致谢 29
参考文献 30
附录 31
第一章 绪论
1.1研究背景
随着我国的发展，国 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
民的经济水平大大提高，汽车保有量也是逐年增长。大概在我国上个世纪80年代的时候，我国开始有了个人的汽车，虽然前期增长缓慢，但到了本世纪汽车保有量开始迅速提高。同时交通事故也是频频发生，交通事故的发生往往与人为的操作失误有关，但也有一部分是汽车本身的安全性能不高引起的，其中制动距离在汽车安全指标里面是一项非常重要的参数。制动性能好的汽车能够大大提高汽车的安全，有效降低交通事故的发生。评判汽车制动性能的好坏标准有很多，但主要的方面大致有三个：制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车方向的稳定性。该设计研究的方向是第一种，制动效能说的是汽车在路况很良好的路面上行驶，并且以一定的速度前进，当踩下刹车开始记录到停止的时候结束所行驶的距离，或者制动时候汽车的减速度。
汽车行业的发展也带动了汽车制动检测的发展。根据GB7258的规定，检测汽车制动性能可通过道路检验和检验台检验。汽车制动性能应该是汽车在路面上制动反映出来最真实的情况，但是道路实验是有很多的局限性：对轮胎会有较大的磨损，需要的场地面积比较大，受天气状况的影响大，数据的采集受到人为操作的影响比较大，不能对全程进行监控。而汽车的台式制动则被应用的最为广泛，其优点有：检测速度快，检测精度高，全程可监控，受环境的影响小。
汽车制动检测系统多为两种：滚筒反力式制动检测台，平板式检测台。当测量车轮的制动力时时候，将检查的车辆慢慢的驶入制动试验台，并将车轮放置在主动辊和从动辊之间然后再缓慢的下降。通过延时回路来启动电机，通过减速机，链条传动和主传动，从动辊传动轮低速旋转，当车速稳定时，司机在踩下刹车踏板的时候。车轮因为与滚筒之间有摩擦力所以速度会变慢。在这个时候，电机仍然强制滚筒旋转，作用在车轮轮胎上以克服制动器的摩擦力矩并保持车轮的旋转。同时，车轮轮胎对辊表面的方向附加反向且相等的反作用力。在反作用力矩的作用下，减速器壳体和力杠杆一起向相反方向摆动。力杠杆一端的力或位移被转换为传感器功率的比例。电信号。将来自力传感器的电信号进行放大，滤波后送至AD转换器，将相应的数字量转换为单片机存储。，通过数码管显示出获得的数据。
本设计采用的便是滚筒反力式，滚筒反力式相比于平板式有很多优点：重复性好、适合各种车型、测试项目按GB7258全部项目、价格低于平板式、占地面积小。其生产标准也比较严格。《滚筒反力式汽车制动检验台(GB/T 135642005)》的提出大大提高了行业的标准化。
1.2台式汽车安全检测系统简介
检测汽车的安全状况可以分为两大类，为主动系统和被动系统。在行驶的时候为了能够有效提高行驶时候的安全，ABS，EBD，TCS都是为了能够安全行驶而做出来的，这些设计都可以称为主动安全设计。他们的作用是增强汽车在行驶过程中的稳定性，可以非常显著的提高安全性能。
ABS（防抱死制动系统）通过计算机通过传感器检测到的每个车轮的速度来计算车轮滑转率，从而知道车轮是否被锁死，因为制动力比较高的话就会让轮胎锁死，所以可以调节制动力的大小保证轮胎不会锁死。对于ABS到底有什么功能我们要正确的了解，当处于危险的状态下需要快速停止，是不会因为制动速度过快导致无法旋转方向。即使有了这个功能，但也不是万能的，它是不能够减少制动的距离。
EBD（电子制动力分配系统）使用起来的时候是需要注意的。在发生紧急情况的时候比如踩下刹车，在这个时候就需要开始计算了，几个轮胎这个时候的制动力大小。然后根据当时的实际情况开始制定方案进行分配哪个轮胎需要多大的制动力，这样能够大大提高安全性有效降低因为四轮的制动力不均导致的事故。
ESP（电子稳定程序）这种系统其实就是一种牵引力的系统。和其它的系统相比较泪如电子制动分配系统，ESP的功能远远不止能够控制驱动轮，而且能够控制好移动轮。这个系统能够有限提高行车的安全性。
TCS（牵引力控制系统）在我们开车的时候如果实在雨雪天气的话，汽车的轮胎是很容易打滑的。同样的道理，当我们开车在突然的加速的时候，发动机带动着主动轮在转，这个时候的主动轮并不能够稳定的旋转很有可能会打滑，要是路面上有雪的话这种情况会更加的严重。这个系统能够然我们的车更加平稳，使用了这个系统功能的话会大大降低发生打滑的概率。
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