汽车发电机充电异常报警系统设计

梁佳楠　武慧荣　胡慧慧　邢博坤

摘 要：在分析汽车电源系统工作异常的危害的基础上，提出汽车电源系统工作异常报警装置的性能要求，并设计了工作异常报警装置。该装置能够实时采样，并对电源系统工作电压偏高或偏低做出声光报警。

关键词：汽车发电机 电压 报警 单片机

中图分类号：U472.43 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（c）-0046-01

随着汽车技术的快速发展，人们对汽车发电系统提出了更高的要求。汽车发电机输出电压过高会导致车辆用电设备烧毁、油耗增加等问题。目前汽车上的报警装置繁多，但缺少快速对汽车电源系统欠压、过压等故障进行检测并报警，以免电压起伏过大而烧毁用电设备。针对这些问题，应用AT89C51单片机作为控制器，采用A/D转换芯片TLC1543作为接口芯片，设计一种报警系统，并通过实验测试验证该报警系统的可靠性和高精度性。

1 汽车电源系统

汽车电源系统由交流发电机、电压调节器、蓄电池等构成。电源系统的作用是供给整车用电设备的电力需要，其中发电机向全车用电设备供电，同时剩余的电力向蓄电池充电；蓄电池主要用于发动机起动时短时间内向起动机及点火系统供电；电压调节器则保证发电机的输出电压稳定在12～14.5 V范围内，防止电压过大或过小损毁用电设备。

2 报警系统总体设计

2.1 性能要求

本报警系统最大的特点是实时检测汽车电源系统的输出电压，从而消除电压过大或过小对汽车安全行驶的影响。该系统具体的设计性能如下：（1）当发电机输出电压超过14.5 V，报警灯显示，蜂鸣器报警提示；（2）当发电机输出电压小于12 V，报警灯显示，蜂鸣器报警提示。

2.2 系统组成

报警系统由电源电路、模拟量输入电路、A/D转换电路、单片机处理电路、报警电路等组成。

（1）电源。将为A/D转换器、单片机处理器和报警装置提供工作电源，本系统采用5V稳压电源，稳压性能良好；（2）模拟量输入电路。主要是把汽车发电机输出电压经过降压、整流滤波等得到A/D转换芯片所能接受的5 V左右的直流模拟量，供给A/D转换芯片采用。（3）A/D转换电路。对直流模拟量进行采用，完成从模拟到数字（A/D）的转换功能， 并把所得的结果提供给CPU。（4）单片机处理电路。主要功能是根据A/D转换结果，判断该结果对应的工作电压正常与否， 而分别做出不同的报警信号。在程序设计中我们根据实际调试，选取了12～14.5 V两个边界值，代表着正常工作电压范围的两端，当A/D转换得到的数据送进AT89C51中，CPU将该结果与边界值比较，从而做出不同的报警动作，它与A/D系统构成了工作的核心。（5）报警电路。本电路采用声音和灯光报警。CPU根据A/D转换结果和选取的边界域值，从而判断出此时对应的电压是正常。当正常时，绿灯亮；当电压高出限定值时红灯亮，同时蜂鸣器响；当电压偏低时使黄灯亮，同时蜂鸣器响。

2.3 系统工作过程

工作过程如图1所示。报警装置工作时，单片机芯片开始接收输出信号。CPU实时检测数据，当数据大于或小于设定阈值时，表明汽车发电机输出电压异常，微处理器立即打开报警装置的开关，报警装置开始进行声光报警，即相应报警灯闪烁、报警器发出报警蜂鸣。

3 结语

汽车电源系统工作异常报警系统，检测汽车行驶过程中蓄电池端电压值，超出蓄电池工作电压范围即进行声光报警及液晶显示，避免因电压起伏过大而烧毁用电设备。该装置体积小、成本低，工作可靠，适合各种类型和新旧汽车，易于推广应用，对于提高汽车行驶安全具有显著作用。

参考文献

[1] 杨生辉.汽车电器与电子技术[M].北京： 国防工业出版社，2004.

[2] 李朝青.单片微机原理及应用技术[M].天津：南开大学出版社，1998.

[3] 谢在玉.汽车电源系统及其电压调节器的工作原理与电路检测分析[J].产业与科技论坛，2008（10）：140-142.

[4] 姜卫.汽车交流发电机输出电压值对油耗及动力影响分析[J].武汉工程职业技术学院学报，2012，24（1）：19-22.endprint

摘 要：在分析汽车电源系统工作异常的危害的基础上，提出汽车电源系统工作异常报警装置的性能要求，并设计了工作异常报警装置。该装置能够实时采样，并对电源系统工作电压偏高或偏低做出声光报警。

关键词：汽车发电机 电压 报警 单片机

中图分类号：U472.43 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（c）-0046-01

随着汽车技术的快速发展，人们对汽车发电系统提出了更高的要求。汽车发电机输出电压过高会导致车辆用电设备烧毁、油耗增加等问题。目前汽车上的报警装置繁多，但缺少快速对汽车电源系统欠压、过压等故障进行检测并报警，以免电压起伏过大而烧毁用电设备。针对这些问题，应用AT89C51单片机作为控制器，采用A/D转换芯片TLC1543作为接口芯片，设计一种报警系统，并通过实验测试验证该报警系统的可靠性和高精度性。

1 汽车电源系统

汽车电源系统由交流发电机、电压调节器、蓄电池等构成。电源系统的作用是供给整车用电设备的电力需要，其中发电机向全车用电设备供电，同时剩余的电力向蓄电池充电；蓄电池主要用于发动机起动时短时间内向起动机及点火系统供电；电压调节器则保证发电机的输出电压稳定在12～14.5 V范围内，防止电压过大或过小损毁用电设备。

2 报警系统总体设计

2.1 性能要求

本报警系统最大的特点是实时检测汽车电源系统的输出电压，从而消除电压过大或过小对汽车安全行驶的影响。该系统具体的设计性能如下：（1）当发电机输出电压超过14.5 V，报警灯显示，蜂鸣器报警提示；（2）当发电机输出电压小于12 V，报警灯显示，蜂鸣器报警提示。

2.2 系统组成

报警系统由电源电路、模拟量输入电路、A/D转换电路、单片机处理电路、报警电路等组成。

（1）电源。将为A/D转换器、单片机处理器和报警装置提供工作电源，本系统采用5V稳压电源，稳压性能良好；（2）模拟量输入电路。主要是把汽车发电机输出电压经过降压、整流滤波等得到A/D转换芯片所能接受的5 V左右的直流模拟量，供给A/D转换芯片采用。（3）A/D转换电路。对直流模拟量进行采用，完成从模拟到数字（A/D）的转换功能， 并把所得的结果提供给CPU。（4）单片机处理电路。主要功能是根据A/D转换结果，判断该结果对应的工作电压正常与否， 而分别做出不同的报警信号。在程序设计中我们根据实际调试，选取了12～14.5 V两个边界值，代表着正常工作电压范围的两端，当A/D转换得到的数据送进AT89C51中，CPU将该结果与边界值比较，从而做出不同的报警动作，它与A/D系统构成了工作的核心。（5）报警电路。本电路采用声音和灯光报警。CPU根据A/D转换结果和选取的边界域值，从而判断出此时对应的电压是正常。当正常时，绿灯亮；当电压高出限定值时红灯亮，同时蜂鸣器响；当电压偏低时使黄灯亮，同时蜂鸣器响。

2.3 系统工作过程

工作过程如图1所示。报警装置工作时，单片机芯片开始接收输出信号。CPU实时检测数据，当数据大于或小于设定阈值时，表明汽车发电机输出电压异常，微处理器立即打开报警装置的开关，报警装置开始进行声光报警，即相应报警灯闪烁、报警器发出报警蜂鸣。

3 结语

汽车电源系统工作异常报警系统，检测汽车行驶过程中蓄电池端电压值，超出蓄电池工作电压范围即进行声光报警及液晶显示，避免因电压起伏过大而烧毁用电设备。该装置体积小、成本低，工作可靠，适合各种类型和新旧汽车，易于推广应用，对于提高汽车行驶安全具有显著作用。

参考文献

[1] 杨生辉.汽车电器与电子技术[M].北京： 国防工业出版社，2004.

[2] 李朝青.单片微机原理及应用技术[M].天津：南开大学出版社，1998.

[3] 谢在玉.汽车电源系统及其电压调节器的工作原理与电路检测分析[J].产业与科技论坛，2008（10）：140-142.

[4] 姜卫.汽车交流发电机输出电压值对油耗及动力影响分析[J].武汉工程职业技术学院学报，2012，24（1）：19-22.endprint

摘 要：在分析汽车电源系统工作异常的危害的基础上，提出汽车电源系统工作异常报警装置的性能要求，并设计了工作异常报警装置。该装置能够实时采样，并对电源系统工作电压偏高或偏低做出声光报警。

关键词：汽车发电机 电压 报警 单片机

中图分类号：U472.43 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（c）-0046-01

随着汽车技术的快速发展，人们对汽车发电系统提出了更高的要求。汽车发电机输出电压过高会导致车辆用电设备烧毁、油耗增加等问题。目前汽车上的报警装置繁多，但缺少快速对汽车电源系统欠压、过压等故障进行检测并报警，以免电压起伏过大而烧毁用电设备。针对这些问题，应用AT89C51单片机作为控制器，采用A/D转换芯片TLC1543作为接口芯片，设计一种报警系统，并通过实验测试验证该报警系统的可靠性和高精度性。

1 汽车电源系统

汽车电源系统由交流发电机、电压调节器、蓄电池等构成。电源系统的作用是供给整车用电设备的电力需要，其中发电机向全车用电设备供电，同时剩余的电力向蓄电池充电；蓄电池主要用于发动机起动时短时间内向起动机及点火系统供电；电压调节器则保证发电机的输出电压稳定在12～14.5 V范围内，防止电压过大或过小损毁用电设备。

2 报警系统总体设计

2.1 性能要求

本报警系统最大的特点是实时检测汽车电源系统的输出电压，从而消除电压过大或过小对汽车安全行驶的影响。该系统具体的设计性能如下：（1）当发电机输出电压超过14.5 V，报警灯显示，蜂鸣器报警提示；（2）当发电机输出电压小于12 V，报警灯显示，蜂鸣器报警提示。

2.2 系统组成

报警系统由电源电路、模拟量输入电路、A/D转换电路、单片机处理电路、报警电路等组成。

（1）电源。将为A/D转换器、单片机处理器和报警装置提供工作电源，本系统采用5V稳压电源，稳压性能良好；（2）模拟量输入电路。主要是把汽车发电机输出电压经过降压、整流滤波等得到A/D转换芯片所能接受的5 V左右的直流模拟量，供给A/D转换芯片采用。（3）A/D转换电路。对直流模拟量进行采用，完成从模拟到数字（A/D）的转换功能， 并把所得的结果提供给CPU。（4）单片机处理电路。主要功能是根据A/D转换结果，判断该结果对应的工作电压正常与否， 而分别做出不同的报警信号。在程序设计中我们根据实际调试，选取了12～14.5 V两个边界值，代表着正常工作电压范围的两端，当A/D转换得到的数据送进AT89C51中，CPU将该结果与边界值比较，从而做出不同的报警动作，它与A/D系统构成了工作的核心。（5）报警电路。本电路采用声音和灯光报警。CPU根据A/D转换结果和选取的边界域值，从而判断出此时对应的电压是正常。当正常时，绿灯亮；当电压高出限定值时红灯亮，同时蜂鸣器响；当电压偏低时使黄灯亮，同时蜂鸣器响。

2.3 系统工作过程

工作过程如图1所示。报警装置工作时，单片机芯片开始接收输出信号。CPU实时检测数据，当数据大于或小于设定阈值时，表明汽车发电机输出电压异常，微处理器立即打开报警装置的开关，报警装置开始进行声光报警，即相应报警灯闪烁、报警器发出报警蜂鸣。

3 结语

汽车电源系统工作异常报警系统，检测汽车行驶过程中蓄电池端电压值，超出蓄电池工作电压范围即进行声光报警及液晶显示，避免因电压起伏过大而烧毁用电设备。该装置体积小、成本低，工作可靠，适合各种类型和新旧汽车，易于推广应用，对于提高汽车行驶安全具有显著作用。

参考文献

[1] 杨生辉.汽车电器与电子技术[M].北京： 国防工业出版社，2004.

[2] 李朝青.单片微机原理及应用技术[M].天津：南开大学出版社，1998.

[3] 谢在玉.汽车电源系统及其电压调节器的工作原理与电路检测分析[J].产业与科技论坛，2008（10）：140-142.

[4] 姜卫.汽车交流发电机输出电压值对油耗及动力影响分析[J].武汉工程职业技术学院学报，2012，24（1）：19-22.endprint