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  一、方案概述

  本充氣泵方案采用SIC8833芯片作為主控芯片，該芯片為8位RISC MCU，內(nèi)置8k×16位OTP程序存儲(chǔ)器，具有24bit ADC，能實(shí)現(xiàn)高精度的壓力測(cè)量與控制，可滿足多種場(chǎng)景下的充氣需求。方案具備智能數(shù)顯、預(yù)設(shè)胎壓、動(dòng)態(tài)測(cè)量、精準(zhǔn)壓力檢測(cè)以及過(guò)充過(guò)放保護(hù)等功能。

  二、功能設(shè)計(jì)

  壓力測(cè)量與顯示：通過(guò)高精度壓力傳感器采集氣壓數(shù)據(jù)，SIC8833芯片的24bit ADC將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量。支持PSI、KPA、Bar、Kg/cm2四種單位循環(huán)切換，測(cè)量范圍為3.0-150.0PSI（20-1030KPA，0.2-10.30Bar，0.2-10.50Kg/cm2），測(cè)量精度在5-100PSI范圍內(nèi)為±1PSI，100-200PSI范圍內(nèi)為±2PSI，200PSI以上為±3PSI，分辨率為0.1PSI（或0.05BAR，5KPA，0.05KG/CM2）。測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在LED/LCD顯示屏上。

  預(yù)設(shè)充氣功能：用戶可通過(guò)按鍵（設(shè)置/增加鍵、設(shè)置/減少鍵）預(yù)設(shè)目標(biāo)氣壓值，支持自行車、摩托車、汽車、球類以及用戶自定義模式。例如，自行車模式預(yù)設(shè)氣壓值為30-65PSI（默認(rèn)45PSI）；摩托車模式為1.8-3.0bar（默認(rèn)2.4BAR）；汽車模式為1.8-3.5bar（默認(rèn)2.5BAR）；球類模式為4-16psi（默認(rèn)8PSI）。當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)氣壓值時(shí)，氣泵自動(dòng)停止工作。

  過(guò)充過(guò)放保護(hù)：芯片內(nèi)置低電壓檢測(cè)（LVD）引腳，當(dāng)電池電壓低于2.4V±0.1V時(shí)，顯示電池符號(hào)提示低電，同時(shí)具備過(guò)充保護(hù)功能，防止電池過(guò)度充電損壞。在充氣過(guò)程中，若氣壓超過(guò)安全閾值，氣泵立即停止工作，避免過(guò)充。

  其他功能：帶有背光功能，方便在光線較暗環(huán)境下使用，背光時(shí)間為15秒；具備自動(dòng)關(guān)機(jī)功能，20秒內(nèi)無(wú)操作自動(dòng)關(guān)機(jī)（在有壓力的情況下不會(huì)關(guān)機(jī)）；設(shè)有SOS鍵，開(kāi)機(jī)狀態(tài)下長(zhǎng)按開(kāi)啟照明，短按進(jìn)入SOS報(bào)警/切換照明，長(zhǎng)按退出。

  三、硬件設(shè)計(jì)

  主控芯片SIC8833：作為方案核心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以及與其他模塊通信。其高性能的RISC CPU、豐富的外設(shè)資源（24位雙向I/O口、1路蜂鳴器、6個(gè)內(nèi)部中斷、2個(gè)外部中斷、5個(gè)具有喚醒功能的輸入口、4×16 LCD和7×8 LED顯示驅(qū)動(dòng)、1路輸入全差分24bit Sigma-Delta型ADC、內(nèi)置1/2/4/8/16/32/64/128/256倍PGA、內(nèi)置溫度傳感器、1路UART、內(nèi)置比較器）可滿足充氣泵的各種功能需求。

  壓力傳感器：選用高精度壓力傳感器，將輪胎內(nèi)氣壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，傳輸給SIC8833芯片進(jìn)行處理。確保在充氣過(guò)程中能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)氣壓變化。

  電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路：采用MOS管等元件組成電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)SIC8833芯片發(fā)出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)充氣功能。同時(shí)具備過(guò)流保護(hù)功能，防止電機(jī)因電流過(guò)大損壞。

  電源管理電路：支持TYPE-C充電口，輸入電壓5V。充電時(shí)紅燈亮，充滿綠燈亮，自帶充電管理，線路板帶過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流保護(hù)功能?？墒褂娩囯姵毓╇?，為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定電源。

  顯示電路：連接SIC8833芯片的顯示驅(qū)動(dòng)引腳，采用LED/LCD顯示屏，將測(cè)量數(shù)據(jù)、預(yù)設(shè)氣壓值、工作狀態(tài)等信息直觀呈現(xiàn)給用戶。

  按鍵電路：設(shè)置開(kāi)機(jī)/單位轉(zhuǎn)換鍵、設(shè)置/增加鍵、設(shè)置/減少鍵、SOS鍵、電源鍵等按鍵，方便用戶進(jìn)行操作和功能選擇。按鍵采用輕觸開(kāi)關(guān)，通過(guò)上拉或下拉電阻連接到SIC8833芯片的I/O口。

  四、軟件設(shè)計(jì)

  開(kāi)發(fā)環(huán)境：采用C語(yǔ)言進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)，利用相關(guān)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（如Keil等）進(jìn)行代碼編寫、編譯和調(diào)試。

  主程序流程：系統(tǒng)上電后，SIC8833芯片初始化，包括端口初始化、ADC初始化、定時(shí)器初始化等。進(jìn)入主循環(huán)，不斷讀取壓力傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理和顯示。檢測(cè)按鍵操作，根據(jù)用戶選擇進(jìn)入相應(yīng)功能模式，如設(shè)置預(yù)設(shè)氣壓值、切換單位、開(kāi)啟/關(guān)閉氣泵等。在充氣過(guò)程中，實(shí)時(shí)比較當(dāng)前氣壓值與預(yù)設(shè)值，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，控制電機(jī)停止工作。

  中斷處理程序：利用SIC8833芯片的中斷資源，如ADC轉(zhuǎn)換完成中斷、定時(shí)器中斷等。ADC轉(zhuǎn)換完成中斷用于及時(shí)讀取壓力傳感器數(shù)據(jù)，定時(shí)器中斷可用于實(shí)現(xiàn)背光時(shí)間控制、自動(dòng)關(guān)機(jī)等功能。

  算法設(shè)計(jì)：采用合理的算法對(duì)壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，去除噪聲干擾，提高測(cè)量精度。在充氣控制算法上，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的充氣過(guò)程，避免氣壓波動(dòng)過(guò)大。

  五、調(diào)試與測(cè)試

  硬件調(diào)試：檢查電路板焊接是否正確，有無(wú)短路、斷路等問(wèn)題。使用萬(wàn)用表等工具測(cè)量各電路節(jié)點(diǎn)電壓，確保電源供電正常，芯片及各模塊工作電壓符合要求。對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試，檢查電機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

  軟件調(diào)試：通過(guò)在線調(diào)試工具，如JTAG等，對(duì)程序進(jìn)行單步調(diào)試、斷點(diǎn)調(diào)試，檢查程序邏輯是否正確，各功能模塊是否能正常工作。觀察數(shù)據(jù)處理和顯示是否準(zhǔn)確，按鍵操作響應(yīng)是否及時(shí)。

  功能測(cè)試：對(duì)充氣泵的各項(xiàng)功能進(jìn)行全面測(cè)試，包括壓力測(cè)量精度測(cè)試、預(yù)設(shè)充氣功能測(cè)試、過(guò)充過(guò)放保護(hù)功能測(cè)試、背光功能測(cè)試、自動(dòng)關(guān)機(jī)功能測(cè)試、SOS功能測(cè)試等。在不同環(huán)境溫度下進(jìn)行測(cè)試，檢查充氣泵的工作穩(wěn)定性。

  可靠性測(cè)試：進(jìn)行老化測(cè)試，讓充氣泵長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，檢查其可靠性和耐久性。對(duì)電池進(jìn)行充放電循環(huán)測(cè)試，評(píng)估電池壽命。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試和優(yōu)化，確保充氣泵性能穩(wěn)定、功能可靠，滿足設(shè)計(jì)要求。