论文总字数：26921字

摘 要

汽车是当下社会人们日常生活中不可或缺的重要工具，随着经济社会的发展和人民生活水平的不断提高，对于汽车的性能，人们有了更多新的需求，比如驾驶的平顺性（舒适性、安全性）。汽车座椅是直接联系乘坐人员和汽车的桥梁，对汽车座椅减振器的研究，能够通过控制提升座椅减振器的弹性性能，显著地提高驾驶的平顺性同时，对座椅减振器的气压控制器的研究，也可以给如汽车悬架或轮胎气压控制等相关研究 提供参考。

本文从理论和实际设计（软件和硬件）两方面出发，论述了汽车座椅减振器的发展历程和现状，分析了空气弹簧的结构和原理，总结了气压检测的原理和气压检测元件的情况，所涉及的技术重点，然后重点对座椅减振器中气压控制器的设计实现方案做出论述，包括硬件设计和软件设计，

最终实现了气压控制器的设计，包括基于stm32和mpx4100A气压传感器的气压控制器软硬件设计，最终通过对气压的检测控制气压泵的启动与停止，控制器能平稳运行。

关键词：座椅减振器，气压检测，气压控制，单片机

Abstract

Cars are an indispensable tool in the daily life of people in the society. With the development of economy and society and the continuous improvement of people's living standards, people have more new demands for the performance of cars, such as the smoothness of driving (comfort Sex, safety). The car seat is a bridge that directly contacts the occupant and the car. The research on the car seat damper can significantly improve the ride comfort by controlling the elastic performance of the seat damper while simultaneously damping the seat. The study of the air pressure controller can also provide reference for related research such as car suspension or tire pressure control.

Based on the theoretical and practical design (software and hardware), this paper discusses the development history and current situation of the car seat damper, analyzes the structure and principle of the air spring, summarizes the principle of air pressure detection and the situation of the air pressure detecting component. , the technical focus involved, and then focus on the design of the air pressure controller in the seat damper, including hardware design and software design,

Finally, the design of the air pressure controller is realized, including the hardware and software design of the air pressure controller based on the stm32 and mpx4100A air pressure sensors. Finally, the controller can control the start and stop of the air pressure pump by detecting the air pressure, and the controller can run smoothly.

KEY WORDS: Seat damper, Air pressure detection, Air pressure control,

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景与意义 1

1.2 研究现状 2

1.3 论文主要工作 3

1.4 论文章节安排 3

第二章 方案和原理 5

2.1 整体方案设计 5

2.1.1 硬件方案 5

2.1.2 软件方案 7

2.2 气压检测的基本原理 8

2.2.1 气压检测和气压传感器 8

2.2.2 惠斯通电桥和温度补偿 10

2.3 气压控制的基本原理 11

第三章 硬件设计 13

3.1 开发平台 13

3.1.1 MPX4100气压传感器 13

3.1.2 信号调理电路 14

3.2 最小系统电路 15

3.3 驱动电路 17

3.3.1 保护电路 19

3.4 供电电路 20

3.5 人机交互 22

3.6 PCB设计 23

第四章 软件设计 26

4.1 开发平台 26

4.2 初始化配置 26

4.3 数据处理 28

4.4 通信 30

4.5 触摸屏界面设计 31

第五章 测试结果与分析 34

第六章 总结与展望 37

参考文献 39

致谢 41

绪论

课题背景与意义

1886年，世界上第一辆汽车诞生，随着科学技术的发展和生产力水平的提高，汽车产业迅猛发展，汽车的速度和运载能力不断提高，汽车在人们日常生活中扮演的角色越来越重要^[1]。汽车生产的数量和质量也是衡量一个国家工业实力或者说生产力水平的重要参考，而经济社会的发展和生活质量的提高，也让人们对汽车的性能有了更多维度的要求，除开速度等传统的性能指标，人们在选择汽车时也会更多的考虑诸如舒适性等其它的性能。其中，减振性能是人们自汽车诞生以来就孜孜不倦地追求的，也是当下最受消费者关注的热点之一。

汽车的座椅是汽车内部空间里重要的组成部分，起到将乘客和汽车联系到一起的重要作用，如果汽车减振器拥有优秀的减振性能，将能显著提高驾驶人员和乘客的乘车体验，使汽车获得较好的舒适性和安全性。最初人们使用传统的钢板弹簧、扭杆弹簧以及螺旋弹簧来制造减振器，但是这些弹簧存在一些难以克服的问题，诸如容易产生共振，使用寿命短等，无法满足人们的要求，于是人们考虑在橡胶气囊中填充气体来替代传统的弹簧，这种元件具有可以改变的弹性特性，因而在实际运用中具有较好的效果，自问世以来获得了广泛的运用，用气压控制器对橡胶气囊的气压进行控制，能够改变它的刚性，让汽车在不同的路况和负载下获得较好的减振性能，从而提高舒适性和安全性。

汽车座椅悬架和车驾悬架的结构和原理有非常多共通的地方，但是相比于车架悬架，座椅悬架的使用时间没有那么长，对于汽车座椅悬架的研究还不够深入，安照结构来划分的话，座椅悬架主要可以分为悬置式和剪式两种，如图 1-1中所示；按照控制来划分的话，汽车座椅悬架可以分为被动式、半主动式和主动式三种，被动式是目前应用最为广泛的座椅悬架，它不能随着路况等变化而调节自身的弹性特性，但由于成本低制造简单而获得了广阔的应用；主动式座椅悬架是在被动式的基础上加入一个可以控制其作用了的装置，其系统组成包括测量单元，执行单元，反馈控制单元，能源单元；半主动式座椅悬架则是用一个一个可控阻尼的减振器取代了主动式座椅悬架的执行器，它和主动式座椅悬架的区别主要在于它只改变阻尼而不改变悬架的刚度，没有能源单元，只由可控的阻尼单元和弹簧组成。

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