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，內置8k×16位OTP程序存儲器，具有24bit ADC，能實現高精度的壓力測量與控制，可滿足多種場景下的充氣需求。方案具備智能數顯、預設胎壓、動態測量、精準壓力檢測以及過充過放保護等功能。
二、功能設計
壓力測量與顯示：通過高精度壓力傳感器采集氣壓數據，SIC8833芯片的24bit ADC將模擬信號轉換為數字信號，實現精準測量。支持PSI、KPA、Bar、Kg/cm2四種單位循環切換，測量范圍為3.0-150.0PSI（20-1030KPA，0.2-10.30Bar，0.2-10.50Kg/cm2），測量精度在5-100PSI范圍內為±1PSI，100-200PSI范圍內為±2PSI，200PSI以上為±3PSI，分辨率為0.1PSI（或0.05BAR，5KPA，0.05KG/CM2）。測量數據實時顯示在LED/LCD顯示屏上。
預設充氣功能：用戶可通過按鍵（設置/增加鍵、設置/減少鍵）預設目標氣壓值，支持自行車、摩托車、汽車、球類以及用戶自定義模式。例如，自行車模式預設氣壓值為30-65PSI（默認45PSI）；摩托車模式為1.8-3.0bar（默認2.4BAR）；汽車模式為1.8-3.5bar（默認2.5BAR）；球類模式為4-16psi（默認8PSI）。當達到預設氣壓值時，氣泵自動停止工作。
過充過放保護：芯片內置低電壓檢測（LVD）引腳，當電池電壓低于2.4V±0.1V時，顯示電池符號提示低電，同時具備過充保護功能，防止電池過度充電損壞。在充氣過程中，若氣壓超過安全閾值，氣泵立即停止工作，避免過充。
其他功能：帶有背光功能，方便在光線較暗環境下使用，背光時間為15秒；具備自動關機功能，20秒內無操作自動關機（在有壓力的情況下不會關機）；設有SOS鍵，開機狀態下長按開啟照明，短按進入SOS報警/切換照明，長按退出。
三、硬件設計
主控芯片SIC8833：作為方案核心，負責數據處理、控制電機運轉以及與其他模塊通信。其高性能的RISC CPU、豐富的外設資源（24位雙向I/O口、1路蜂鳴器、6個內部中斷、2個外部中斷、5個具有喚醒功能的輸入口、4×16 LCD和7×8 LED顯示驅動、1路輸入全差分24bit Sigma-Delta型ADC、內置1/2/4/8/16/32/64/128/256倍PGA、內置溫度傳感器、1路UART、內置比較器）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，將輪胎內氣壓轉換為電信號，傳輸給SIC8833芯片進行處理。確保在充氣過程中能實時、準確地監測氣壓變化。
電機驅動電路：采用MOS管等元件組成電機驅動電路，根據SIC8833芯片發出的控制信號驅動電機運轉，實現充氣功能。同時具備過流保護功能，防止電機因電流過大損壞。
電源管理電路：支持TYPE-C充電口，輸入電壓5V。充電時紅燈亮，充滿綠燈亮，自帶充電管理，線路板帶過充、過放、過流保護功能。可使用鋰電池供電，為整個系統提供穩定電源。
顯示電路：連接SIC8833芯片的顯示驅動引腳，采用LED/LCD顯示屏，將測量數據、預設氣壓值、工作狀態等信息直觀呈現給用戶。
按鍵電路：設置開機/單位轉換鍵、設置/增加鍵、設置/減少鍵、SOS鍵、電源鍵等按鍵，方便用戶進行操作和功能選擇。按鍵采用輕觸開關，通過上拉或下拉電阻連接到SIC8833芯片的I/O口。
四、軟件設計
開發環境：采用C語言進行程序開發，利用相關集成開發環境（如Keil等）進行代碼編寫、編譯和調試。
主程序流程：系統上電后，SIC8833芯片初始化，包括端口初始化、ADC初始化、定時器初始化等。進入主循環，不斷讀取壓力傳感器數據并進行處理和顯示。檢測按鍵操作，根據用戶選擇進入相應功能模式，如設置預設氣壓值、切換單位、開啟/關閉氣泵等。在充氣過程中，實時比較當前氣壓值與預設值，當達到預設值時，控制電機停止工作。
中斷處理程序：利用SIC8833芯片的中斷資源，如ADC轉換完成中斷、定時器中斷等。ADC轉換完成中斷用于及時讀取壓力傳感器數據，定時器中斷可用于實現背光時間控制、自動關機等功能。
算法設計：采用合理的算法對壓力數據進行濾波處理，去除噪聲干擾，提高測量精度。在充氣控制算法上，實現平穩的充氣過程，避免氣壓波動過大。
五、調試與測試
硬件調試：檢查電路板焊接是否正確，有無短路、斷路等問題。使用萬用表等工具測量各電路節點電壓，確保電源供電正常，芯片及各模塊工作電壓符合要求。對電機驅動電路進行單獨測試，檢查電機能否正常運轉。
軟件調試：通過在線調試工具，如JTAG等，對程序進行單步調試、斷點調試，檢查程序邏輯是否正確，各功能模塊是否能正常工作。觀察數據處理和顯示是否準確，按鍵操作響應是否及時。
功能測試：對充氣泵的各項功能進行全面測試，包括壓力測量精度測試、預設充氣功能測試、過充過放保護功能測試、背光功能測試、自動關機功能測試、SOS功能測試等。在不同環境溫度下進行測試，檢查充氣泵的工作穩定性。
可靠性測試：進行老化測試，讓充氣泵長時間連續工作，檢查其可靠性和耐久性。對電池進行充放電循環測試，評估電池壽命。經過多次測試和優化，確保充氣泵性能穩定、功能可靠，滿足設計要求。
