基于CAN總線的汽車空調(diào)軟硬件系統(tǒng)設(shè)計

本文格式為Word版，下載可任意編輯——基于CAN總線的汽車空調(diào)軟硬件系統(tǒng)設(shè)計第4章系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

汽車空調(diào)控制系統(tǒng)以主控芯片為中心，以CAN總線構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，傳感器傳遞的信號以及主控制器發(fā)出的控制信號通過CAN總線接收或者發(fā)送。圖4-1為該控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖。

數(shù)據(jù)存儲S342440A微處理器顯示程序存儲按鍵CAN接口CAN總線

圖4-1空調(diào)控制系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)示

CAN總線上掛接的節(jié)點(diǎn)有信號采集節(jié)點(diǎn)和控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)兩類，其結(jié)構(gòu)如下：

壓縮機(jī)控制節(jié)點(diǎn)風(fēng)門開度控制節(jié)點(diǎn)鼓風(fēng)機(jī)控制節(jié)點(diǎn)CAN-HCAN-L車內(nèi)溫度傳感器節(jié)點(diǎn)車外溫度傳感器節(jié)點(diǎn)陽光強(qiáng)度傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)動機(jī)水溫傳感器節(jié)點(diǎn)蒸發(fā)器溫度傳感器節(jié)點(diǎn)圖4-2空調(diào)控制系統(tǒng)CAN節(jié)點(diǎn)示意圖CAN節(jié)點(diǎn)包括控制器、傳感器、CAN收發(fā)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的控制器采樣的是MPS430單片機(jī)，CAN節(jié)點(diǎn)用于向主控制器的發(fā)送傳感器的采樣結(jié)果。每個節(jié)點(diǎn)的

CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址分派如下：

表4-1節(jié)點(diǎn)地址分派

車外溫度節(jié)點(diǎn)車內(nèi)溫度節(jié)點(diǎn)車外光照節(jié)點(diǎn)發(fā)動機(jī)水溫節(jié)點(diǎn)蒸發(fā)器溫度節(jié)點(diǎn)壓縮機(jī)控制節(jié)點(diǎn)混合風(fēng)門控制節(jié)點(diǎn)內(nèi)外風(fēng)門控制節(jié)點(diǎn)鼓風(fēng)機(jī)控制節(jié)點(diǎn)909192939495969798由于本系統(tǒng)中主控制器和溫度采集節(jié)點(diǎn)的控制器都沒有帶CAN總線接口，因此本設(shè)計采用CAN總線控制器SJA1000和一個CAN收發(fā)器PCA82C250組成CAN收發(fā)模塊，總共需要9個這樣的收發(fā)模塊，分別用于主控制電路以及每一個信號采集節(jié)點(diǎn)。

4.2主控制器電路結(jié)構(gòu)

4.2.1基于ARM9的S3C2440微處理器

ARM（AdvancedRISCMachines）是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設(shè)計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。技術(shù)具有性能高、成本低和能耗省的特點(diǎn)。適用于多種領(lǐng)域，譬如嵌入控制、消費(fèi)/教育類多媒體、DSP和移動式應(yīng)用等。

ARM將其技術(shù)授權(quán)給世界上大量著名的半導(dǎo)體、軟件和OEM廠商，每個廠商得到的都是一套獨(dú)一無二的ARM相關(guān)技術(shù)及服務(wù)。利用這種合伙關(guān)系，ARM很快成為大量全球性RISC標(biāo)準(zhǔn)的締造者。

同時ARM也表示由ARM公司設(shè)計的RISC處理器，包括ARM7、ARM9、ARM10、ARM11、Crotex系列等等。其中ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列為四個通用處理器系列，每一個系列提供一套相對獨(dú)特的性能來滿足不同應(yīng)

用領(lǐng)域的要求。

本設(shè)計中采用的基于ARM920T核心核的微處理器S3C2440。其結(jié)構(gòu)圖如下：

圖4.3S3C2440A處理器結(jié)構(gòu)

S3C2440A具有低功耗，簡單，精致的特點(diǎn)，且全靜態(tài)設(shè)計特別適合于對成本和功率敏感型的應(yīng)用。它采用了新的總線架構(gòu)如先進(jìn)微控制總線構(gòu)架（AMBA）。S3C2440A的突出特點(diǎn)是其處理器核心，是一個由AdvancedRISCMachines（ARM）公司設(shè)計的16/32位ARM920T的RISC處理器。ARM920T實(shí)現(xiàn)了MMU，AMBA總線和哈佛結(jié)構(gòu)高速緩沖體系結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)具有獨(dú)立的16KB指令高速緩存和16KB數(shù)據(jù)高速緩存。每個都是由具有8字長的行(line)組成。通過提供一套完整的通用系統(tǒng)外設(shè)S3C2440A減少整體系統(tǒng)成本和無需配置額外的組件。S3C2440A集成了以下片上功能：

（1）1.2V內(nèi)核供電,1.8V/2.5V/3.3V儲存器供電,3.3V外部I/O供電，具備16KB的指令緩存和16KB的數(shù)據(jù)緩存和MMU的微處理器。

（2）外部存儲控制器（SDRAM控制和片選規(guī)律）。

（3）LCD控制器（最大支持4K色STN和256K色TFT）提供1通道LCD專用DMA。（4）4通道DMA并有外部請求引腳。

（5）3通道UART（IrDA1.0,64字節(jié)發(fā)送FIFO和64字節(jié)接收FIFO）。（6）2通道SPI。

（7）1通道IIC總線接口（支持多主機(jī)）。（8）1通道IIS總線音頻編碼器接口。（9）AC’97編解碼器接口。

（10）兼容SD主接口協(xié)議1.0版和MMC卡協(xié)議2.11兼容版。（11）2通道USB主機(jī)/1通道USB設(shè)備（1.1版）。（12）4通道PWM定時器和1通道內(nèi)部定時器/看門狗定時器。（13）8通道10位ADC和觸摸屏接口。（14）具有日歷功能的RTC。

（14）攝像頭接口（最大支持4096×4096像素輸入；2048×2048像素輸入支持縮放）。

（15）130個通用I/O口和24通道外部中斷源。（16）具有普通，慢速，空閑和掉電模式。（17）具有PLL片上時鐘發(fā)生器。

下所示：

4.2.2電源電路

圖4.4S3C2440A部分電路引腳圖

圖4.4三端穩(wěn)壓集成電路芯片7805

用比較常見的三端穩(wěn)壓集成電路芯片7805將24V