【汽車空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（開題報(bào)告+論文）9400字】

開題報(bào)告書院（系）專業(yè)姓名學(xué)號(hào)論文（設(shè)計(jì)）題目汽車空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、選題目的和意義隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展和人們對(duì)生括質(zhì)量要求的不斷提高，汽車的普及率大大地提高了，用戶對(duì)當(dāng)代汽車提出了操作簡(jiǎn)便、舒適性駕駛的要求。汽車空調(diào)作為汽車的重要功能部件之一，已成為改善乘座舒適性的重要手段。可以對(duì)車內(nèi)空氣的溫度、濕度、清潔度、風(fēng)速、通風(fēng)等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。汽車空調(diào)主要對(duì)駕乘空間的溫度進(jìn)行控制，個(gè)別高檔轎車增加了對(duì)濕度的控制。不但可以調(diào)節(jié)汽車內(nèi)的溫度，并且可以隨時(shí)對(duì)車內(nèi)的有害性氣體含量進(jìn)行控制，預(yù)防中毒和有害氣體對(duì)駕乘人員健康的影響。汽車行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)的手段包括對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的改進(jìn)。國(guó)外主要的汽車公司紛紛給自己的高檔汽車裝上全自動(dòng)的空調(diào)系統(tǒng)，而國(guó)內(nèi)大部分是將進(jìn)口的空調(diào)系統(tǒng)裝給自己的高檔汽車，目前還沒有具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車空調(diào)自動(dòng)控制器?？傮w來(lái)看，目前我國(guó)汽車空調(diào)系統(tǒng)的電子化程度較低，大多數(shù)仍采用手動(dòng)控制或簡(jiǎn)單的位式控制。手動(dòng)控制一方面會(huì)出現(xiàn)車內(nèi)溫度不容易滿足乘客所需的最佳條件，不能滿足舒適性和節(jié)能性的要求；另一方面容易分散駕駛員的注意力，降低行車的安全性。手動(dòng)控制己成為汽車空調(diào)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸問題。單片機(jī)技術(shù)在汽車空調(diào)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的使用，提高了汽車的檔次，同時(shí)也方便了用戶的使用，增加了舒適度。汽車空調(diào)采用的大都是任務(wù)單一、響應(yīng)速度較慢的普通單片機(jī)控制，在溫度測(cè)量上是將溫度值的模擬信號(hào)先采樣再進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。例如新一代的環(huán)保型汽車和其它低排放車輛，由于本身動(dòng)力系統(tǒng)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)車輛，能夠提給空調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)力極為有限。綜上可見擁有一套節(jié)能高效、性能可靠的空調(diào)系統(tǒng)對(duì)開拓市場(chǎng)有著至關(guān)重要的作用。選用運(yùn)算速度較快、穩(wěn)定性好、價(jià)格便宜的MSP430單片機(jī)芯片，實(shí)現(xiàn)了汽車手動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的智能化控制改造設(shè)計(jì)。二、本選題在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)國(guó)內(nèi)汽車空調(diào)系統(tǒng)已發(fā)展多年,但整體設(shè)計(jì)和制造水平低于國(guó)外。80年代末90年代初，國(guó)內(nèi)汽車空調(diào)才開始發(fā)展。近年來(lái)隨著管理信息系統(tǒng)的逐漸普及，國(guó)內(nèi)廠家開始嘗試將適合企業(yè)發(fā)展的信息管理系統(tǒng)分批次的引進(jìn)進(jìn)來(lái)。例如引進(jìn)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)IPM／PDM的上海德爾福汽車空調(diào)系統(tǒng)有限公司，并且用此系統(tǒng)對(duì)管理產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息和工藝信息進(jìn)行統(tǒng)一的管理，形成技術(shù)先進(jìn)的工程信息數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與ERP系統(tǒng)的管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行資源共享和有效的信息交換，最終使公司CIMS的總體規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)得以實(shí)現(xiàn)，并將公司帶入的信息化的時(shí)代。但是，國(guó)內(nèi)汽車空調(diào)發(fā)展時(shí)代晚，存在差、散、亂、的3種格局。國(guó)內(nèi)汽車空調(diào)廠家的設(shè)計(jì)力量較差，技術(shù)水平落后。就國(guó)內(nèi)主要幾家汽車空調(diào)廠而言，仍處于仿制國(guó)外空調(diào)系統(tǒng)的階段。雖然國(guó)內(nèi)廠家也引進(jìn)了UG，Catia等三維造型軟件，但不能達(dá)到軟件的最佳利用率，設(shè)計(jì)人員基本上對(duì)蒸發(fā)器、暖風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)沒有全新的認(rèn)識(shí)及開發(fā)能力。我國(guó)汽車空調(diào)行業(yè)起步較晚，汽車空調(diào)主要依賴CKD組裝。隨著汽車工業(yè)迅速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)高性能的汽車空調(diào)需求量日趨增長(zhǎng)。由于大多數(shù)企業(yè)技術(shù)水平不能滿足生產(chǎn)需求，所以不少企業(yè)陸續(xù)從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和成套生產(chǎn)設(shè)備，也有很多地方開始引進(jìn)外資，在汽車空調(diào)項(xiàng)目上進(jìn)行合作。隨著國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的飛速發(fā)展,要積極推進(jìn)汽車空調(diào)的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程,與國(guó)內(nèi)各大高等學(xué)校進(jìn)行合作,鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)人員獨(dú)立進(jìn)行研究,以盡快掌握蒸發(fā)器、鼓風(fēng)機(jī)和暖風(fēng)機(jī)的全新開發(fā)技術(shù)。自從第一輛汽車由戴姆勒制造出以來(lái)，汽車的開發(fā)已有了110年的歷史。由于當(dāng)時(shí)簡(jiǎn)單的汽車設(shè)計(jì)，夏天熱得汗流滿面，冬天凍得手腳發(fā)木，給人們帶來(lái)了諸多的不便。自從汽車加熱裝置和汽車空調(diào)設(shè)備研制出來(lái)后,人們就可乘坐裝有空調(diào)的汽車了。在美國(guó)人們最早享受到了這些設(shè)備，比如早在上世紀(jì)30年，根據(jù)用戶的要求就可以給汽車安裝加熱裝置。而歐洲在1950年才生產(chǎn)出第一輛安裝加熱裝置的汽車。這臺(tái)帶有電子新鮮空氣送風(fēng)機(jī)的加熱裝置是由貝洱公司作為附加裝置提供的。從1963年開始，德國(guó)的卡車制造公司也在自己的貨車上安裝了加熱裝置和送風(fēng)裝置。1953年，美國(guó)把蒸發(fā)器安裝在行李箱裝，這是第一次作為空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)，后來(lái)在儀表板內(nèi)把蒸發(fā)器和通風(fēng)管道結(jié)合在一起。在30多年的發(fā)展過(guò)歷程中汽車空調(diào)也經(jīng)歷了眾多改變。自從1971年加熱裝置和空調(diào)裝置集成一體的裝置（暖風(fēng)器芯和蒸發(fā)器安裝在同一殼體內(nèi)并利用同一個(gè)溫度分配管道）首次問世。1981年，第一臺(tái)左右分開控制的空調(diào)出現(xiàn)，駕駛員和乘客均可根據(jù)自身對(duì)溫度的感覺來(lái)調(diào)節(jié)氣溫。1986年，研制出了左右分開控制的空調(diào)裝置。1994年又開發(fā)出了左右分開調(diào)控空氣量的空調(diào)。如果仍然遵循溫度單獨(dú)調(diào)控原理，也可以把后排與前排乘客分開各自調(diào)控自己需要的溫度。到現(xiàn)在為止，把第二個(gè)空調(diào)裝置安裝在后排，可實(shí)現(xiàn)所說(shuō)的這種四區(qū)空調(diào)裝置。三、課題設(shè)計(jì)方案本文研究的是汽車自動(dòng)剎車系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要思路是：1、汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的組成2、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。汽車全自動(dòng)空調(diào)控制器硬件，空調(diào)控制系統(tǒng)由傳感器，鍵盤，風(fēng)門電機(jī)等組成。溫度信號(hào)采集電路的設(shè)計(jì)人機(jī)接口的設(shè)計(jì)一LED顯示和鍵盤串行通訊接口的設(shè)計(jì)3、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)主流程模塊按鍵掃描處理子程序模塊模糊控制子程序模塊異步電機(jī)控制流程模塊4、搭建單片機(jī)控制的空調(diào)系統(tǒng)。5、系統(tǒng)調(diào)試。在2009年款CFI-1.6L捷達(dá)轎車空調(diào)系統(tǒng)上的應(yīng)用實(shí)例。6、結(jié)論。研究途徑1、理論準(zhǔn)備：對(duì)汽車空調(diào)控制系統(tǒng)構(gòu)造及原理2、資料查詢：圖書館查詢相關(guān)資料3、網(wǎng)上下載：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)了解該選題的最新進(jìn)展并下載相關(guān)資料四、計(jì)劃進(jìn)度安排起止時(shí)間：2016.12.30-2017.5.15分階段的進(jìn)度要求：1.進(jìn)行選題(2016.12.30---2017.01.20)2.撰寫開題報(bào)告(2017.01.20---2017.03.15)3.撰寫論文初稿(2017.03.15---2017.05.10)4.定稿論文，準(zhǔn)備答辯。(2017.05.10---2017.05.15)五、主要參考文獻(xiàn)（只列出最重要的5—6種）[1]林火生,陽(yáng)明霞.微型汽車空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)[J].柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2014,02:57-59.[2]章亦葵,喬嘯乾.基于微控制器的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)[J].電子測(cè)量技術(shù),2013,04:46-50.[3]于津濤,田冬蓮,肖廣宇.汽車自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)性能試驗(yàn)及評(píng)價(jià)方法研究[J].汽車技術(shù),2015,10:47-51.[4]梅蕙麟.淺談我國(guó)暖通空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展[J].西部資源,2015,06:52.[5]鄭雅蘭,張小燕.汽車自動(dòng)空調(diào)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2016,06:17-18.[6]向俊.淺談汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)控制電路[J].科技與企業(yè),2013,24:346.指導(dǎo)教師意見及建議：指導(dǎo)老師簽名：年月日簽名：年月日教學(xué)單位領(lǐng)導(dǎo)小組審批意見：組長(zhǎng)簽名：年月日空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：隨著國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的高速發(fā)展，汽車空調(diào)越來(lái)越受到汽車制造商的重視。汽車空調(diào)作為提高汽車乘坐舒適性的一種重要手段已被廣大汽車制造者及用戶認(rèn)可，完善的汽車空調(diào)系統(tǒng)可以對(duì)車內(nèi)空氣的溫度、濕度、清潔度、風(fēng)速、通風(fēng)等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，提高了乘坐舒適度，減少疲勞，為安全駕駛提供基本保證。以單片機(jī)為控制核心構(gòu)成的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)，其硬件簡(jiǎn)單，軟件豐富，性能優(yōu)良，運(yùn)行調(diào)試方便且成本低。本課題是對(duì)全合一空氣混合型的汽車空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過(guò)控制策略仿真和軟硬件系統(tǒng)模擬試驗(yàn)的手段，對(duì)汽車空調(diào)智能控制方法進(jìn)行研究，并設(shè)計(jì)出汽車空調(diào)全自動(dòng)控制系統(tǒng)中的核心部分智能溫控系統(tǒng)。主要完成以下內(nèi)容：了解汽車空調(diào)的基本工作原理、汽車空調(diào)車內(nèi)溫度調(diào)節(jié)過(guò)程的分析、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：空調(diào)；自動(dòng)控制系統(tǒng)；硬件；軟件；調(diào)試1緒論1.1本課題研究的背景、目的和意義隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展和人們對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高，汽車的普及率大大地提高了，用戶對(duì)當(dāng)代汽車提出了操作簡(jiǎn)便、舒適性駕駛的要求。汽車空調(diào)作為汽車的重要功能部件之一，已成為改善乘座舒適性的重要手段?？梢詫?duì)車內(nèi)空氣的溫度、濕度、清潔度、風(fēng)速、通風(fēng)等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。汽車空調(diào)主要對(duì)駕乘空間的溫度進(jìn)行控制，個(gè)別高檔轎車增加了對(duì)濕度的控制。不但可以調(diào)節(jié)汽車內(nèi)的溫度，并且可以隨時(shí)對(duì)車內(nèi)的有害性氣體含量進(jìn)行控制，預(yù)防中毒和有害氣體對(duì)駕乘人員健康的影響。汽車行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)的手段包括對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的改進(jìn)。國(guó)外主要的汽車公司紛紛給自己的高檔汽車裝上全自動(dòng)的空調(diào)系統(tǒng)，而國(guó)內(nèi)大部分是將進(jìn)口的空調(diào)系統(tǒng)裝給自己的高檔汽車，目前還沒有具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車空調(diào)自動(dòng)控制器?？傮w來(lái)看，目前我國(guó)汽車空調(diào)系統(tǒng)的電子化程度較低，大多數(shù)仍采用手動(dòng)控制或簡(jiǎn)單的位式控制。手動(dòng)控制一方面會(huì)出現(xiàn)車內(nèi)溫度不容易滿足乘客所需的最佳條件，不能滿足舒適性和節(jié)能性的要求；另一方面容易分散駕駛員的注意力，降低行車的安全性。手動(dòng)控制己成為汽車空調(diào)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸問題。單片機(jī)技術(shù)在汽車空調(diào)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的使用，提高了汽車的檔次，同時(shí)也方便了用戶的使用，增加了舒適度。汽車空調(diào)采用的大都是任務(wù)單一、響應(yīng)速度較慢的普通單片機(jī)控制，在溫度測(cè)量上是將溫度值的模擬信號(hào)先采樣再進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。例如新一代的環(huán)保型汽車和其它低排放車輛，由于本身動(dòng)力系統(tǒng)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)車輛，能夠提給空調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)力極為有限。綜上可見擁有一套節(jié)能高效、性能可靠的空調(diào)系統(tǒng)對(duì)開拓市場(chǎng)有著至關(guān)重要的作用。選用運(yùn)算速度較快、穩(wěn)定性好、價(jià)格便宜的MSP430單片機(jī)芯片，實(shí)現(xiàn)了汽車手動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的智能化控制改造設(shè)計(jì)。1.2國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀自從第一輛汽車由戴姆勒制造出以來(lái)，汽車的開發(fā)已有了110年的歷史。由于當(dāng)時(shí)簡(jiǎn)單的汽車設(shè)計(jì)，夏天熱得汗流滿面，冬天凍得手腳發(fā)木，給人們帶來(lái)了諸多的不便。自從汽車加熱裝置和汽車空調(diào)設(shè)備研制出來(lái)后,人們就可乘坐裝有空調(diào)的汽車了。在美國(guó)人們最早享受到了這些設(shè)備，比如早在上世紀(jì)30年，根據(jù)用戶的要求就可以給汽車安裝加熱裝置。而歐洲在1950年才生產(chǎn)出第一輛安裝加熱裝置的汽車。這臺(tái)帶有電子新鮮空氣送風(fēng)機(jī)的加熱裝置是由貝洱公司作為附加裝置提供的。從1963年開始，德國(guó)的卡車制造公司也在自己的貨車上安裝了加熱裝置和送風(fēng)裝置。1953年，美國(guó)把蒸發(fā)器安裝在行李箱裝，這是第一次作為空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)，后來(lái)在儀表板內(nèi)把蒸發(fā)器和通風(fēng)管道結(jié)合在一起。在30多年的發(fā)展過(guò)歷程中汽車空調(diào)也經(jīng)歷了眾多改變。自從1971年加熱裝置和空調(diào)裝置集成一體的裝置（暖風(fēng)器芯和蒸發(fā)器安裝在同一殼體內(nèi)并利用同一個(gè)溫度分配管道）首次問世。1981年，第一臺(tái)左右分開控制的空調(diào)出現(xiàn)，駕駛員和乘客均可根據(jù)自身對(duì)溫度的感覺來(lái)調(diào)節(jié)氣溫。1986年，研制出了左右分開控制的空調(diào)裝置。1994年又開發(fā)出了左右分開調(diào)控空氣量的空調(diào)。如果仍然遵循溫度單獨(dú)調(diào)控原理，也可以把后排與前排乘客分開各自調(diào)控自己需要的溫度。到現(xiàn)在為止，把第二個(gè)空調(diào)裝置安裝在后排，可實(shí)現(xiàn)所說(shuō)的這種四區(qū)空調(diào)裝置。國(guó)內(nèi)汽車空調(diào)系統(tǒng)已發(fā)展多年,但整體設(shè)計(jì)和制造水平低于國(guó)外。80年代末90年代初，國(guó)內(nèi)汽車空調(diào)才開始發(fā)展。近年來(lái)隨著管理信息系統(tǒng)的逐漸普及，國(guó)內(nèi)廠家開始嘗試將適合企業(yè)發(fā)展的信息管理系統(tǒng)分批次的引進(jìn)進(jìn)來(lái)。例如引進(jìn)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)IPM／PDM的上海德爾福汽車空調(diào)系統(tǒng)有限公司，并且用此系統(tǒng)對(duì)管理產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息和工藝信息進(jìn)行統(tǒng)一的管理，形成技術(shù)先進(jìn)的工程信息數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與ERP系統(tǒng)的管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行資源共享和有效的信息交換，最終使公司CIMS的總體規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)得以實(shí)現(xiàn)，并將公司帶入的信息化的時(shí)代。但是，國(guó)內(nèi)汽車空調(diào)發(fā)展時(shí)代晚，存在差、散、亂、的3種格局。國(guó)內(nèi)汽車空調(diào)廠家的設(shè)計(jì)力量較差，技術(shù)水平落后。就國(guó)內(nèi)主要幾家汽車空調(diào)廠而言，仍處于仿制國(guó)外空調(diào)系統(tǒng)的階段。雖然國(guó)內(nèi)廠家也引進(jìn)了UG，Catia等三維造型軟件，但不能達(dá)到軟件的最佳利用率，設(shè)計(jì)人員基本上對(duì)蒸發(fā)器、暖風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)沒有全新的認(rèn)識(shí)及開發(fā)能力。我國(guó)汽車空調(diào)行業(yè)起步較晚，汽車空調(diào)主要依賴CKD組裝。隨著汽車工業(yè)迅速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)高性能的汽車空調(diào)需求量日趨增長(zhǎng)。由于大多數(shù)企業(yè)技術(shù)水平不能滿足生產(chǎn)需求，所以不少企業(yè)陸續(xù)從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和成套生產(chǎn)設(shè)備，也有很多地方開始引進(jìn)外資，在汽車空調(diào)項(xiàng)目上進(jìn)行合作。隨著國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的飛速發(fā)展，要積極推進(jìn)汽車空調(diào)的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程,與國(guó)內(nèi)各大高等學(xué)校進(jìn)行合作，鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)人員獨(dú)立進(jìn)行研究，以盡快掌握蒸發(fā)器、鼓風(fēng)機(jī)和暖風(fēng)機(jī)的全新開發(fā)技術(shù)。2汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的組成整個(gè)汽車空調(diào)控制系統(tǒng)可以通過(guò)六個(gè)受控裝置來(lái)控制，它們分別是內(nèi)外循環(huán)電磁閥、鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速電路、混合風(fēng)門電機(jī)、壓縮機(jī)電磁閥、暖水電磁閥和風(fēng)向風(fēng)門電機(jī)。汽車空調(diào)系統(tǒng)總成是采用冷暖完全合一型，其風(fēng)道系統(tǒng)如圖2.1所示。22車內(nèi)進(jìn)風(fēng)1車外進(jìn)風(fēng)3內(nèi)外循環(huán)風(fēng)門4鼓風(fēng)機(jī)5混合風(fēng)門6制冷蒸發(fā)器9除霜風(fēng)口10下吹風(fēng)口7暖風(fēng)散熱器11前吹風(fēng)口8風(fēng)向風(fēng)門圖2-1全合一型汽車空調(diào)結(jié)構(gòu)3系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1空調(diào)控制系統(tǒng)硬件組成汽車全自動(dòng)空調(diào)控制器硬件，空調(diào)控制系統(tǒng)由傳感器，鍵盤，風(fēng)門電機(jī)等組成，硬件框圖如3-1。圖3-1控制系統(tǒng)硬件框圖3.2溫度信號(hào)采集電路的設(shè)計(jì)4.3.1溫度傳感器的選擇溫度檢測(cè)采用電阻式傳感器，電阻式傳感器是把位移、力、壓力、加速度、扭矩等非電物理量轉(zhuǎn)換為電阻值變化的傳感器。由電阻元件及電刷兩個(gè)基本部分組成。電刷相對(duì)于電阻元件的運(yùn)動(dòng)可以是直線運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和螺旋運(yùn)動(dòng)，因而可以將直線位移或角位移轉(zhuǎn)換為與其成一定函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓輸出。4.3.2溫度傳感器采樣放大電路溫度傳感器采集的溫度信號(hào)是模擬信號(hào)，需要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。某些結(jié)型半導(dǎo)體器件，例如二極管和三極管對(duì)溫度呈現(xiàn)出敏感性，因而可用作溫度敏感元件，因此可以利用這個(gè)特性，從它的輸出電量的大小直接換算，而得到絕對(duì)溫度值。HN36便是根據(jù)此原理制造的一種電阻型傳感器。單片機(jī)的ADC0809芯片就是用于A/D轉(zhuǎn)換的擴(kuò)展芯片，它可以進(jìn)行8路模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。但電壓值是ADCO809的輸入信號(hào)，電壓范圍一般在OV～5V，而電流信號(hào)也就是HN36采集的溫度信號(hào)，之所以HN36傳感器采集的溫度信號(hào)還不能直接輸入到單片機(jī)中，是因?yàn)殡娏鞯牧恐凳俏布?jí)。為了適應(yīng)ADC0809芯片的輸入要求，還需將HN36采集的溫度信號(hào)要進(jìn)行電流/電壓的轉(zhuǎn)換，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并且對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行放大。因此，本文設(shè)計(jì)的電阻型傳感器如圖3-2。圖3-2電阻型傳感器4.3.3模數(shù)轉(zhuǎn)換電路單片機(jī)控制ADC0809的工作過(guò)程：首先通過(guò)指令選擇0809的一個(gè)模擬輸入通道，當(dāng)執(zhí)行MOVX@DPTR，A時(shí)，單片機(jī)的WR信號(hào)有效，從而產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，將脈沖從0809的START引腳送入，脈沖開始在選中通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后，0809發(fā)出代表轉(zhuǎn)換結(jié)束的EOC信號(hào)，該信號(hào)可反相后作為向單片機(jī)發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào)也可以可提供單片機(jī)查詢。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路如圖3-3。圖3-3模數(shù)轉(zhuǎn)換電路3.3人機(jī)接口的設(shè)計(jì)一LED顯示和鍵盤4.4.1LED顯示器(1)LED靜態(tài)顯示方式：LED顯示器以靜態(tài)顯示方式工作時(shí)，所有顯示器的共陰極要連接在一起并與地（或+5V）相連；每位的段碼線（a-dp）分別相連一個(gè)8位的鎖存器的輸出端。當(dāng)各個(gè)LED的顯示字符一經(jīng)確定，直到送入另一個(gè)字符的段碼為止，相應(yīng)鎖存器鎖存的段碼輸出將維持不變，這便是稱為靜態(tài)顯示的原因。靜態(tài)顯示器的亮度都較高的原因也是相同的。(2)LED動(dòng)態(tài)顯示方式：在多個(gè)LED顯示時(shí)，通常將所有位的段碼線相應(yīng)段并聯(lián)在一起，為的是簡(jiǎn)化硬件電路。段碼線的多路復(fù)用由1個(gè)8位I/O口控制的，I/O線控制著相應(yīng)的共陽(yáng)極或共陰極，從而形成各位的分時(shí)選通。4.4.2 鍵盤工作原理在8255相對(duì)應(yīng)的PCO-PC2線上連接著簡(jiǎn)易鍵盤中的UP鍵、DOWN鍵和AUTO鍵，此時(shí)輸入端為8255的PC口。同時(shí)CPU的外部中斷引腳INT1上通過(guò)一個(gè)與門與3個(gè)按鍵的行線連接到一起當(dāng)鍵盤上的鍵全部開啟時(shí)，列線都輸出高電平，INT1引腳也為高電平。一旦閉合任意一個(gè)鍵，INT1引腳的電平就會(huì)變低，CUP也會(huì)接受到中斷請(qǐng)求。判別是否真的有鍵按下和確定是哪個(gè)鍵被按下是用軟件查詢的方法完成的。另外，AT89C51的P13引腳接連著系統(tǒng)的軟開關(guān)按鍵“ON/OFF”鍵接，按鍵在沒有閉合時(shí)，P1.3引腳處的電平將會(huì)升高，該按鍵的工作方式將采用掃描查詢，當(dāng)檢測(cè)到低電平為輸入端時(shí)，在“軟關(guān)機(jī)”和“正常運(yùn)行”之間系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行切換。鍵盤顯示電路如圖3-4。圖3-4鍵盤顯示電路3.4串行通訊接口的設(shè)計(jì)單片機(jī)的波特率與CP機(jī)串口的波特率要相等是為了為了保證上位機(jī)與下位機(jī)的正常通信，傳送的誤碼隨著傳輸速率越低而降低。在本文中，由于環(huán)境因素影響不大，故采用低波特率來(lái)減小誤碼率，本文采用的波特率為1200bit/s。單片機(jī)有四種串行工作方式，本文采用串行工作方式l。即以10位為一幀的異步串行通信方式，共包括1個(gè)起始位，1個(gè)停止位，8個(gè)數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)發(fā)送是由一條寫發(fā)送寄存器(SBUF)的指令開始，隨后在串行口由硬件自動(dòng)加入起位和停止位，構(gòu)成一個(gè)完整的幀格式，然后在移位脈沖的作用下，由TDX端串行輸出。一個(gè)字符幀發(fā)送完后，使TXD輸出線維持在“l(fā)”狀態(tài)下，并將串行控制寄存器SCON的TI位置“1”，通知CPU可以接著發(fā)送下一個(gè)字符[15]。接收數(shù)據(jù)時(shí)，處于允許接收狀態(tài)(REN=1)的SCON允許接收位RNE位。在此前提下，串行口RXD端，當(dāng)采樣到從“1”向“0”的狀態(tài)變化時(shí)，就認(rèn)定是變化到了起始位。隨后在移位脈沖的控制下，把接收到的數(shù)據(jù)位移入接收寄存器中。CUP從SBUF取走接收到的一個(gè)字符的前提是接收中斷標(biāo)志位RI。4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)主流程模塊使用專門用于計(jì)算機(jī)嵌入式應(yīng)用的Linux操作系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的部分軟件，其大多數(shù)都是用C語(yǔ)言編寫的放大的源代碼，匯編語(yǔ)言編寫的只是少量可移植性強(qiáng)的源程序啟動(dòng)代碼和硬件初始化代碼。之所以嚴(yán)格遵守單總線協(xié)議來(lái)驅(qū)動(dòng)DSl8820，是因?yàn)镃語(yǔ)言編寫的溫度測(cè)試子程序。每次能執(zhí)行讀寫指令前都必須將DSl8820進(jìn)行復(fù)位。主機(jī)要釋放保持480—960Fs的低電平的數(shù)據(jù)線，再通過(guò)上拉電阻將數(shù)據(jù)線保持在15～60Fs，復(fù)位操作完成的信號(hào)是DSl8820發(fā)出存在脈沖。初始化程序(復(fù)位程序)、“讀”子程序、“寫”子程三個(gè)基本子程序要與DSl8820進(jìn)行通信才能完成。在測(cè)溫、顯示等各個(gè)子程序編譯完成后就可以結(jié)合硬件來(lái)完成系統(tǒng)的功能，系統(tǒng)的主程序流程圖如圖4-1。開始開始初始化操作系統(tǒng)創(chuàng)建任務(wù)初始化輸出電路測(cè)溫子程序顯示子程序初始化顯示電路控制輸出輸出控制子程序結(jié)束NYN任務(wù)結(jié)束？Y圖4-1系統(tǒng)的主流程序圖4.2按鍵掃描處理子程序模塊外部中斷外部中斷1響應(yīng)讀入8255PC口按鍵狀態(tài)延時(shí)10msUP鍵按下？DOWN鍵按下？UP鍵子程序DOWN鍵子程序AUTO鍵子程序中斷返回NNYYYN消除按鍵機(jī)械抖動(dòng)AUTO鍵按下？ 圖4-2按鍵掃描子程序流程圖4.3模糊控制子程序模塊程序?qū)崿F(xiàn)了模糊控制中的控制算法，它包括兩部分:一是離線計(jì)算模糊控制查詢表，將模糊控制表存于單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中；二是在實(shí)時(shí)控制過(guò)程中，如圖5.3：根據(jù)某一時(shí)刻單片機(jī)的溫度設(shè)定值與溫度測(cè)量值的偏差值e(k)和溫差變化率ec(k)，經(jīng)模糊化推理后直接與存儲(chǔ)在單片機(jī)表中的數(shù)據(jù)比較，根據(jù)輸出量查出步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)步數(shù)，精確后用于混合風(fēng)門的調(diào)節(jié)。Yec(k)=4NNec(k)>4?e(k)<-20?e(k)>20?開始e,ecYec(k)=4NNec(k)>4?e(k)<-20?e(k)>20?開始e,ec采樣輸出NYYe(k)=-20e(k)=20Yec(k)<-4?ec(k)<-4?N Ne(k)，ec(k)模糊化處理查詢模糊控制表再乘比例因值u(k)ec(k)=-4e(k)，ec(k)模糊化處理查詢模糊控制表再乘比例因值u(k)ec(k)=-4計(jì)算Δu(k)=u(k)-uc(Δu(k)存入3CH|Δu(k)|存入3CHP1.1=0Δu(k)>0?NY返回計(jì)算Δu(k)=u(k)-uc(Δu(k)存入3CH|Δu(k)|存入3CHP1.1=0Δu(k)>0?NY返回圖4-3模糊控制算法子程序流程圖4.4異步電機(jī)控制流程模塊異步電機(jī)控制流程如圖4-4所示。定時(shí)器T2定時(shí)器T2中斷響應(yīng)步數(shù)u(k)P1.0=1?P1.1=1?Uc=25?Uc=-25?當(dāng)前位置U+1改變p1.0狀態(tài)步數(shù)u(k)-1重裝定時(shí)器T2當(dāng)前位置U-1圖4-4異步電機(jī)控制流程圖YNNNYYNY返回5搭建單片機(jī)控制的空調(diào)系統(tǒng)4.1搭建目標(biāo)通過(guò)對(duì)原車空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)母脑欤谌雴纹瑱C(jī)控制裝置，搭建單片機(jī)控制的空調(diào)控制系統(tǒng)。4.2搭建原則在系統(tǒng)搭建時(shí)，要搞清原車空調(diào)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和原理，恰當(dāng)?shù)貙纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)與原車空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，盡量減少原車系統(tǒng)的改造，并保證原車系統(tǒng)功能的完善。4.3搭建內(nèi)容1）傳感器利用原車空調(diào)系統(tǒng)的各溫度傳感器作為單片機(jī)控制系統(tǒng)的溫度傳感器。2）執(zhí)行器單片機(jī)控制系統(tǒng)的執(zhí)行器為壓縮機(jī)的繼電器和采暖閥的繼電器。新增的壓縮機(jī)繼電器取代原車空調(diào)系統(tǒng)的溫控開關(guān)觸點(diǎn)，采暖閥繼電器依然為原車的。若原車為手動(dòng)閥門，應(yīng)首先將其更換成電磁閥門，而后增加控制繼電器。3）控制器單片機(jī)作為空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行與控制的核心器件，取代原車的機(jī)械或電子式溫控器，而實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的高精度、智能化控制。6系統(tǒng)調(diào)試以單片機(jī)控制系統(tǒng)在2009年款CFI-1.6L捷達(dá)轎車空調(diào)系統(tǒng)上的應(yīng)用實(shí)例。5.1系統(tǒng)搭建5.1.1原車空調(diào)系統(tǒng)的缺陷捷達(dá)汽車的空調(diào)系統(tǒng)無(wú)制冷溫度控制器，其溫度調(diào)節(jié)采用間接調(diào)節(jié)方式。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)工作時(shí)，車內(nèi)溫度影響系統(tǒng)冷媒的蒸發(fā)壓力，用系統(tǒng)內(nèi)變化冷媒壓力改變壓縮機(jī)的斜盤角度，而使活塞行程增減，達(dá)到改變冷媒排量目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。盡管此種調(diào)節(jié)系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)，但其屬于機(jī)械式間接調(diào)節(jié)方式，存在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)摩擦大、系統(tǒng)控制靈敏性差、控制精度差的缺點(diǎn)。強(qiáng)勁持續(xù)的空調(diào)制冷效果經(jīng)常使車內(nèi)溫度偏低，使人感到不舒適。為調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度，駕駛員經(jīng)常需要手動(dòng)關(guān)閉或打開空調(diào)。這樣的操作，不僅使車內(nèi)的溫度波動(dòng)幅度較大，且影響行車安全。5.1.2對(duì)原有空調(diào)系統(tǒng)的改造1）利用原車溫度傳感器。利用原車的車內(nèi)溫度傳感器、陽(yáng)光傳感器信號(hào)（車外環(huán)境溫度）電壓信號(hào)，信號(hào)線可從相應(yīng)的插接器或ECU端子上引出，經(jīng)過(guò)A／D轉(zhuǎn)換后，送入單片機(jī)運(yùn)算分析后，作為控制空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的基本依據(jù)。2）空調(diào)系統(tǒng)電路改造?？照{(diào)系統(tǒng)的電路改造就是原車空調(diào)系統(tǒng)電路上，增加一個(gè)受單片機(jī)控制的空壓機(jī)繼電器，用于控制壓機(jī)運(yùn)行。捷達(dá)轎車空調(diào)系統(tǒng)的電路改造，就在由空調(diào)開關(guān)E35到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J361的線路上，如圖6-1所示，增加的壓縮機(jī)繼電器與車外溫度開關(guān)相串聯(lián)，用于控制壓縮機(jī)電磁離合器的吸合和分離。所增加的壓縮機(jī)繼電器作為單片機(jī)控系統(tǒng)的執(zhí)行器，受單片機(jī)輸出信號(hào)的控制，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的控制。圖6-1單片機(jī)控制的捷達(dá)轎車空調(diào)系統(tǒng)電路3）溫度調(diào)節(jié)旋鈕的改造。對(duì)原車的溫度調(diào)節(jié)旋鈕做適當(dāng)改造。在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在旋鈕后增加一個(gè)旋轉(zhuǎn)式電位器，將旋鈕的不同位置轉(zhuǎn)化成電位器的電阻變化，經(jīng)過(guò)模數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，輸入給單片機(jī)，作為單片機(jī)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)目標(biāo)值。這種改造保證了既沒有破壞原車空調(diào)系統(tǒng)的功能，又增加了單片機(jī)