汽车空调自动控制系统设计
基于单片机的汽车空调控制系统的设计与实现-任务书
[5]郑震璇.基于PIC单片机的汽车空调控制器设计[J].机电技术, 2009,(2):37-40
六、备注
指导教师签字：
年 月 日
教研室主任签字：
年 月 日
四、设计（论文）进度安排
2011.3.1——2011.3.11查阅文献、撰写开题报告
2011.3.12——2011.3.27系统总体设计
2011.3.28——2011.4.13系统硬件设计
2011.4.14——2011.5.1系统软件设计
2011.5.2——2011.5.10系统测试
2011.5.11——2011.5.31撰写系统设计说明书
五、主要参考资料
[1]周翼翔.基于P87C522单片机的汽车空调控制系统[J].制造业自动化,2010,31(8): 151-153
[2]郭丽红,吴海涛.基于Atmega16的汽车空调系统设计与实现[J].长春理工大学学报,2007,30(3):77-80
[3]管劲浩.汽车空调参数自调整模糊控制的研究[J].汽车维修,2010,(10):21-23
毕业设计（论文）任务书
学生姓名
系部
汽车与交通工程学院
专业、班级
指导教师姓名
职称
副教授
从事
专业
计算机应用
是否外聘
□是■否
题目名称
基于单片机的汽车空调控制系统的设计与实现
一、设计（论文）目的、意义
汽车空调作为一种舒适性空调，不仅是人民生活水平提高的标志，也是提高汽车市场竞争能力的重要手段。随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，人们对空调车室的温度提出了更高的要求，这就使轿车空调的控制又面临着新的挑战。
基于STM32的汽车空调远程控制系统设计
85机械装备研发Research & Development of Machinery and Equipment基于STM32的汽车空调远程控制系统设计李 鑫1，2，张 钊1，黄 炯1，2，曾志嵘1，程 树1（1.江铃汽车股份有限公司，江西 南昌 330000；2.江西省汽车噪声与振动重点实验室，江西 南昌 330000）摘 要：汽车空调的远程控制可提前对车内温度进行调节，对提升驾驶舒适性和安全性具有十分重要的现实意义。
文章基于STM32F103单片机，设计了一种汽车空调远程智能控制系统，通过DS18B20温度传感器采集汽车温度值，并使用4G DTU 模块将采集到的温度值传递给远程服务器，手机App 通过与服务器通信远程控制汽车中空调的温度，进而实现汽车空调的远程控制。
关键词：汽车空调；远程控制；温度中图分类号：TM383.6 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2020）20-0085-02——————————————作者简介： 李鑫（1989—），男，江西赣州人，本科，助理工程师，研究方向：热管理空调系统建模与分析。
通信作者： 张钊（1990—），男，辽宁阜新人，硕士，助理工程师，研究方向：热管理空调系统建模与分析。
随着人们生活质量的不断提升，汽车成为人们出行的常用交通工具。
目前常见的汽车只能在车内进行空调控制，实现车内温度调整。
但在酷热的夏日或者是寒冷的冬日，进车再控制空调将大幅度降低驾驶的舒适性，同时影响驾驶员的心情，降低驾驶的安全性。
因此，研究汽车空调远程控制系统，对提升驾驶员舒适性、提高驾驶安全性具有十分重要的现实意义[1]。
针对汽车空调远程控制系统，目前已经提出了许多设计方案。
齐齐哈尔工程学院高淑婷[2]提出一种基于AVR 单片机的汽车空调远程控制系统，从设计方案、系统维护等方面对其进行了分析。
兰州交通大学刘亚利等[3]提出使用STC89C51单片机配合GSM 模块传输的方式进行空调远程系[4]提出使用LORA 通信模块，实现汽车车室[5]将STM32F103作为控TC35 GSM 模块实现汽车空调远程控制。
新能源汽车空调系统的设计
新能源汽车空调系统的设计随着环保意识的增强和对汽车污染的关注，新能源汽车的市场需求日益增长。
新能源汽车空调系统的设计是新能源汽车研发中的关键一环。
本文将介绍新能源汽车空调系统的设计背景、技术要求以及设计方案。
一、设计背景新能源汽车是以电能为动力的汽车，与传统燃油汽车相比，具有环保、高效、低能耗等优势。
由于电动汽车在行驶过程中无排放污染物，因此被视为解决交通领域污染问题的重要手段之一。
而空调系统作为汽车内部舒适性的重要组成部分，也需要满足环保、高效的要求，以适应新能源汽车市场的需求。
二、技术要求1. 空调系统电能消耗低：新能源汽车的电能是有限的，因此空调系统的电能消耗应尽量降低，以提高新能源汽车的续航里程。
2. 制冷效果好：空调系统应能在短时间内将车内温度降低到舒适的范围，以提高空调的使用体验。
3. 节能环保：空调系统在工作过程中应尽量减少对环境的影响，例如减少温室气体的排放。
4. 高效稳定：空调系统应具备稳定的性能和较高的制冷效率，以满足不同环境条件下的使用要求。
5. 智能化控制：空调系统应具备智能化的控制功能，能够实现自动调节、自动启停等功能，提高车辆驾驶的便捷性。
三、设计方案1. 采用节能制冷技术：可以选择采用变频压缩机、高效换热器等节能技术，减小空调系统的能耗。
2. 优化空调系统布局：通过合理布置风口和风道，使空调系统的制冷效果更均匀，提高通风效果。
3. 采用环保制冷剂：选择低温、低污染的制冷剂，减少温室气体的排放。
4. 设计智能化空调控制系统：通过传感器、控制器等智能化元件，实现空调系统的智能化控制，例如自动启停、温度调节等功能。
5. 优化空调系统散热结构：通过优化散热结构，提高空调系统的热排放效率，减少热量积聚。
四、总结新能源汽车空调系统的设计需要考虑到其与电能供应的关系、制冷效果、节能环保等方面的要求。
通过采用节能技术、优化布局、采用环保材料等手段，可以提高新能源汽车空调系统的性能和舒适度，满足市场需求。
基于单片机的汽车空调控制系统设计
图 ２ Ｐ １０ 热 电阻 温度测 量 电路 ｔ０ ０ 热 电阻是 中低 温 区最常 用 的一种 温度 检测器 。它 的主 要特 点是测 量精 度 高， 能 稳定 ， 用 寿命 长 。其 中最 常 用 的 是铂 丝 。其 原理 图 如 图 ３ １ 所 性 使 ． 示 。热 电阻 Ｒ ｔ与三 个 电阻 接成 电桥 。当温 度 变化 时 ， 得运 算 放大 器 的 同 使 相输 入端 的 电位发 生变化 ， 经过运 算放 大器 放大 之后输 入 到 Ａ ｍｇ ｌ ｔ ｅａ６单片 机 进行 ＾ 转 换 。由于 单片机 采 用 ５ Ｄ Ｖ电压作 为 Ａ Ｃ的参 考 电源， 电桥 在温 度 Ｄ 而 变化 为Ｏ １０ 时， 出电压 范围为Ｏ ． Ｖ所 以确 定运算 放大 电路 的放 大 ～ ０ 。Ｃ 输 ～Ｏ７ 。 倍数 为 ７ 以获 得最 佳 的测 量 结果 。 ，
２ ０１ ０ ．
图 １ 控 制 系统．
［］沈 文． Ｖ 单 片机 Ｃ 言开 发入 门指导 ．０ ３ ３ ＡＲ 语 ２０． ［］任文 辉， ４ 林智群 ， 佩夫 ． 彭 用单 片机 对实 验室恒 温控 制系统 的设计 ． 大
学物 理， ０ ５ ２０ ．
图 ３ 制 冷 原理 图
舛 封 懂 ｌ Ｑ７７
２ ２ 控制 电路 ．
当温度大 于设定 温度 时， 单片机 发 出指令。 鼓风 机， 电磁离合器 的继 电器 吸 合， 开始 工作 。 压缩 机 吸入从 蒸 发器 出来 的低温低 压 的气态制 冷剂， 经压 缩， 制 冷 剂的温度 和 压力升 高， 被送入 冷凝 器 。在 冷凝器 内， 并 高温 高压 的气态 制冷 荆 把热量 传递 给经过 冷凝 器 的车外 空气 而液化 ， 变成液 体 。 态制冷 剂流 经节 液 流 装置 时， 度和 压力 降低， 温 并进 入蒸 发器 。 蒸发器 内， 在 低温低 压的 液态制 冷 剂 吸收经 过蒸 发器 的车 内空气 的热量 而 蒸发。 变成 气体 。 气体 又被压 缩机 吸入 进 行下一 轮循 环。这样 ， 过 制冷剂 在 系统 内的循环 ， 通 不断吸 收车 内空气 的热 量 并排到 车外 空气 中， 车 内空气 的温度 逐渐 下 降 。 使 ３ 取暖 采 暖 系统 是 由暖 风 散热 器 、暖 水 阀和 步进 电机 、 电动 调 节 阀组成 。由 于汽 车行 驶 时发动 机 产生 大量 热量 ， 动机 冷却 水通 过暖 水 阀流入 暖风 散热 发 器， 从而 升 高通过 暖风 散热 器的空 气 。当车 内温度低 于 设定温度 时， 单片 机发 出指 令使步进 电机开 始工作 ： 进 电机 通过控 制 电动 调节阀 的开度从而 使冷却 步 水 的流 量 达 到 适 应 值 。 结 语 汽 车空 调控制 系统 主要通 过安装 在 车 内不 同位 置的各种 传感器 对所 需要 的控 制参数 进行采 集 ， 过 ＡＤ转换 成数字 量送 入微 处理器 ， 经 ／ 然后根据 检 测的 数据 和设 定值 进行 处 理后 ， 通过 控制 汽车 空 调系 统 内风机 、蒸发 器 、压缩 机 的 驱动模 块 来改 变 各个控 制 对 象的 状态 。 从而 实现 对汽 车 室 内温 度 的调 节 。 参 考 文 献 ［］ 马潮． ｔ ｅａ 原 理及应 用手 册 ［］ １ Ａ ｍｇ ８ Ｍ 北京 ： 华大 学出版 社， ０３ 清 ２０ ． ［］ 何希 才， 永毅 ． 感 器及其 应用 实例 ［］北 京 ：机械工 业 出版 社 ， ２ 薛 传 Ｍ．
汽车空调系统控制
汽车在不同运行情况下既满足发动机的 要求，又保证空调系统的正常工作。
控制作用内容及装置
发动机怠速控制装置 加速断开装置
空调的怠速调节控制
怠速时开空调的问题
对发动机不利
负荷重，可能熄火
对空调不利
冷凝器风扇转速太低，散热差，温度压力均较高 压缩机转速太低，制冷量小，开动时间长
作用：起保护作用。当冷凝器故障、冷凝压力 异常上升时，接通冷却风扇高速挡或切断离合 器电路，以降低冷凝温度压力
压力控制范围： 高压＞1.6MPa时接通冷凝器风扇高速档 高压＞3.2MPa时断开压缩机离合器 （具体数值与车型有关）
低压开关
可能安装在高压回路或低压回路，作用 不同
安装在高压回路中的低压开关
送风方式伺服电机
通风系统图
冷气最足伺服电机 冷暖混合伺服电机
进气伺服电机
新风门
内循环
LS-400空调的伺服电机动作控制
伺服电机：带减速机、惯性小、响应 快。信号电压控制转动角度
以送风方式伺服电机为例：5个位置
LS-400空调伺服电机控制举例
送风方式伺服电机动作（一）
当伺服电机转动时位置开 关活动触点随之移动。
LS-400空调的温度控制
传感器信号
包括室温、车外、蒸发器温度、水温、 阳光等传感器信号
除阳光传感器（光敏二极管）外，其它 都采用半导体热敏电阻元件
LS-400空调的温度控制
温度控制方案 Tao=a·Tset-b·Tr-c·Ta-d·Tb+e
其中 Tao：所需送风温度，计算结果若： Tao ＞0：升温；Tao ＜0：降温 Tset：设定温度（期望值） Tr：车内温度 Ta：车外环境温度 Tb：光照传感器信号数据 a、b、c、d、e：系数
汽车空调--自动温度控制
朱明工作室
zhubob@
图9
授人以鱼不如授人以渔
阳光传感器
朱明工作室
zhubob@
4.蒸发器温度传感器 常安装于蒸发器翅片里，检测蒸发器的表面温度。 按作用分：作为压缩机电磁离合器工作时间的主要信 号；作为蒸发器的除霜主要信号两类。采用负温度系 数热敏电阻。如图 10。
o
授人以鱼不如授人以渔
第二讲
自动空调系统的结构与原理
朱明工作室
一、汽车自动空调系统的组成与原理
zhubob@ 由制冷系统、取暖系统、送风系统、电子控制系统 组成。 1.制冷系统 压缩机将来自蒸发器低温低压的制冷剂气体，压缩 为高温 高压的制冷剂气体，再送冷凝器冷却为中温高 压的制冷剂液体，又流经储液干燥瓶，按制冷负荷的需 求，将多余的液体制冷剂储存，被干燥后的制冷剂液体 在膨胀阀（由感温包制冷剂状态决定阀口大小）节流降 压，形成雾滴状的制冷剂在蒸发器大量蒸发、吸热，使 蒸发器外表面温度下降（鼓风机带动空气流过蒸发器， 这些空气大部份热量传递到蒸发器而变为冷空气，再送 至车内），吸热后制冷剂在压缩机进气口的负压作用下， 被吸进压缩机气缸，制冷剂进行下一循环，而鼓风机出 风口连续得到冷空气。如图1。 授人以鱼不如授人以渔
授人以鱼不如授人以渔
朱明工作室
zhubob@
4.鼓风机继电器及晶体管 在电子控制单元指令下，鼓风机实现连续变速、最 高转速的转换。 5.压缩机继电器 在电子控制单元指令下，控制压缩机工作时间。 6.暖水阀伺服电动机 在电子控制单元指令下，控制暖水阀的开度。暖 水阀也可受控混合风门伺服电动机空调自动控制系统
朱明工作室
zhubob@
自动空调系统检测车外温度、车内温度、太阳辐射 强度等 信号，依据驾驶员所定的温度，自动进行温度控制、鼓 风机控制、进气控制、风口气流方式（分配）控制、压 缩机控制，使车内温度保持在设定范围、风口气流方式 及速度满足预设。
汽车空调自动控制算法方案
PID控制器结构
PID 控制器的控制律
()
= × + × න + ×
汽车空调制冷自动控制器设计
汽车空调制冷自动控制器设计
蒸发器温度自动控制
汽车空调制冷自动控制器设计
送风温度自动控制
汽车空调制冷自动控制器设计
车内温度自动控制
2.控制器：在自动控制系统中，控制器的设计成为控制律的设计，设指令
与反馈值的差（误差）为e，那么一般情况下，控制器输出u=f(e,t)，即控
制律是误差与时间的函数；
3.执行机构：执行机构指的是能够根据控制器的输出，从而改变流入被控
对象的物质或能量，使之能适应控制对象的负荷变化，达到控制目标；
4.被控对象：所要控制的机器、设备或者装置。把所要控制的运行参数叫
制器、基于模型的控制器。在工程中，许多被
控对象的数学模型很难获取，即使得到，其精
度也难以保证，因此，工程中最常用的控制器
为无模型控制器，主要有PID控制器、ADRC控
制器以及无模型自适应控制器。其中，PID控制
器占据了所以控制器近9成的市场。
PID控制器
PID控制器结构
P:误差的比例控制，常用Kp表示，
做被控量；
5.测量单元：检测被控量的实际，并将其转换为标准的统一信号，该信
号叫被控量的测量值。
PID控制器结构
在控制理论中，控制器种类繁多，以单
一型控制器举例，主要有PID控制器、ADRC控
制器、自适应控制器、最优控制器、模糊控制
器等等。
其中，根据是否需要被控对象精确的数
学模型，可将上述控制器分为两类，无模型控
基于单片机技术的汽车空调控制系统的设计
汽 车空调 的 主要功 能是 为驾乘 人员 提供舒 适 的车 内环境 。随着 人们对 汽 车乘驾 环境舒 适 性要求 的 不 断 提高 ，智 能 、高效 的汽车 空调 己成为 各 汽车厂 家提高 其市 场竞 争力 的着力 点 。传 统 的汽车 空调 采用 手
动 控制 ，其 功能简 单 、稳定控 制精 度低 ｎ 。单片 机技 术 在 汽 车空 调 控制 领 域 的使 用 ，提 高 了智 能 化 水 平 、简 化 了用户 的操作 。为 此 ，笔者 以 Ｐ Ｃ ６ Ｉ １ Ｆ单 片机为 核心 部件设 计 了汽车 空调控 制 系统 。
的测量 。首先热敏 电阻器把 温 度 的变 化转 换 为
１ 系统 主 要 功 能
汽车 空调控 制 系统应 具有 如下 主要功 能 ：①手 动控制 功能 。系统 具备 进风模 式 、 出风 模式 的手 动选
择功 能及 手动 强制制 冷 和强制 制热 功能 ，以供 驾乘 人员根 据实 际情 况进行 选择 。② 自动 温度 、风速 调节
功能 。该 系统 能根 据温度 的设 定值 自动 控制各 风 门开度大 小 、鼓风 机风速 及压 缩机 的启停 以调节 车 内温 度 ，既保 证舒 适性 也节 省 了能 耗 。③实 时显示 功 能 。该 系 统 的 Ｌ Ｄ能 够 实时 显 示 车 内外 实 际温 度及 温 Ｃ
ｄ ｉ ０ ３ ６ ／．ｓ ｎ １ ７ — ４ ９ ２ １ ． １ ０ ０ ｏ ：１ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ６ ３ １ ０ ． ０ ２ Ｏ ． ４
基 于 单 片 机 技 术 的 汽 车 空 调 控 制 系 统 的 设 计
黄 俊 ， 翁惠辉 （ 长江大学电子信息学院， 北荆州４４２） 湖 ３ ３ ０
度 的设定 值 、风速 等级 、控制 器工 作模 式等 实时信 息 ，以方 便 驾乘 人 员 了解 当 前 汽车 空调 的运 行情 况 。
汽车自动空调系统
2. 自动控制 通过调整功率晶体管基极电流来控制到送风机马达的电 流。根据内部温度和设置温度之间的差距，用TAO的值 连续控制送风机速度。
3. EX- HI继电器控制 当需要最大鼓风时，EX - HI继电器直接使马达接地。由 于此继电器避免了功率晶体管产生的电压损失，"节 省"的电压可以用来产生最大的送风机速度。
(1/1)
.
传感器
1. 内部温度传感器 (1) 结构 内部温度传感器使用热敏电阻并安 装在带有通风口的以表盘处。此通 风口利用送风机鼓风，吸入车辆内 部空气以便检测内部平均温度。 (2) 功能 它检测内部温度，把它用作温度控 制的基础。
2. 环境温度传感器 (1) 结构 环境温度传感器使用热敏电阻并安 装在冷凝器的前面。它检测外部温 度。 (2) 功能 它检测外部温度，即用来控制由外 部温度波动所引起的内部温度波 动。
提示: 当气流调节开关从FACE移到DFF时 当气流调节开关FACE调到DFF时,输入A 是1（因为电路开路），输入B是0（因为 接地回路接通）。因此，输出D是1，输 出C是0，电流从D 到C流经马达。当马达 开始转动且动触点B脱开与DFF的接触 时，由于电路被开路，输入B将是1。结 果，输出C和D两者均为0，到马达的电流 被切断，马达停止工作。 (3/3)
组件
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基于单片机的汽车空调控制系统方案设计书1
1.1 论文背景及意义汽车空调作为一种舒适性空调，不仅是人民生活水平提高的标志，也是提高汽车市场竞争能力的重要手段。
随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，人们对汽车空调的温度控制性能提出了更高的要求。
国外一些大汽车公司的高档汽车上纷纷装有全自动的空调系统，而国内大部分高档汽车的空调控制器是进口的，目前还没有自主开发的具有自主知识产权的汽车空调自动控制器。
总体来看，我国目前汽车空调系统的电子化程度较低，大多数仍采用手动控制或简单的位式控制。
手动控制一方面会出现车内温度与乘员舒适要求相差很大，不能满足舒适性和节能性的要求；另一方面容易分散驾驶员的注意力，降低行车的安全性。
手动控制己成为汽车空调进一步发展的瓶颈问题。
而国外一些高档汽车上已经配有全自动汽车空调系统，并且对这些先进的技术率先申请了专利，对知识产权进行了保护，因此无法破解其核心技术，这样就形成了引进-落后-再引进-落后的恶性循环，严重阻碍了我国汽车工业的发展。
随着我国加入WTO 和全球贸易大市场的形成，国外先进的汽车空调控制技术对国内汽车工业造成很大的冲击和压力，汽车工业又面临着新的机遇和挑战。
我们只有自主开发适合我国交通、气候的汽车空调全自动控制器，形成具有自主知识产权技术，制订出汽车空调控制器的产品标准，才能提高我国汽车工业整体水平，否则就会在竞争中失败，因而加紧汽车空调全自动控制系统的研究势在必行。
目前，我国汽车保有量己超过1亿万辆，汽车年产量约18000万辆，汽车空调市场有着广阔前景。
而现在进口汽车空调控制器的价格较高，而实际的生产成本较低，随着人民生活水平的提高和汽车工业的发展，全自动控制的空调汽车由于具有较好的舒适性和节能性以及方便驾驶员操作等优点将会越来越受到人们喜爱，因而我们必须不失时机地抓住这个机遇，自主开发研制先进的汽车空调控制系统，不仅会产生巨大的经济效益，而且对我国的经济建设，汽车工业的发展都具有促进作用。
在对全合一空气混合型的汽车空调系统进行调研的基础上，通过模糊控制策略和软硬件系统的研究，设计出汽车空调全自动控制系统中的核心部分智能温控系统。
毕业设计_基于AVR单片机的汽车空调控制系统
基于A VR单片机的汽车空调控制系统摘要：A VR单片机功能强大，用A VR单片机开发各种控制系统只需很少的外部器件就可以实现强大的功能。
本文介绍的就是利用Atmega16、CodeVisionA VR C开发环境、Proteus仿真软件开发汽车空调自动控制系统。
关键字：A VR单片机、空调自动控制、CodeVisionA VR C、Proteus仿真1前言Atmega16是美国A TMEL公司的高档8位单片机，采用Flash存储器，可以擦写10000次以上、内部集成PROME2、四通道PWM、集成8路10位精度ADC、片内经过标定的RC振荡器、采用精简指令集，具有32个通用工作寄存器，具有只需两个时钟周期的硬件乘法器，运算速度快等。
由于其集成度高、处理速度快，使得利用A VR 单片机进行系统开发只需很少（甚至没有）的外部器件即可实现强大的功能，逐渐在各种场合得到广泛应用，取代其它8位单片机。
利用它来开发汽车空调控制系统，只需热电阻、液晶显示模块和一些继电器及其驱动芯片即可实现。
2工作原理本系统可以分为五大部分：热电阻温度采集、运行状态显示、继电器控制、键盘输入、风向步进电机控制。
2.1热电阻温度采集热电阻传感器以其温度特性稳定、测量精图1 Pt1000热电阻温度测量电路度高的特点，在大型中央空调得到了广泛的应用。
采用Pt1000热电阻作为温度传感器的测量电路原理图如图1 所示。
热电阻Rt与三个电阻接成电桥。
当温度变化时，使得运算放大器的同相输入端的电位发生变化，经过运算放大器放大之后输入到Atmega16单片机进行AD转换。
由于单片机采用5V电压作为ADC的参考电源，而电桥在温度变化为0～100°C时，输出电压范围为0～0.7V，所以确定运算放大电路的放大倍数为7,以获得最佳的测量结果。
运算放大电路的电阻按以下公式确定：71045==iuuRR＋456//RRR=取Ω===860,1,6645RkRkR。
汽车全自动空调控制系统的构造与工作原理
半自动空调系统与手动空调 系统的差别不大，其主要不同 是半自动空调系统采用程序装 置、伺服电机和控制模块。
汽车全自动空调控制系统的构造与工作原理
2. 全自动空调
除了用了半自动空调系统中所用的传感 器之外，全自动空调系统还利用发动机冷 却液温度、车速和节气门位置等传感器的 信号。全自动空调系统或许还用了发动机 冷却液温度闭锁开关。
现代微型计算机自动空调的执行器已不再使用电磁真 空阀和真空电机操纵各个风门。
汽车全自动空调控制系统的构造与工作原理
1）传感器
传感器信号的种类有以下几种。 （1）驾驶员面板设定的温度信号和功能选择信号。 （2）车内气温传感器、车外温度传感器、阳光传感 器等各种传感器输入的信号。 （3）空气混合风门的位置反馈信号。 宝来轿车自动空调传感器在车上的安装位置如图11-5 所示。
（三）素质目标
（2）把握问题的关键，寻 求解决办法。
（3）扩展相应的信息收集能力。
（1）通过此次任务的学习， 能够做到安全文明操作。
汽车全自动空调控制系统的构造与工作原理
二、 信息收集
（一）汽车空调供暖装置
目前，自动空调已作为中高档轿车的标准装备 之一，在湿热多雨的南方地区，空调的使用频率 很高，由此而带来一系列的问题。例如，如何正 确使用自动空调，如何延长自动空调的使用寿命 ，如何减少及避免故障发生，如何快速检修自动 空调故障等都是很值得探讨的问题。
汽车全自动空调控制系统的构造与工作原理
1. 汽车自动空调的控制面板
汽车自助空调控制面板在 任务二中已经介绍，在此不再 赘述。
汽车全自动空调控制系统的构造与工作原理
图11-4 帕萨特B5 GSi轿车自动空调控制系统
汽车全自动空调控制系统的构造与工作原理
本科毕业设计---汽车空调控制系统设计
实训报告实训项目名称汽车空调控制系统所属课程名称实训实训日期2015年1月5日~1月16日专业电子信息工程班级电信12-1班学号姓名成绩工程实训【实践目的及要求】（1）学习怎样使用keil4以及AltiumDesignerSummer9软件；（2）学习设计汽车空调系统；（3）在设计过程中，完成如何利用软件实现仿真；（4）基于AT89C52控制3相6拍步进电动机，压缩机，4X4键盘，LCD 显示，DS18B20温度传感器，风机调速模块、鼓风机来实现汽车空调智能控制【实践原理】汽车空调系统是应用于汽车上的普遍的一个系统，而本次实训的目的就是实现汽车空调系统的基本功能，由于条件有限本次实训只是做出了一个基本的模型，他的基本原理是基于AT89C52芯片控制4X4按键、控制步进电机和鼓风机的制冷制热过程，读取安装在车内、车外和蒸发器上的三个DS18B20温度传感器的实时感应三点温度，传到LCD显示车内外温度。
通过LCD显示的菜单内容来进行“制冷”、“制热”以及“自动调节”和“返回”来自己或者自动控制汽车室内温度。
（一）、AT89C52的基本功能和参数指标AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。
具体见图1。
图1 AT89C52单片机汽车空调系统的主要模块有4X4键盘、LCD显示、DS18B20温度传感、3相6拍步进电机、压缩机以及风机调速模块控制下的鼓风机等，下面介绍上述各模块。
1.4X4键盘4X4键盘的“5”“6”“7”“8”分别控制“制冷”“制热”“自动”“返回”。
“1”对应“目标温度”即自己想要达到的温度。
“2”和“3”则是对应目标温度的加减。
具体见图2图2 4X4键盘模块2.LCD显示车内、车外和蒸发器上的三个DS18B20温度传感器的实时感应温度通过芯片显示在LCD上，还有我们根据实时温度需要做出一系列的操作，我们的操作指令也会显示在LCD上。
基于单片机的汽车空调控制系统的设计与实现
关键词：汽车空调；温度；自动控制；单片机；步进电机
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ABSTRACT
With the rapid development of the domestic automotive industry, automobile air conditioning more and more attention to vehicle manufacturers. Domestic cars are now commonly used in automobile air conditioning controller, manual mechanical control, far behind international standards, limiting the development of the automotive industry. This article focused on how the process and in theory more accurate and more sensitive, faster, more timely and more economical to obtain the required signal acquisition, and the controlled variables can be measured and controllable. The paper illustrates the type and use of sensors, the introduction and application of microcontroller, stepper motor selection, the selection and use of the display. And on the part of contact and minimum system consisting of specific programmed microcontroller and application. Control of the bench as a microcontroller as the core of the development board stepper motor driven expansion of the circuit, subject to control in real time, reliability, and communication bandwidth, we propose a distributed control system using the program, first take the various parts out study design, in the end together. Greatly reduces the difficulty of the initial design to facilitate the presentation finished, gaining the upper hand to control the real-time. Test equipment based on virtual instrument design and testing to provide a high level of test instruments, can be developed to improve the quality of automotive air conditioning, automatic control system upgrade.
汽车自动空调电子控制系统设计
2012.12MC33905实现，集成CAN 收发器、LIN 收发器、2路LDO 等。
(2)环境采样及调试电路：围绕MC9S12G240实现，包括温度、湿度、光强、空气质量等，由相应的采样电路转换成模拟电压或PWM 占空
码式LCD 输出。
(4)鼓风机控制电路：采用直流无刷电机，使用反电动势检测(无传感器)的控制方法。
控制电路包括死区控制电路、PWM 产生电路、硬件保护电路及采样调理电路等。
汽车自动空调电子控制系统设计
Design of Vehicle Automatic Air Conditioner Electronic Control System
施长浩 陈鹏 刘振 飞思卡尔半导体中国区技术中心微控制器方案部
图1 控制板系统框图
图2 驱动板系统框图2365Copyright©博看网 . All Rights Reserved.。
汽车自动空调构架及控制算法
外温处理逻辑
1、某美资公司方案 2、某日资公司方案 3、综合方案 4、一些Knowhow
某美资公司方案
1、初始化 2、上电取值 ①水温 - 当前采集外温<5℃，则说明水温影响几乎无，初始化温度采用事实值 ②水温 - 当前采集外温>50℃，则说明水温对环境热辐射影响很大，初始化温度采用记忆值 ③在两者之间，说明水温对环境温度热辐射有影响，但丌是很大，
控制输出及显示输出
模式风门控制是无极的，但是模式显示只有5种，需要迚行缓冲以免波动 具体设置值需要根据HVAC的角度、反馈电压来确定，并迚行标定
风量控制模块
风量控制模块
风量控制模块
输入
输出
如果TAO_Dr=LO，VM_Base_Dr=31 如果TAO_Dr=HI，VM_Base_Dr=31 如果TAO_Pa=LO，VM_Base_Pa=31 如果TAO_Pa=HI，VM_Base_Pa=31 除此之外，根据以下MAP 表来迚行插值。 备注：本算法中风量分为31 个档位，因此31 代表着最大风量。
自动空调构架及控制算法
2018-9-3
1、自动空调软件构架（应用层） 2、车外温度传感器处理逻辑 3、其余辒入信号处理模块 4、空调人机状态迁移模块设计 5、温度风门控制模块设计 6、出风模式控制模块设计 7、风量控制模块设计 8、内外循环控制模块 9、压缩机控制模块设计
自动空调算法构架
外温处理算法
SW
0 5 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100
SWd2SWFeet 0 4 8 13 35 50 62 67 72 77 82 90 100 100
出风模式模块
出风模式模块
出风模式模块
汽车空调控制器设计规范
汽车股份有限公司空调控制器设计规范——供新开发项目设计参考参考标准录一、引言 (4)1.1概述 (4)1.2空调控制器的分类 (4)二、空调控制器开发流程 (4)2.1控制器开发过程中各节点输出物 (4)三、机械设计方面 (6)3.1面板材料的选择 (6)3.2固定结构的设计 (6)3.3旋钮设计 (8)3.4按键的设计 (11)四、电器设计方面 (15)4.1接插件的选型原则 (15)4.2背光定义 (16)五、软件控制方面 (17)5.1空调开机功能 (17)5.2空调关机功能 (17)5.3前除霜关联压缩机功能 (17)5.4自动控制器标定 (17)六、总结 (18)一、引言1.1概述本文是基于我司空调控制器设计开发而做的总结，旨在对后续新项目空调控制器开发提供建议和参考。
本文件为持续更新的文件，后续不断进行完善，希望为空调控制器产品工程师开发有所用。
1.2空调控制器的分类1.2.1按功能分前控制器和后控制器，前排控制器安装在IP中控部位，为前排乘客操作使用；后控制器安装在副仪表板上，为后排乘客操作使用。
1.2.2按自动化程度分手动控制器、电动控制器、自动控制器（单区、多区）。
手动控制器是用旋钮带动硬（软）拉丝直接控制HVAC风门；电动控制器用按键或旋钮操作，从PCB板输出电信号控制HVAC风门执行微电机；自动控制器是在电动控制器基础上增加AUTO按键功能有设置信息显示界面。
1.2.3按结构分按键式：普通按键位亚比插式和Rubber式）和翘板按键；旋钮式：外旋式（旋钮外圈转动，中间不动）和内旋式（旋钮内外一个整体，一起转动）。
本文主要针对电动可调控制器和自动空调控制器进行总结。
二、空调控制器开发流程2.1控制器开发过程中各节点输出物备注：◎表示必须做■表示可选做。
编制日期：编者：版次：（00）页次：-6/18-三、机械设计方面1.1.1材料的选择材料的选择主要从使用性能、工艺性能、经济性方面考虑，选型时考虑零部件的使用物理性能、力学性能、化学性能。
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:汽车空调自动控制系统设计摘要随着现代汽车技术的发展，汽车的空调技术已经很发展的成熟，可是随着社会的进步，人们对舒适性的要求也越来越来高了。
由于人们的要求提高了，从而反应出现代汽车空调系统的几大缺点，需要进行改进。
本设计就是根据几大缺点进行的改进设计，设计提供一种8位单片机为控制核心的汽车自动控制系统。
本文针对现代汽车的不足之处进行改进，采用8位单片机为核心，以数字温度传感器、车速传感器、发动机转速传感器作为测量元件，并实时监测、显示车内温湿度、车速和发动机转速，通过控制电路的通断来达到对汽车空调自动控制功能。
另外本文还加了一个延时电路，来控制风扇后关闭。
本文还阐述了汽车空调及系统的组成及原理，并完成总体硬件设计和软件的编写。
关键词：汽车空调自动控制, 单片机, 传感器，…【目录`1 绪论 (1)1．1 课题来源及产生背景 (1)1．2 课题研究的目的及意义 (1)1．3 课题研究的主要内容 (1)1．4 本课题的主要任务 (1)2 汽车空调及空调自动控制系统的概述 (2)2．1 汽车空调的概述 (2)2．2 汽车空调自动控制系统的工作原理 (3)^3 汽车自动控制系统的总体设计方案 (4)4 汽车空调控制系统的设计原则 (4)5 主要设计硬件的选择 (5)4．1 单片机AT89S52 (5)4．1．1 主要性能 (5)4．1．2 功能特性描述 (5)4．1．3 引脚结构 (6)'4．1．4 方框图 (9)4．2 数字温湿度传感器DHT11 (11)4．2．1 DHT11的概述 (11)4．2．2 传感器性能特点 (11)4．2．3 DHT11的特点 (12)4．2．4 串行接口(单线双向) (12)4．3 车速传感器 (14)6 系统的软件的选择.。
16)主程序的设计及流程图.。
177 系统的调试.。
22系统硬件调试.。
24系统软件的调试.。
257.2.1个功能子程序的调试.。
257.2.2 系统软件流程的调试.。
25对整个程序的调试.。
258，总结。
26￥2728291 绪论：课题产生的背景随着人们生活水平的提高，汽车的消费量也在与日俱增，人们在购买汽车的同时对汽车的舒适可靠性提出了更高的要求，空调作为汽车的重要部件，它的好坏直接影响到整车的性能和舒适。
虽然现代汽车空调技术已经比较成熟完善了，可不免还是有些不足之处，针对这一些不足之处而提出一些改进方案。
基于单片机的实用性和可靠性，再加上它的体积小等特点，已被广泛用于生活中的各个领域，而且得到了大家的肯定和认同。
在近几年单片机技术已经发展的很成熟，因此，本文采用单片机为核心来设计汽车空调自动控制系统。
课题研究的目的及意义汽车空调的作用大家都知道，尤其是随着地球的气温逐渐变化无常，人们对空调的需求也越来越迫切，随着人们的生活水平的提高，对空调的要求也越来越高。
本课题是基于提高汽车的舒适性，采用单片机为核心的控制系统，对现有空调系统的一些不足进行改进。
目前汽车对中国这个发展中国家而言只是在发展初期，还未达到顶峰，而汽车空调是汽车上重要的组成部分，都具有很大的发展空间，所以笨课题的研究很具有经济意义。
课题研究的主要内容1.利用延时电路使空调制冷系统先关闭，风扇继续工作，这样可以使空调通气道吹干，减少细菌的滋生。
2.停车自动关闭空调系统。
利用单片机配合车速传感器和发动机转速传感器进行实时监测车速和发动机转速，使停车之前空调系统自动关闭。
3.《4.自动控制车内温湿度并自动开断系统。
利用单片机配合数字温湿传感器对车内温湿进行实时监测，当温度达到设定值范围之内，系统会自动关闭，少于这个范围时会自动打开，这样会减少功率的输出，使它更经济。
本课题的主要工作1.对汽车空调及空调系统的简单阐述。
2.对本课题要用的主要部件功能进行简单介绍。
3.具体对汽车空调系统的硬件电路和软件进行设计。
2 汽车空调及空调自动控制系统的概述—汽车空调的概述汽车空调技术是随着汽车的普及和高新技术的应用而发展起来的。
汽车空调技术的发展经历了由低级到高级，由单一到多功能的五个阶段。
第一个阶段，单一取暖。
第二个阶段，单一制冷。
第三个阶段，冷暖一体化。
第四个阶段，自动控制。
第五个阶段，微机控制。
完善的汽车空调系统一般由制冷系统、取暖系统、配气系统、电器控制系统四大部分组成。
制冷系统由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、冷凝器散热风扇、制冷管道、制冷剂等组成。
取暖系统由加热器、水阀、水管、发动机冷却液组成。
配气系统由进气模式风门、鼓风机、混合气模式风门、气流模式风门、导风管等组成。
电器控制电路包括点火开关、A/C开关、电磁离合器、鼓风机开关及调速电阻器、各种温度传感器、制冷剂高低压力开关、温度控制器、送风模式控制装置、各种继电器。
!汽车空调自动控制系统的概述手动控制的空调系统，它只按驾驶员所设定的鼓风机转速去运转，压缩机的通与断动作变化只按驾驶员所设定的温度去动作。
它不能依据车内外温度的变化对冷气负荷作出任何任何修正动作。
配气系统各个风门位置的变化也是由面板功能键通过拉索与风门刚性连接完成。
为了减轻驾驶员的负担，避免手动调节麻烦，现代汽车安装了空调自动控制系统。
它能根据驾驶员所设定的温度不断监测车内的温度、湿度等，自动调节鼓风机转速，保持车内温度在设定范围内，有些还可以进行进气控制，气流方式控制和压缩机控制等。
压缩机将气态制冷剂压缩成高温高压的制冷剂气体后排出压缩机；高温高压制冷剂气体经管路流入冷凝器后，在冷凝器内散热、降温,冷凝成高温高压的液态制冷剂流出；高温高压液态制冷剂经管路进入干燥储液器内，经过干燥、过滤后流进膨胀阀；高温高压液态制冷剂经膨胀阀节流，状态发生急剧变化，变成低温低压的液态制冷剂。
低温低压液态制冷剂立即进入蒸发器内，在蒸发器内吸收流经蒸发器的空气热量，使空气温度降低，吹出冷风，产生制冷效果，制冷剂本身因吸收了热量而蒸发成低温低压的气态制冷剂。
低温低压的气态制冷剂经管路被压缩机吸入，进行压缩，进入下一个循环，只要压缩机连续工作，制冷剂就在空调系统中连续循环，产生制冷效果；压缩机停止工作，空调系统内制冷剂随之停止流动，不产生制冷效果。
3 汽车自动控制系统的总体设计方案采用温湿传感器对车内的温湿度进行采集，然后将采集的数据通过数字传感器进行处理，再送入单片机进行处理，用液晶显示器把车内的温湿度显示出来，驾驶员可以通过按键把温湿度设置在一定范围内，经过单片机进行控制，实现空调系统的自动控制。
此方案使用的是数字温湿传感器精度较高，而且连接简单，LED的显示的内容较多，并减少了很多I/O接口。
4 汽车空调控制系统的设计原则…由于汽车空调工作在一个特殊的环境中，空调系统又工作在一个复杂的电磁环境中，所以设计要符合以下原则：1.可靠性。
在任何系统中都要保证这个原则，根据环境在设计的时候，通过硬件软件的设计，尽量不让系统受到干扰。
进行屏蔽设计或者数字滤波等。
2.控制的准确性。
系统要根据几大传感器的信号来确定系统的工作状态，所以需要信号的准确性，避免控制偏差。
3.响应的快速性。
系统响应的快慢决定其工作效率的好坏。
4.可维护性。
系统的设计要尽量简易方便，以尽可能少的原件实现多功能的控制，避免原件的多而带来的维护不方便。
（5 主要硬件的选用单片机AT89S524.1.1 主要性能与MCS-51单片机产品兼容8K字节在系统可编程Flash存储器1000次擦写周全静态操作：0Hz～33Hz…三级加密程序存储器32个可编程I/O口线三个16位定时器/计数器八个中断源全双工UART串行通道低功耗空闲和掉电模式掉电后中断可唤醒看门狗定时器&双数据指针掉电标识符4.1.2 功能特性描述AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
}4.1.3 引脚结构& }4.1.4 方框图VCC：电源GND：地P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。
对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。
在 flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。
程序校验时，需要外部上拉电阻。
[P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。
对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（I IL）。
此外，和分别作定时器/计数器2的外部计数输入（T2）和时器/计数器2的（T2EX），具体如下表所示。
在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。
能驱动4 个TTL 逻辑电平。
对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（I IL）。
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2 口送出高八位地址。
在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。
在使用8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。
在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。
对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（I IL）。
P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下位。
看门狗计时完成后，RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。