汽车空调控制系统设计说明

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、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显示车外温度。通过LCD 显示的菜单容来进行“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、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。由于ADS库没有LCD显示的器件，所以在这里我用LED的显示来代替。具体见图3。

图3 LCD显示模块

3.DS18B20温度传感器

我们要根据车的温度来判读是否达到我们究竟是要“制冷”还是“制热”，就需要有数据。我们在车、车外和蒸发器上各有DS18B20温度传感器。收集实时温度数据。具体见图4。

图4 DS18B20温度传感器模块

4.3相6拍步进电动机

步进电动机主要是控制风门的开关，按照一定频率来进行风量的控制。具体见图5。

图5 3相6拍步进电机模块

5.压缩机

给高低电平控制压缩机工作与否，压缩机开启进行制冷模式，关闭进行制热模式。具体见图6。

图6 压缩机模块

6.风机调速模块、鼓风机。具体见图7。

图7 风机调速模块、鼓风机模块

(二)、实验的具体操作：

1.程序调试：打开Keil uVision4软件里的汽车空调主程序，编译，看程序是否有误。如图10所示。

图10程序调试

2.连接器件，如图11所示。

图11器件连接

3.打开烧录软件，将写好的程序下载到电路板当中。如图12所示

图12 烧录软件

4.上电。显示空调系统的初始菜单。如图13所示。

图13 初始菜单

5.点击按钮，让空调温度达到自己的所设定的界限温度。如图14所示。

图14 设置温度

6.此程序也可以手动调节制冷和制热，点击之前程序的“制冷”选项，鼓风机、压缩机转动，LCD显示目标温度以及当前温度。如图15所示。

图15制冷模式

7.点击“制热”按钮，压缩机停止工作，鼓风机转动加热。如图16所示。

图16制热过程

8.当人们不想自己手动控制温度，可以选择”自动”选项，LCD将会显示实时的温度，当温度达到我们设定的温度围界限时，将会自动制冷或者制热。如17图所示。

图17 自动控制

结果分析：

当汽车空调系统开始工作，LCD显示预设主菜单：1,TD (Temp Down 制冷模式) 2，TU(Temp Up 制热模式)3，am(auto matic 自动模式)4，fh（返回菜单）。当选择制冷模式时，步进电机开始工作，打开风门，直流电机工作，继电器闭合，LCD显示工作后的温度，直到返回停止制冷；当选择制热模式时，步进电机工作打开风门，直流电机工作，继电器打开，LCD显示工作模式后的实时温度，返回时停止制热；当选择自动模式时，若温度过低，则自动进入制热模式，若温度过高，则自动进入制冷模式。直到返回停止自动模式,由于用LCD显示比用LED显示更直观，在具体的实验中，我们用LCD 代替LED,更加符合这次实训的目的和要求。

结论：

我们将根据原理图编写的程序烧录到芯片中，各个功能模块达到了我们的要求，并且与分析结果完全一样。所以符合这次设计的目的。

【小结】

为期两周的课程实训快要结束了，通过对之前学习容的整合，自己设计原理图，然后根据原理图编写程序，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。认识到了自己的不足，也收获了许多专业知识和对于我们我们专业更加具体的认识。在设计过程中遇到了难题，也意识到了自己犯得错误。我将自己的体会和认识到问题总结如下：

（1）在设计原理图的时候要注意单片机的功能引脚，比如外部中断口等。