基于单片机的车载空调控制器-设计说明书
电子校园网 编号：
CJ-51-2021-008-LW
设计摘要：
本设计是一个车载空调控制系统，以STC89C52单片机为核心控制器，结合多个模块构建整体功能。中控部分通过获取输入部分的数据，进行内部处理，并控制输出部分实现空调系统的控制。输入部分包括DS18B20温度检测模块、独立按键和供电电路，用于检测吹风机温度值、控制模式切换、空调、风扇，以及调整风速和温度设置值。输出部分由LCD1602显示模块、加热继电器、制冷继电器和MX1508直流电机组成，用于显示系统状态和控制空调与风扇操作。该设计为车辆提供了有效的空调控制，提高了驾乘舒适性。然而，实际应用需要考虑电路保护、稳定性和错误处理等方面的工程实现。
关键词：单片机；温度检测；MX1508直流电机
字数：9000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 DS18B20传感器检测温度模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 教室人数和温度检测实物测试
5.3 车空调自动模式下实物测试
5.4 设置手动下车内温度实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
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，人们对空调驾驶室的温度提出了更高的要求，这就使汽车空调的控制又面临着新的挑战。但是汽车使用空调大部分都是封闭空间内使用，驾驶时的空间很狭小，内部空调长时间循环导致空气不流通，有害气体增加，车内空气浑浊通风不好，导致长期驾驶容易出现疲劳，诱发事故。车内空气污染较为严重时，严重影响驾驶员的健康，，因车内空气污染找出的疾病或中毒的事件时有发生，为了获得安全舒适的车内气候环境，改善汽车内部的空调风门，来调节汽车内部温度系统是很有实在意义和广泛的发展空间的。
目前国内大部分经济型轿车驾驶室内温度控制处于一个手动状态，弱国把空调的风门改成随着车内温度自动调节开度大小的系统，对驾驶者有很多益处，更为该车在市场竞争中添加了砝码。再有很多车当驾驶室乘员数、日照强度、车数、风速等大幅度变化时，手动控制不能很好地提供车内一个自动调控的舒适环境，手动控制已完成为汽车空调进一步发展的瓶颈问题，而国外一些高档轿车已经配有全制动轿车空调系统，并且对这些先进的技术申请了专利，对知识产权进行了保护，因此无法破解其核心技术，我们只有自主开发适合我国交通、气候的轿车空调全制动控制器，形成具有自主知识产权技术，制定出汽车空调控制器的标准，才能更好的提高我国汽车工业整体水平，增强国际竞争力，进一步增强综合国力[1]。
1.2 国内外研究现状
我国现有主要汽车空调生产厂家多家，其中绝大部分时引进国外技术生产线和生产设备，还有些是中外合资企业，国内汽车空调技术的研究和开发特别再自动化控制方面与国外差距很大，由于没有掌握核心技术，导致产品缺乏竞争力，难以满足整个车企业的系统化、模块化采购。另外在温度控制方面，学术界普遍认为模糊控制和神经网络等理论适用于描述非线性系统。对模糊理论与传统控制理论的关系学术界进行了很多讨论[2]。
杨少柏，李伟，王林华，张扬清，张家文提出汽车空调控制系统在整个汽车空调系统中类似于大脑,影响汽车空调控制逻辑和车内环境温度控制的准确性,直接关系用户在车内舒适程度体验。本文主要介绍以飞思卡尔MC9S12G128单片机为主控芯片,集成CAN,LIN通信,多种传感器采集和多执行器的控制系统,该系统已成功使用于商用车领域。
为了改善车内小气候环境,减少有害气体对驾乘人员的健康影响,周翼翔利用P87C522构建了一个智能型汽车空调控制系统。确定了影响车内小气候的参数检测控制方法,并对其传感器测量电路、控制器执行电路及软件系统进行了设计[3]。用Matlab软件对系统进行仿真,结果表明系统运行稳定,能达到预期的控制要求。
苏荔，赵军权提出随着电子技术的发展以及汽车空调控制器性能的提高,汽车空调控制器的电子系统越来越复杂,系统使用的电子元器件的数量越来越庞大,系统要实现的功能也越来越多。为保证经过多道工序装配完工的电子系统功能的可靠性,各生产企业必须投入大量人力物力来进行产品功能的测试。传统的测试系统主要以手动和半自动方式为主,系统的可维护性,扩展性差;生产效率低;测试工艺,流程,标准不统一;测试数据管理混乱。
随着国内汽车行业的高速发展,汽车空调越来越受到汽车制造商的重视。现在国产汽车的汽车空调控制器普遍采用手动机械控制方式,大大落后于国际水平,限制了汽车工业的发展。刘丽针对实现汽车空调的自动控制的问题进行了一系列研究。利用模糊控制理论对汽车空调车室内温度调节系统进行智能控制。模糊控制方法具有较强的鲁棒性,能较为精确地控制车内温度,满足人体舒适性的要求。本文通过对汽车空调车室内温度调节过程的分析,根据模糊控制规则库的分解原则,把整个控制器分成六个多输入单输出的模糊控制器[4]。对输入信号(设定温度及车室温度)进行模糊化处理,分别建立模糊控制规则。根据输入、输出的要求对控制系统的硬件进行设计,包括数据采集、人机通道的设计。根据模糊控制规则及输入、输出的接口要求对软件进行设计。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
该设计是一个车载空调控制系统，采用STC89C52单片机为核心控制器。它包含中控部分、输入部分和输出部分。中控部分负责获取输入数据，并通过内部处理控制输出。输入部分由DS18B20温度检测模块、独立按键和供电电路组成，用于检测温度值、控制空调和风扇，并设置温度等。输出部分包含LCD1602显示模块、加热继电器、制冷继电器和MX1508直流电机，用于显示状态和实现空调控制。
