1、 畢 業 設設 計（論 文）題 目 汽車車空調制冷自自動控制系統統姓 名 學 號 所在學院 電氣與電子子工程學院 專業班級 指導教師 劉建平 日 期 PAGE 15畢業設計（論文文）任務書學 院電氣與電子工程程學院指導教師劉建平職 稱副教授學生姓名專業班級學 號設計題目汽車空調制冷自自動控制系統統設計內容目標和要求（設計內容目標標和要求、設設計進度等）設計目標：通過溫度傳感器器對汽車空調調制冷系統進進行自動控制制。設計要求：當溫度高于255時空調系統統自動接通進進行制冷，同同時顯示溫度度；當溫度低低于20時空調系統統自動斷電停停止工作，同同時顯示溫度度；在整個空空調系統工作作時，要保證證蒸發器

2、處不不會產生結冰冰現象，以使使整個空調系系統能安全、正正常地工作。設計進度：1.根據題目要要求的性能指標，通通過查閱有關關資料，確定定系統設計方方案，并設計計其硬件電路路圖。2.畫出電路原原理圖，分析析主要模塊的的功能，完成成系統軟件的的設計，對系系統進行相關關的調試。3.完成畢業設設計。指導教師簽名：年 月 日基層教學單位審審核學 院審 核此表由指導教師師填寫學院審審核畢業設計（論文文）學生開題題報告課題名稱汽車空調制冷自自動控制系統統課題來源真題課題類型AX指導教師劉建平學生姓名學 號專業班級本課題的研究現現狀、研究目目的及意義隨著汽車技術的的日新月異，用用戶對汽車的的易用性和舒舒適性提出

3、了了更高的要求求，汽車空調調作為汽車部部件的重要組組成部分，其其性能好壞直直接影響了整整車的檔次和和用戶的舒適適性，限于目目前大部分汽汽車空調的控控制系統都采采用的是低精精度的模擬器器件，控制精精度不高，自自動化程度低低，給人們的的使用和維護護帶來了諸多多不便，也嚴嚴重影響了用用戶的舒適性性。伴隨著微型計算算機及相關領領域的發展，基基于單片機的的嵌入式系統統在控制領域域扮演著重要要的角色，本本課題研究目目的就是利用用單片機配合合數字化溫濕濕度傳感器對對汽車內溫度度和濕度進行行實時監測（顯顯示），控制制壓縮機的工工作實現汽車車空調制冷系系統的自動控控制，滿足人人們對汽車空空調的易用性性和舒適性要

4、要求。通過單片機對汽汽車空調控制制系統進行自自動控制，可可以使控制系系統簡化，提提高系統控制制精度和汽車車空調系統的的可維護性，易易用性，滿足足用戶對易用用性和舒適性性的要求，而而且通過本課課題也可以使使我對以單片片機為控制核核心的控制系系統有更多的的了解，為以以后其他領域域實現單片機機自動控制打打下堅實的基基礎。課題類型：（1）A工程程實踐型；BB理論研究型型；C科研裝置研研制型；D計算機軟件件型；E綜合應用型型（2）X真實實課題；Y模擬課題；（1）、（2）均均要填，如AAY、BX等。本課題的研究內內容1.溫濕度的實實時顯示。利利用數字化集集成溫濕度傳傳感器DHTT90對汽車車內溫濕度實實時

5、檢測，并并將數據傳輸輸給8位單片片機AT899S52，單單片機通過數數據處理將當當前溫度和濕濕度送往液晶晶顯示器LCCM16022顯示，完成成溫濕度的實實時顯示，并并同時送往壓壓縮機以控制制壓縮機的工工作狀態。2.溫度的自動動控制。當汽汽車內溫度高高于設置溫度度時空調系統統自動接通制制冷，低于設設置溫度時自自動斷電停止止工作，單片片機通過當前前溫度與設定定溫度值的比比較來驅動壓壓縮機工作。3.蒸發器除霜霜。通過數字字溫度傳感器器DS18BB20監測蒸蒸發器溫度，當當溫度低于00時，停止壓壓縮機的運轉轉以防止蒸發發器凝霜。4.車內溫度值值的設定。通通過外部按鍵鍵可以實現對對車內溫度上上限制進行設

6、設定，并保存存。5.數字濾波。通通過數字濾波波算法對采集集的溫度和濕濕度進行處理理，適應汽車車復雜電磁環環境。本課題研究的實實施方案、進進度安排實施方案：以單單片機為控制制核心，數字字溫度和濕度度傳感器為測測量元件，利利用溫濕度傳傳感器DHTT90采集車車內溫度和濕濕度，通過單單片機AT889S52進進行數據處理理送往LCMM1602顯顯示，當車內內溫度高于設設定值時啟動動壓縮機，溫溫度低于設定定值時關閉壓壓縮機，其間間配合溫度傳傳感器DS118B20實實時監測蒸發發器溫度，防防止蒸發器結結霜，用戶還還可以對車內內溫度進行設設定，達到對對汽車空調制制冷的自動控控制。進度安排：1.對課題相關關資

7、料進行整整理研究（22010.11）。2.繪制系統電電路原理圖和和制板(20010.2)。3.編寫源程序序并結合開發發板作適當的的仿真（20010.3）。4.編寫報告論論文（20110.4）。 已查閱的主要參參考文獻1 崔選盟盟.汽車空調調結構、原理理與維修MM.北京：北京大學出出版社，20005.2 袁秀玲玲.制冷與空空調原理MM.西安：西安交通大大學出版社，22001.3 彥啟森森.制冷技術術及其應用M.北京京：中國建筑筑工業出版社社，20066.4 郭麗紅紅，吳海濤.基于Atmmega166的汽車空調調系統設計與與實現J.長春理工工大學學報（自自然科學版），22007（33）.5 郭麗紅

8、紅，芮雄麗，涂涂平華.基于于Atmegga16的商商用車輛空調調系統設計J.南京京工程學院學學報（自然科科學版），22007（33）.6 扈宏毅毅，游龍翔.DS18221在汽車空空調制冷控制制中的應用J.計算算機應用，22002（44）.7 王克才才，柴立剛.北京切諾基基汽車空調控控制系統介紹紹J.汽汽車應用，11995（11）.指導教師意見指導教師簽名： 年 月 日 畢業設計（論文文）學生申請請答辯表課 題 名 稱稱汽車空調制冷自自動控制系統統指導教師（職稱稱）劉建平（副教授授）申 請 理 由由學分修滿，申請請答辯學生所在學院電氣與電子工程程學院專業班級學號 學生簽名： 日日期：畢業設計（論

9、文文）指導教師師評審表序號評分項目（理工工科、管理類類）評分項目(文科科)滿分評分1工作量外文翻譯152文獻閱讀與外文文翻譯文獻閱讀與文獻獻綜述103技術水平與實際際能力創新能力與學術術水平254研究成果基礎理理論與專業知知識論證能力255文字表達文字表達106學習態度與規范范要求學習態度與規范范要求15是否同意參加答答辯：總分評語 指導教師師簽名： 另附畢業設設計（論文）指指導記錄冊 年 月月 日畢業設計（論文文）評閱人評評審表學生姓名專業班級學號設計（論文）題題目汽車空調制冷自自動控制系統統評閱人評閱人職稱序號評分項目（理工工科、管理類類）評分項目(文科科)滿分評分1工作量外文翻譯152文

10、獻閱讀與外文文翻譯文獻閱讀與文獻獻綜述103技術水平與實際際能力創新能力與學術術水平254研究成果基礎理理論與專業知知識論證能力255文字表達文字表達106學習態度與規范范要求學習態度與規范范要求15總分評語 評閱人簽名： 年 月 日畢業設計（論文文）答辯表學生姓名專業班級學號設計（論文）題題目汽車空調制冷自自動控制系統統序號評審項目指 標滿分評分1報告內容思路清新；語言言表達準確，概概念清楚，論論點正確；實實驗方法科學學，分析歸納納合理；結論論有應用價值值。402報告過程準備工作充分,時間符合要要求。103創 新對前人工作有改改進或突破，或或有獨特見解解。104答 辯回答問題有理論論依據，基

11、本本概念清楚。主主要問題回答答準確，深入入。40總分答辯組評語答辯組組長（簽簽字）： 年 月 日 答辯委員會意見答辯委員會負責責人（簽字）： 年年 月 日畢業設計（論文文）成績評定定總表學生姓名： 專業班級級： 畢業設計（論文文）題目： 汽車空調制制冷自動控制制系統成績類別成績評定指導教師評定定成績評閱人評定成成績答辯組評定成成績總評成績40%+20%+40%評定等級注：成績評定由由指導教師、評評閱教師和答答辯組分別給給分(以百分分記)，最后后按“優(90100)”、“良(8089)”、“中(7079)”、“及格(600-69)”、“不及格(660以下)”評定等級。其其中， 指導教師評定成成績

12、占40%，評閱人評評定成績占220%，答辯辯組評定成績績占40%。畢業設計（論文）專用紙 PAGE 48摘要隨著現代汽車空空調技術的發發展，傳統的的采用低精度度模擬器件對對空調進行控控制已無法滿滿足人們對乘乘車舒適性的的要求，空調調控制系統急急需改造，本本課題提供了了一種以8位位單片機為控控制核心的汽汽車空調制冷冷自動控制系系統。本文針對了人們們對汽車空調調舒適性的要要求，采用高高精度的數字字溫濕度傳感感器作為測量量元件，以88位單片機為為控制核心，并并實時監測、顯顯示當前車內內溫度和濕度度，通過對壓壓縮機工作狀狀態的控制達達到對汽車空空調的自動控控制功能，另另外還可以人人為設置車內內溫度值。

13、本本文還闡述了了汽車空調制制冷自動控制制系統的組成成和原理，并并完成了系統統的總體硬件件設計和軟件件系統的編寫寫，最后結合合單片機開發發板對系統程程序模塊作了了相應的仿真真和調試。關鍵詞：汽車空空調控制 單片機 傳感器AbstracctAlong wwith tthe deeveloppment of moodern autommobilee air-condiitioniing teechnollogy, tradiitionaal usee low accurracy oof airr condditionning ccontrool simmulatoor thiing allready

14、y cant sattisfy the rrequirrementt of ddrive comfoort, aair coonditiioningg conttrol ssystemm needds refform. This arrticlee provvides an 8 bit MMCU ass conttrol ccore oof auttomobiile aiir-connditiooning autommatic contrrol syystem.Based oon thee peopple off autoomotivve airr condditionner coomfort

15、t requuiremeents, this systeem usiing thhe diggital tempeeraturre andd humiidity sensoors ass highh-preccisionn meassuremeent deevicess, witth 8 bbit miicrocoontrolller aas conntrol core and rreal-ttime mmonitooring, dispplay tthe cuurrentt inteerior tempeeraturre andd humiidity, throough tto thee c

16、omppressoor andd the contrrol off elecctric evapooratorr of aautomootive air ccondittioninng auttomatiic conntrol functtion, you aalso ccan seet temmperatture iinsidee. Thiis artticle also expouunds aautomootive air ccondittioninng andd refrrigeraation autommatic contrrol syystem, and the ccompossit

17、ionn and princciple of thhe oveerall systeem wass comppletedd the desiggn of hardwware aand sooftwarre sysstem, finallly siingle-chip compuuter pprograam moddules for ddevelooping wantss the correespondding ssimulaation and ttestinng.Key worrds：automootive air ccondittioninng conntrol siggnal-cchip

18、mmicroccomputter ssensorr目錄TOC o 2-3 h z t 標題 1,1 HYPERLINK l _Toc262751132 摘要 PAGEREF _Toc262751132 h I HYPERLINK l _Toc262751133 Abstracct PAGEREF _Toc262751133 h II HYPERLINK l _Toc262751134 目錄 PAGEREF _Toc262751134 h III HYPERLINK l _Toc262751135 1 緒論 PAGEREF _Toc262751135 h 11 HYPERLINK l _Toc2

19、62751136 1.1課題來源源及產生背景景 PAGEREF _Toc262751136 h 1 HYPERLINK l _Toc262751137 11.2課題研研究目的和意意義 PAGEREF _Toc262751137 h 1 HYPERLINK l _Toc262751138 1.3國內外的的研究現狀 PAGEREF _Toc262751138 h 1 HYPERLINK l _Toc262751139 1.4課題研究究內容和主要要工作 PAGEREF _Toc262751139 h 2 HYPERLINK l _Toc262751140 2 汽車空調調制冷系統概概述 PAGEREF

20、 _Toc262751140 h 3 HYPERLINK l _Toc262751141 2.1汽車空調調制冷系統結結構及其組成成 PAGEREF _Toc262751141 h 3 HYPERLINK l _Toc262751142 2.2汽車空調調制冷系統工工作原理 PAGEREF _Toc262751142 h 4 HYPERLINK l _Toc262751143 3 系統總體體設計 PAGEREF _Toc262751143 h 6 HYPERLINK l _Toc262751144 3.1系統實現現功能 PAGEREF _Toc262751144 h 6 HYPERLINK l _

21、Toc262751145 3.2系統的設設計原則 PAGEREF _Toc262751145 h 6 HYPERLINK l _Toc262751146 3.3系統性能能指標 PAGEREF _Toc262751146 h 6 HYPERLINK l _Toc262751147 3.4系統方案案論證 PAGEREF _Toc262751147 h 7 HYPERLINK l _Toc262751148 4 系統的硬硬件設計 PAGEREF _Toc262751148 h 9 HYPERLINK l _Toc262751149 4.1系統硬件件組成 PAGEREF _Toc262751149 h

22、 9 HYPERLINK l _Toc262751150 4.2系統工作作原理 PAGEREF _Toc262751150 h 9 HYPERLINK l _Toc262751151 4.3系統設計計原理圖 PAGEREF _Toc262751151 h 9 HYPERLINK l _Toc262751152 4.4系統功能能模塊分析與與設計 PAGEREF _Toc262751152 h 10 HYPERLINK l _Toc262751153 4.4.1數據據采集模塊 PAGEREF _Toc262751153 h 10 HYPERLINK l _Toc262751154 4.4.2顯示示

23、模塊 PAGEREF _Toc262751154 h 10 HYPERLINK l _Toc262751155 4.4.3鍵盤盤處理模塊 PAGEREF _Toc262751155 h 11 HYPERLINK l _Toc262751156 4.4.4蒸發發器與壓縮機機控制模塊 PAGEREF _Toc262751156 h 11 HYPERLINK l _Toc262751157 4.4.5其它它模塊 PAGEREF _Toc262751157 h 12 HYPERLINK l _Toc262751158 4.5主要器件件選型 PAGEREF _Toc262751158 h 13 HYPE

24、RLINK l _Toc262751159 4.5.1單片片機AT899S52 PAGEREF _Toc262751159 h 13 HYPERLINK l _Toc262751160 4.5.2溫濕濕度傳感器DDHT90 PAGEREF _Toc262751160 h 14 HYPERLINK l _Toc262751161 4.5.3溫度度傳感器DSS18B200 PAGEREF _Toc262751161 h 15 HYPERLINK l _Toc262751162 5 系統軟件件設計 PAGEREF _Toc262751162 h 18 HYPERLINK l _Toc26275511

25、63 5.1開發工工具的選擇 PAGEREF _Toc262751163 h 18 HYPERLINK l _Toc262751164 5.2系統軟件件設計流程圖圖 PAGEREF _Toc262751164 h 18 HYPERLINK l _Toc262751165 5.3系統軟件件功能模塊開開發 PAGEREF _Toc262751165 h 20 HYPERLINK l _Toc262751166 6 系統調試試 PAGEREF _Toc262751166 h 26 HYPERLINK l _Toc262751167 6.1系統調試試方法 PAGEREF _Toc262751167 h

26、 26 HYPERLINK l _Toc262751168 6.2系統硬件件調試 PAGEREF _Toc262751168 h 26 HYPERLINK l _Toc262751169 6.3系統軟件件調試 PAGEREF _Toc262751169 h 27 HYPERLINK l _Toc262751170 總結 PAGEREF _Toc262751170 h 28 HYPERLINK l _Toc262751171 致謝 PAGEREF _Toc262751171 h 29 HYPERLINK l _Toc262751172 參考文獻 PAGEREF _Toc262751172 h 3

27、00 HYPERLINK l _Toc262751173 附錄1 PAGEREF _Toc262751173 h 331 HYPERLINK l _Toc262751174 附錄2 PAGEREF _Toc262751174 h 321 緒論1.1課題來源源及產生背景景隨著人們生活水水平的提高，汽汽車的消費量量也在與日俱俱增，人們在在購買汽車的的同時對汽車車的舒適性提提出了更高的的要求，空調調作為汽車的的重要部件，它它的好壞直接接影響到整車車的性能和舒舒適度。目前前汽車空調控控制系統主要要還是采用低低精度的模擬擬器件和機械械構件來完成成，這種控制制方式控制精精度低，執行行效果差，可可靠性不強，

28、針針對這一狀況況本文提出了了一種基于單單片機的汽車車空調控制方方案。基于單片機的控控制方案具有有控制速度快快，可靠性強強，功耗低，體體積小等優勢勢已被應用到到生活中的各各個領域，得得到用戶的廣廣泛認可。現現今，基于單單片機的控制制系統已發展展的相當成熟熟，因此，本本文采用單片片機控制系統統對汽車空調調系統進行控控制。1.2課題研究究目的和意義義本課題為了滿足足人們在乘車車時對汽車空空調舒適性要要求，采用單單片機為核心心的控制方案案，以實現對對現有汽車空空調控制系統統進行改進，使使汽車空調控控制系統更加加可靠，自動動化程度更高高，提高人們們乘車舒適性性。隨著汽車消費群群體對汽車舒舒適性要求越越來

29、越高，傳傳統汽車空調調控制系統已已無法滿足人人們對舒適性性的需求，對對現有設備進進行改造和改改進迫在眉睫睫，對該課題題研究可以提提高乘車舒適適性，滿足人人們對乘車舒舒適性和美觀觀性的要求。目目前汽車空調調控制系統在在國內有很廣廣闊的發展空空間，并因此此帶來巨大的的經濟效益，對對該課題的研研究還是很有有意義的。1.3國內外的的研究現狀國外汽車空調控控制系統技術術較為發達，他他們多采用MMCU為控制制芯片，運用用多傳感器技技術，自動控控制車內溫度度、濕度、空空氣流速和陽陽光照射。通通過各類傳感感器的數據采采集和MCUU的數據處理理，系統能夠夠很好的調節節出風溫度，控控制冷凝器風風扇速度，并并且能夠

30、對車車內空氣質量量進行控制，為為用戶提供一一個良好的環環境，提高了了乘車的舒適適性和空調設設備的自動化化程度。相比而言，國內內的技術水平平要落后的多多，據有關數數據表明，國國內市場上的的汽車空調控控制系統800以上采用用的是手動控控制和半電子子的汽車空調調控制系統，以以控制器為核核心的汽車空空調控制系統統在市場上不不足20。目目前除少數幾幾家汽車空調調生產廠商采采用國外先進進技術，大部部分還停留在在采用模擬器器件對汽車空空調進行控制制，整體設計計和制造水平平低于國外。目前，汽車空調調控制系統正正向著小型節節能化，舒適適，自動化方方向發展。1.4課題研究究內容和主要要工作本課題主要研究究以下內容

31、：1.溫濕度的實實時顯示。利利用數字化集集成溫濕度傳傳感器對汽車車內溫濕度實實時檢測，并并將數據傳輸輸給單片機，單單片機通過數數據處理將當當前溫度和濕濕度送往液晶晶顯示器顯示示，完成溫濕濕度的實時顯顯示。2.溫度的自動動控制。當汽汽車內溫度高高于設置溫度度時空調系統統自動接通制制冷，低于設設置溫度時自自動斷電停止止工作，單片片機通過當前前溫度與設定定溫度值的比比較來驅動壓壓縮機工作。3.蒸發器除霜霜。通過數字字溫度傳感器器DS18BB20監測蒸蒸發器溫度，當當溫度低于00時，控制壓壓縮機的運轉轉以防止蒸發發器凝霜。4.車內溫度值值的設定。通通過外部按鍵鍵可以對車內內溫度上限進進行設定，并并保存

32、設定值值，避免反復復設定溫度值值。5.數字濾波。通通過數字濾波波算法對采集集的溫度和濕濕度進行處理理，適應汽車車復雜電磁環環境。本設計主要作了了如下工作：1.對汽車車空調制冷控控制系統的控控制原理作了了闡述。2.對汽車空調調控制系統的的硬件電路和和軟件部分進進行了設計。33.對系統的的硬件和軟件件作了相應的的調試和仿真真。2 汽車空調調制冷系統概概述2.1汽車空調調制冷系統結結構及其組成成1.汽車空調制制冷系統結構構汽車空調制冷系系統主要由壓壓縮機、冷凝凝器、膨脹閥閥及蒸發器組組成（簡稱汽汽車空調四大大件），另外外還有一個比比較重要的組組成部件就是是貯液干燥過過濾器。汽車車空調制冷系系統結構圖

33、及及其系統布置置圖如圖2-1，圖2-2。圖2-1 汽車車空調制冷系系統結構圖2-2 汽車車空調系統布布置圖1-送風機 2-加熱器器軟管 3-高壓壓液體管路 4-貯液液器 5-冷凝凝器 6-高壓壓氣體管路 7-電磁磁離合器 8-壓縮機機 9-消聲聲器 10-低低壓氣體 11-膨脹脹閥 12-蒸蒸發器2.主要設備簡簡介壓縮機：壓縮機機是整個汽車車空調制冷系統的動動力源，它促促使制冷劑在在系統內循環環流動。另外外壓縮機還可可以提高制冷冷劑的壓力，促促使制冷劑在在冷凝器中液液化放熱。 蒸發器：低溫低低壓液態制冷冷劑通過蒸發發器的管壁和和翅片吸收周周圍空氣的熱熱量，然后沸沸騰汽化，從從而使蒸發器器表面溫

34、度降降低。冷凝器：高溫高高壓氣體制冷冷劑通過管壁壁和翅片放出出熱量給周圍圍空氣，從而而使制冷劑變變成低溫低壓壓液態制冷劑劑。 膨脹閥：為了使使制冷劑在蒸蒸發器內更容容易地蒸發，膨膨脹閥將從冷冷凝器出來的的高壓制冷劑劑進行減壓處處理，變成低低壓容易蒸發發的霧狀制冷冷劑。貯液干燥過濾器器：貯液干燥燥過濾器主要要作用是吸收收系統中的水水分防止系統統中的水分在膨脹閥處處結冰，造成成“冰阻”現象影響制制冷系統的正正常工作。2.2汽車空調調制冷系統工工作原理汽車空調制冷系系統工作原理理如下：發動機帶動壓縮縮機運轉，將將蒸發器送來來的低溫低壓壓的制冷劑蒸蒸汽吸入壓縮縮機內進行壓壓縮后，變成成高溫高壓的的氣體

35、（R112系統約770，1500017000kPa），送送給冷凝器使使氣態制冷劑劑液化并放出出熱量（R112系統溫度度降到50左右），成成為中溫中壓壓的液體，冷冷凝器處裝有有風扇以提高高制冷劑液化化及散熱效果果。從冷凝器器出來的液態態制冷劑經膨膨脹閥時從其其小孔噴出成成為低壓霧狀狀制冷劑并進進入蒸發器，在在蒸發器內由由于容積變大大壓力降低，制制冷劑汽化，由由液態變成氣氣態，同時需需要大量的吸吸熱，這時用用鼓風機使車車廂內的熱空空氣流過蒸發發器，經熱交交換后變成冷冷空氣進入車車廂，降低車車內溫度。從從蒸發器出來來的氣態制冷冷劑又進入壓壓縮機，重新新進行新一輪輪的制冷循環環，從此周而而復始，不斷斷

36、地將車廂內內的熱量轉移移到周圍的環環境中去，達達到降低汽車車內溫度的目目的。系統工工作原理圖如如圖1-3（注注：圖中數值值是制冷劑為為R12時的的數值）。圖2-3 汽車車空調制冷系系統工作原理理圖本課題主要研究究的是針對汽汽車空調制冷冷系統的蒸發發器和壓縮機機進行控制，以以實現汽車內內溫度的自動動控制和防止止蒸發器結冰冰影響制冷系系統的正常工工作，達到對對汽車空調制制冷系統的自自動控制。3 系統總體體設計3.1系統實現現功能本系統要實現的的功能如下：1.車內溫濕度度的實時顯示示。系統要時時刻采集車內內溫度和濕度度，并通過顯顯示器顯示出出來。2.車內溫度的的自動控制。當當車內溫度高高于設定值時時

37、，調節壓縮縮機的工作，使使溫度控制在在設定值。3.對蒸發器溫溫度的控制。當當蒸發器溫度度低于0時，蒸發器器會結冰，這這將嚴重影響響空調的制冷冷效果，必須須防止蒸發器器結冰。4.車內溫度值值的設定。通通過按鍵可以以自主設定車車內溫度值。5.系統的抗干干擾性能。要要使控制系統統適合汽車電電磁環境，防防止干擾。3.2系統的設設計原則由于汽車空調工工作環境的特特殊性，空調調控制系統工工作在一個復復雜的電磁環環境中，在設設計時必須遵遵循以下原則則：1.可靠性。這這是任何系統統都必須保證證的原則，根根據系統環境境要求，在設設計系統時通通過硬件或軟軟件上的設計計，使系統盡盡量不受外界界干擾或減少少干擾。可靠

38、靠性設計方法法很多，常用用的有在電源源加濾波電容容，屏蔽設計計，增加看門門狗電路；軟軟件上采用數數字濾波等都都能起到一定定的效果。2.響應快速性性。由于本系系統是一個溫溫度系統，慣慣性比較大，要要求系統必須須能快速的響響應，以達到到控制要求。3.控制準確性性。系統要根根據當前溫度度值準確的控控制壓縮機和和冷凝器的工工作狀態，避避免出現控制制失調。4.可維護性。要要求系統設計計盡量簡單，采采用少的元器器件，實現較較多的功能，避避免元器件太太多給維護和和維修帶來不不便。3.3系統性能能指標該系統要實現的的性能指標如如下：1.車內溫度誤誤差為1，濕度誤差差為5。2.蒸發器表面面低于0不結冰。3.能手

39、動設置置車內溫度值值。4.能夠實時顯顯示車內溫度度和濕度。3.4系統方案案論證對汽車空調制冷冷系統進行自自動控制的方方案很多，這這里主要考慮慮以下兩種。方案1：采用模擬傳感器器對蒸發器溫溫度和車內溫溫濕度進行采采集，將采集集的數據經過過A/D轉換換器轉換成數數字信號，送送往單片機處處理，采用七七段LED顯顯示器作為顯顯示器顯示車車內溫度和濕濕度，通過按按鍵可以設置置車內溫度值值并保存，控控制蒸發器電電機和壓縮機機電機實現空空調系統的自自動控制。系系統方框圖如如圖3-1。該方方案采用溫濕濕度采集精度度取決于傳感感器和A/DD轉換器分辨辨率，采集精精度不高，采采用七段LEED顯示器，需需要占用過多

40、多的I/O口口，可能會涉涉及系統擴展展。圖3-1 方案案1系統方框框圖方案2：方案2采用集成成數字傳感器器對數據進行行采集處理，通通過相應的總總線送入單片片機進行處理理，采用LCCD顯示器顯顯示車內溫度度和濕度，通通過按鍵可以以設置車內溫溫度并保存，通通過對蒸發器器電機和壓縮縮機電機的控控制實現汽車車空調系統的的自動控制。方方案2系統方方框圖如圖33-2。該方方案采用數字字溫濕度傳感感器，具有采采集精度高，系系統互連簡單單，采用LCCD顯示器作作為系統顯示示器，顯示內內容多，采用用的I/O口口線少，可免免去系統擴展展。圖3-2 方案案2系統方框框圖綜合考慮，本課課題選用方案案2作為設計計方案。

41、4 系統的硬硬件設計4.1系統硬件件組成系統硬件結構圖圖如圖4-1。系統統主要由單片片機最小系統統，蒸發器溫溫度采集模塊塊，車內溫濕濕度采集模塊塊，顯示模塊塊，鍵盤處理理及存儲模塊塊，蒸發器電電機與壓縮機機電機控制模模塊構成。圖4-1 系統統硬件結構圖圖蒸發器表面溫度度采集使用集集成溫度傳感感器DS188B20，采采用集成數字字溫濕度傳感感器DHT990作為車內內溫度與濕度度采集模塊，顯顯示器采用液液晶顯示器LLCM16002，使用EE2PROM對對用戶設置值值進行保存。4.2系統工作作原理本系統采用8位位單片機ATT89S522為控制核心心，通過集成成數字溫濕度度傳感器DHHT90對車車內溫

42、度與濕濕度采集，送送往單片機進進行數據處理理，單片機將將處理的數據據送往顯示器器LCM16602顯示。當車內溫度高于于用戶設定值值時，單片機機控制壓縮機機運行，汽車車空調制冷開開始，其間溫溫度傳感器DDS18B220實時檢測測蒸發器表面面溫度，若溫溫度低于0，則控制壓壓縮機停止運運行，當溫度度恢復為0以上時，再再繼續工作，在在此期間LCCM16022仍顯示車內內溫度與濕度度值。用戶可以通過鍵鍵盤設定車內內溫度值，并并可以通過EE2PROM保保存用戶設置置，數據掉電電不丟失，避避免用戶反復復設置，為了了提高系統實實時性，鍵盤盤設定是采用用中斷處理方方式，不占用用系統掃描時時間。4.3系統設計計原

43、理圖系統設計原理圖圖見附錄1。4.4系統功能能模塊分析與與設計4.4.1數據據采集模塊數據采集模塊分分兩部分：蒸蒸發器溫度采采集模塊和車車內溫濕度采采集模塊。下下面分別對它它們進行介紹。1.蒸發器溫度度采集模塊本課題采用的是是集成溫度傳傳感器DS118B20實實現對蒸發器器溫度的采集集工作，它采采用一線制接接口（1-WWire總線線），與單片片機互聯非常常簡單，蒸發發器溫度采集集模塊如圖44-2。圖4-2 蒸發發器溫度采集集模塊2.車內溫濕度度采集模塊車內溫濕度采集集模塊采用的的是集成溫濕濕度傳感器DDHT90，它它采用的是兩兩線制接口，與與單片機連接接非常簡單，車車內溫度采集集模塊如圖44-

44、3。圖4-3 車內內溫濕度采集集模塊4.4.2顯示示模塊本課題采用LCCM16022作為顯示器器，控制芯片片為HD444780，LLCM16002自帶常用用的西文字母母字庫，這些些西文字母與與標準ASIICII相同同，使用非常常方便。其采采用8位數據據線與單片機機相連，本系系統還為LCCM16022設計了對比比度調節電路路，顯示模塊塊如圖4-4。圖4-4 顯示示模塊4.4.3鍵盤盤處理模塊鍵盤采用獨立鍵鍵盤，并設置置了“SET”，“”，“”，“RET”鍵，鍵盤采采用中斷處理理方式，提高高了系統的實實時性，鍵盤盤處理模塊如如圖4-5（其中SS1為“SET”鍵，S2為為“”鍵，S3為為“”鍵，S4

45、為為“RET”鍵）。圖4-5 鍵盤盤處理模塊4.4.4蒸發發器與壓縮機機控制模塊蒸發器與壓縮機機控制模塊采采用的是繼電電器控制方案案，通過晶體體管驅動繼電電器工作實現現對蒸發器和和壓縮機的開開關控制，蒸蒸發器與壓縮縮機控制模塊塊如圖4-6，圖4-7（FANN1，FANN2為單片機機輸出控制口口）。 圖4-6 蒸發發器控制模塊塊 圖4-7 壓縮縮機控制模塊塊4.4.5其它它模塊其它模塊主要有有數據存儲模模塊和電源模模塊。1.數據存儲模模塊數據存儲模塊采采用了一塊非非易失性E22PROM AT24CC04保存用用戶設置，避避免了用戶反反復設置溫度度的麻煩，它它采用標準的的I2C總線時序，與與單片機

46、連接接只需要兩根根線，使用非非常方便，數數據存儲模塊塊如圖4-8。圖4-8 數據據存儲模塊2.電源模塊由于系統采用+5V電源，需需要采用電源源轉換模塊將將汽車+122/+24VV電源轉換成成+5V電源源，本系統采采用了集成穩穩壓芯片LMM7805對對電壓進行轉轉換，并通過過濾波網絡，保保證輸出電壓壓的穩定，電電源模塊如圖圖4-9。圖4-9 電源源模塊4.5主要器件件選型4.5.1單片片機AT899S52本設計采用的控控制器是ATT89S522，該芯片是是由美國ATTMEL公司司生產的低電電壓，高性能能CMOS 8位單片機機，片內具有有8KB的FFLASH ROM存儲儲器，2566B的數據存存儲

47、器，兼容容標準MCSS-51單片片機指令，是是性價比比較較高的一款微微控制芯片，對對于本課題不不需要非常復復雜的數據處處理，因此采采用了AT889S52單單片機。單片機AT899S52主要要性能參數1.與MCS-51產品指指令系統完全全兼容2.內部8KBB可重復擦寫寫的在線可編編程FLASSH存儲器3.256B的的內部數據存存儲器4.32個可編編程I/O口口5.8個中斷源源6.3個16位位定時/計數數器7.全雙工UAART串行口口8.雙數據指針針9.內部集成看看門狗電路 10.三級程序序加密AT89S522引腳（PDDIP40）如如圖4-10。圖4-10 單單片機AT889S52引引腳圖（PD

48、DIP40）單片機的引腳功功能簡介VCC：電源電電壓引腳GND：電源地地引腳XTAL1，XXTAL2：外接晶體引引腳RST：系統復復位引腳INT0：外部部中斷0引腳腳MOSI：編程程輸入引腳MISO：編程程輸出引腳SCK：編程時時鐘引腳4.5.2溫濕濕度傳感器DDHT90本設計采用的溫溫濕度傳感器器為DHT990，它其實實是SHT110的封裝，本本文對SHTT10的介紹紹都是針對DDHT90的的。SHT110是瑞士盛盛世瑞恩公司司生產的一塊塊集成數字溫溫濕度傳感器器，它應用專專利的工業CCMOS過程程微加工技術術（CMOSSens eq oac(,R)），確保產產品具有極高高的可靠性與與卓越的

49、長期期穩定性。傳傳感器包括一一個電容式聚聚合體測濕元元件和一個能能隙式測溫元元件，并與一一個14位的的A/D轉換換器以及串行行接口電路在在同一塊芯片片上實現無縫縫連接。該產產品具有品質質卓越、超快快相應、抗干干擾能力強、性性價比極高等等優點。每個個SHT100傳感器都在在極為精確的的濕度校驗室室中進行校準準。校驗系數數都以程序的的形式存儲在在OTP內存存中，傳感器器內部在檢測測信號的處理理過程中要調調用這些校準準系數。其內內部方框圖如如圖4-11。圖4-11 SSHT10內內部方框圖SHT10測濕濕精度達4.5，測測溫精度達0.5，滿足課題題要求。其采采用兩線制串串行接口，使使系統互連更更為簡

50、單，可可靠。由于SSHT10的的這些優點，使使它廣泛應用用于暖通空調調，汽車，氣氣象站，自動動控制等領域域。SHT10測量量時序SHT10采用用的是兩線制制的串行接口口，時序方面面部分與I22C接口時序相相同，但它與與I2C接口并不兼兼容，它有兩兩個輸入輸出出口SCK和和DATA，SSCK用于和和微處理器通通信同步，DDATA是數數據線，DAATA在SCCK的下降沿沿之后改變狀狀態，并僅在在SCK時鐘鐘上升沿有效效，數據傳輸輸期間SCKK為高電平時時，DATAA必須保持穩穩定。SHTT10的時序序主要有“啟動傳輸”時序（如圖圖4-12），數數據傳輸時序序（如圖4-13），通通信復位時序序（如圖

51、4-14），應應答時序等時時序構成。圖4-12 啟啟動傳輸時序序圖4-13 數數據傳輸時序序圖4-14 通通信復位時序序SHT10總體體測量時序概概覽如圖4-15。圖4-15 測測量時序概覽覽4.5.3溫度度傳感器DSS18B200本系統采用DSS18B200作為蒸發器器溫度采集端端，DS188B20是DDallass半導體公司司（現被Maaxim公司司收購）生產產的“一線總線”接口的溫度度傳感器，DDS18B220測量溫度度范圍為55125，在1085范圍內，精精度為0.5，支持3VV5.5VV的電壓范圍圍，現場溫度度直接以“一線總線”的數字方式式傳輸，大大大提高了系統統的抗干擾性性。適合惡

52、劣劣的現場溫度度測量，如環環境控制、設設備或過程控控制、測溫類類消費電子產產品等。DS18B200測溫原理DS18B200的測溫原理理是這樣的：用一個高溫溫度系數的振振蕩器確定一一個門周期，內內部計數器在在這個門周期期內對一個地地溫度系數的的振蕩器的脈脈沖進行計數數來得到溫度度值。計數器器被預置到對對應55的一個值。如如果計數器在在門周期結束束前到達0，則則溫度寄存器器（同樣被預預置到55）的值增加加，表明所測測溫度大于55。同時，計計數器被復位位到一個值，這這個值由斜坡坡式累加器電電路確定，斜斜坡式累加器器電路用來補補償感溫振蕩蕩器的拋物線線特性。然后后計數器又開開始計數直到到0，如果門門周

53、期仍未結結束，將重復復這一過程。DDS18B220內部方框框圖如圖4-16。圖4-16 DDS18B220內部方框框圖DS18B200測量時序DS18B200總線協議采采用的是1-Wire總總線協議，主主要包括初始始化時序（如如圖4-17），讀讀寫時序（如如圖4-18，圖圖4-19）等等。圖4-17 初初始化時序圖4-18 DDS18B220寫時序圖4-19 DDS18B220讀時序5 系統軟件件設計5.1開發工具具的選擇本系統的程序設設計采用的是是高級語言CC語言，之所所以采用C語語言，是因為為C語言有如如下優勢：1.C語言簡潔潔，使用靈活活方便。2.用C語言編編寫的程序可可移植性好。可可以

54、將一種單單片機上編寫寫的程序，不不做修改或作作少量修改就就可以移植到到另一款單片片機上。3.表達方式靈靈活，表達能能力強。C語語言具有豐富富的數據結構構，可以實現現多種運算，另另外，C語言言書寫格式自自由，編寫程程序有較大的的靈活性。4.可進行結構構化程序設計計。C語言以以函數作為程程序設計基本本單位，有利利于程序的模模塊化。5.可以直接操操作計算機硬硬件。C語言言可以進行位位操作，可以以直接對單片片機硬件進行行控制。6.生成的目標標代碼質量高高。用C語言言編寫的程序序生成的代碼碼效率僅比匯匯編語言編寫寫的程序低110-20。綜合考慮選用CC語言編寫系系統的程序代代碼。目前，針針對51單片片機

55、的編譯器器有很多種，KKeil CC51是其中中比較優秀的的一種，由它它生成的程序序代碼具有形形式簡潔，效效率極高的優優點，本系統統的軟件設計計都是基于KKeil CC51編譯器器的。目前它它的軟件最新新版本是Keeil uVVisionn 3，它是是一個IDEE（集成開發發環境），集集編輯，編譯譯，生成可執執行代碼于一一體的開發環環境，使用非非常方便 。5.2系統軟件件設計流程圖圖系統軟件設計流流程圖如附圖圖。附圖 系統軟件件設計流程圖圖5.3系統軟件件功能模塊開開發本系統的軟件設設計采用結構構化的程序設設計方法，分分別編寫各個個功能子模塊塊的程序，并并做成頭文件件的形式，在在主函數中直直接

56、包含即可可。系統模塊塊主要分為DDHT90測測溫測濕模塊塊，DS188B20測溫溫模塊，鍵盤盤處理模塊，LLCM16002顯示模塊塊，數據存儲儲模塊，數字字濾波模塊構構成，下面分分別對它們作作介紹。1.DHT900測溫測濕模模塊DHT90測溫溫測濕模塊主主要編寫了對對I/O口的的讀寫程序。寫一個字節函數數：char s_writee_bytee(unsiigned char valuee) /寫一個字節節函數 unsiggned cchar ii,erroor=0; for (i=0 x880;i00;i/=22) / if (i & valuee) DATTA=1; /寫1還是是寫0 SCK

57、K=1; /產生下降降沿 _noop_();_nop_();_nnop_(); / 延時55us 12MHHz晶體 SCKK=0; DATA=1; /釋放數據據線 SCK=11; / errorr=DATAA; /檢查應答位位 SCK=00; returrn errror; /返返回應答數據據 讀一個字節函數數：char s_read_byte(unsiggned cchar aack)/ 若應答答位為“1”讀一個字節節 unsiggned cchar ii,val=0; DATA=1; /釋放放總線 for (i=0 x880;i00;i/=22) / SCKK=1; /SSCK為“1”，D

58、ATAA為穩定的數數據 if (DATAA) vall=(vall | i); /讀取一個個位 SCKK=0; DATA=!ack; /若從應答答則拉低數據據線 SCK=11; /下降沿 _nop_();_nnop_();_nopp_(); / 延時55us SCK=00; DATA=1; /釋放數數據線 returrn vall; /返回讀取取數據2.DS18BB20測溫模模塊DS18B200測溫模塊主主要編寫了讀讀寫DS188B20程序序。讀DS18B220程序uchar rread_DDS18B220() /讀讀DS18BB20 uchar ii,j,daat;for(j=00;j1;

59、/右移一位 DQ=1;return dat;寫DS18B220程序void wrrite_DDS18B220(uchhar daat)/寫DSS18B200 uchar ii,j;for(j=00;j1;/右移一一位 DQ=1;3.LCM16602顯示模模塊LCM16022顯示模塊主主要編寫了顯顯示自建字符符函數，根據據地址寫字符符函數。據地址寫字符函函數void wrrite_cchar(uuchar x,uchhar y,ucharr dat) /根據據地址寫一個個字符 posittion(xx,y); writee_dataa(dat); 顯示自建字符函函數void wrrite_CCG

60、RAM(ucharr *p) /寫寫自建字符函函數uchar ii;write_ccommannd(0 x440); /可根據實實際情況修改改for(i=00;i8;i+)write_ddata(*p);p+;4.鍵盤處理模模塊void innt0 innterruupt 0 usingg 1int temmp;while(rret) /此處處以進入中斷斷服務程序if(add=0)temp=addd;delay(110); /延時去抖抖if(add=tempp) value+; /valuee為全局變量量if（subbb=0）temp=addd;delay(110);if(add=tempp)