汽车空调控制系统设计.doc

电子与信息工程学院射频实验室 实训报告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 工程实训电子与信息工程学院射频实验室实践概述：【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。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内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。我们在车内、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、鼓风机模块实验设备：实验硬件：（1）仿真器1台。 （2）+5V的直流稳压电源1台。 （3）PC机1台。实验软件：AltiumDesignerSummer9，Keil uVision4。实践内容：【实践过程】（实践步骤、记录、数据、分析）实验步骤： 1.设计汽车空调系统示意图如图8所示： AT89C514X4键盘LED显示 车内温度 DS18B20 车外温度 DS18B20蒸发器温度 DS18B203相6拍步进电动机风门执行机构 驱动电路压缩机电磁离合器DC-SSR鼓风机风机调速模块图8：示意图 2. 汽车空调控制系统主程序流程图如图9所示： 开始 初始化调用读取温度子程序温度传感器都被检测到？都NY调用温度处理、温度显示子程序，一次显示各传感器检测的温度值调用读取温度、温度处理、温度显示子程序，显示车内温度调用制冷子程序制冷标志为0？ NY调用制热子程序制冷标志为0？ N制冷标志为0？Y调用自动子程序 NY调用返回子程序制冷标志为0？ NY图9：流程图 (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范围界限时，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，通过对之前学习内容的整合，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。否则有些功能是实现不了。（2）在编写程序的时候要紧扣原理图，各个引脚的定义，赋值都要切合实际。（3）我们在连线的时候要严格按照操作规则，否则会使程序下载不到单片机里，或者会将芯片烧了。（4）在遇到困难时，我们要理清思路，一步一步查找问题，耐心的解决问题。（5）这次设计，让我觉得我们所学的知识和实际非常贴近，我们在平时的学习中就可以和实际结合，而不是一味的苦学课本知识。 【指导教师评语及成绩】评语： 成绩： 指导教师签名： 批阅日期： /* 实 验 名 : 汽车空调系统* 连接方式 : 见电路图shixunyuanlitu.SchDoc*/#include#includelcd.h/定义I O口/#define GPIO_KEY P1#define speed 1sbit DSPORT=P37;/声明函数/void Delay1ms(uint );uchar Ds18b20Init();void Ds18b20WriteByte(uchar com);uchar Ds18b20ReadByte();void Ds18b20ChangTemp();void Ds18b20ReadTempCom();void Go();int Ds18b20ReadTemp();/Motor sbit I01 = P02;sbit I11 = P03;sbit I02 = P04;sbit I12 = P05;sbit dianji=P20;sbit jidianqi=P36; sbit beep=P30;void delay(int time);/定义变量/unsigned char PuZh17=Zhe ge zhi :;unsigned char caidang=1.ZHILENG 2.ZHIRE 3.ZIDONG 4.FANHUI;unsigned char zhilengzhong=ZHILENGZHONG ;unsigned char zhirezhong=ZHIREZHONG ;unsigned char shezhi=Gianbian;unsigned char auto1=Zidong;unsigned char KeyValue;unsigned char datas = 0, 0, 0, 0, 0; /定义数组static int flag1,flag2,zidongflag;static int aim=0;/声明函数/ void LcdDisplay(int temp);void KeyScan(void);void Delay10ms(unsigned int c); /误差 0void main(void)unsigned char i;LcdInit();/dianji=1;jidianqi=1;beep=0;/while(Ds18b20Init() ;for(i=0; i29; i+)if(i = 16)LcdWriteCom(0x80 + 0x40); LcdWriteData(caidangi); while(1) KeyScan(); if(KeyValue=5)/ dianji=1;beep=0; flag2=1; KeyValue=0; LcdWriteCom(0x80); LcdWriteCom(0x01); for(i=0; i39)beep=1; else beep=0; LcdWriteCom(0x80+0x40); LcdWriteData(0+aim/10); LcdWriteCom(0x80+0x41); LcdWriteData(0+aim%10); LcdWriteCom(0x80+0x43); LcdWriteData(C);if(flag1=1)LcdDisplay(Ds18b20ReadTemp(); LcdWriteCom(0x80+0x49);LcdWriteData(t);LcdWriteCom(0x80+0x4A);LcdWriteData(o); LcdWriteCom(0x80+0x4C); LcdWriteData(0+aim/10); LcdWriteCom(0x80+0x4D); LcdWriteData(0+aim%10); GO();if(zidongflag=1) if(datas1*10+datas2)aim)dianji=0; jidianqi=0; else dianji=1; jidianqi=1; if(KeyValue=1) flag1=1; flag2=0; zidongflag=0; KeyValue=0; LcdWriteCom(0x80); LcdWriteCom(0x01); for(i=0; i12; i+) LcdWriteData(zhilengzhongi); dianji=0; jidianqi=0; if(KeyValue=2) flag1=1; flag2=0; zidongflag=0; KeyValue=0; LcdWriteCom(0x80); LcdWriteCom(0x01); for(i=0; i10; i+) LcdWriteData(zhirezhongi); dianji=0; jidianqi=1; if(KeyValue=3) flag1=1; flag2=0; zidongflag=1; KeyValue=0; LcdWriteCom(0x80); LcdWriteCom(0x01); for(i=0; i10; i+) LcdWriteData(auto1i); dianji=0; if(KeyValue=4) flag1=0; flag2=0; zidongflag=0; KeyValue=0; LcdWriteCom(0x80); LcdWriteCom(0x01); for(i=0; i29; i+) if(i = 16) LcdWriteCom(0x80 + 0x40); LcdWriteData(caidangi); dianji=1; jidianqi=1; void KeyScan(void) char a = 0;GPIO_KEY=0x0f;if(GPIO_KEY!=0x0f)/按键是否按下Delay10ms(1);/延迟10ms消除抖动if(GPIO_KEY!=0x0f)/再次检测按键是否按下/列GPIO_KEY=0X0F;switch(GPIO_KEY)case(0X07):KeyValue=0;break;case(0X0b):KeyValue=4;break;case(0X0d):KeyValue=8;break;case(0X0e):KeyValue=12;break; /行GPIO_KEY=0XF0;switch(GPIO_KEY)case(0X70):KeyValue=KeyValue+3;break;case(0Xb0):KeyValue=KeyValue+2;break;case(0Xd0): KeyValue=KeyValue+1;break;case(0Xe0):KeyValue=KeyValue;break;while(a0;c-) for (b=38;b0;b-) (a=130;a0;a-); /* 函数功能：4拍步进电机*/void Go() /A I01 = 0;I11 = 0; /最大电流输出 I02 = 1;I12 = 1; /输出0delay(speed);/0I01 = 1; /输出0I11 = 1;I02 = 0; /最大电流输出I12 = 0;delay(speed);/B I01 = 0; /以最大电流输出I11 = 0;I02 = 1; /输出0I12 = 1; delay(speed);/0 I01 = 1;I11 = 1;I02 = 0;I12 = 0;delay(speed); /*延时函数*/void delay(int time) int i,j; for(j=0; j = time; j+) for(i =0 ; i = 120; i+);void LcdDisplay(int temp) /lcd显示float tp;unsigned char datas = 0, 0, 0, 0, 0; /定义数组datas0 =0;datas1 =0;datas2 =0;datas3 =0;datas4 =0; if(temp0; y-) for(x=110; x0; x-); uchar Ds18b20Init()uchar i;DSPORT = 0;/将总线拉低i = 70;while(i-);/延时DSPORT = 1;/然后拉高总线，如果DS18B20做出反应会将在15us60us后总线拉低i = 0;while(DSPORT)/等待DS18B20拉低总线i+;if(i5)/等待5MSreturn 0;/初始化失败D