汽车空调智能控制硬件系统设计
汽车空调智能控制硬件系统设计[20200408211628]
摘 要
以单片机AT89C52为微处理器的汽车空调智能控制系统，自动巡回监测室内温度。
当检测到的温度大于用户设定值时，单片机通过计算输出相应的控制信号来控制继电器开关吸合从而使得制冷压缩机开始制冷。当温度降低到用户设定值时，单片机通过计算输出相应的控制信号来控制继电器开关断开。此时制冷压缩机停止工作，室内温度保持不变。
当检测到的温度低于用户设定值时，单片机通过计算输出相应的控制信号控制加热器开始加热。当温度恢复到用户设定值时，单片机控制继电器开关断开，使得加热器停止加热，室内温度保持不变通过制冷压缩机和加热器协调工作，将室内的环境控制在人体觉得舒适的范围内。本设计中还有一个湿度模拟变化部分，通过调动电位器在LCD显示屏上模拟室内湿度的变化。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:AT89C52制冷压缩机加热器继电器Thesystemhardwaredesignofintelligentcontrolofautomobileairconditioner
Keywords: AT89C52；refrigeration compressor；heater；relay 目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 1
1 绪论 3
1. 1 引言 3
1.2 国内外空调研究现状 3
1.3 课题研究的目的及意义 4
1.4 课题研究的主要内容 4
1.5 本课题的主要任务 4
2 汽车空调及空调智能控制系统的概述 4
2.1 汽车空调的概述 4
2.2. 汽车空调制冷系统的工作原理 6
2.3 汽车空调智能控制系统的概述 6
2.4 汽车空调智能控制系统总体设计方案 7
2.5 汽车空调智能控制系统设计原则 8
2.6 设计中要实现的控制 9
3 空调控制器的设计 9
3.1 空调控制器硬件组成 9
3.1.1 单片机的选择及特点 10
3.1.2 AT89C52引脚结构 11
3.1.3 AT89C52方框图 11
3.2 信号采集电路 13
3.2.1 A/D转换以及A/D转换器PCF8591 14
3.2.2 PCF8591与51系列单片机接口 16
3.2.3 湿度信号模拟采集模块 16
3.2.4 温度信号采集模块 17
3.2.5 显示模块 19
3.2.6 键盘处理模块 20
3.3 电路电源 20
3.3.1 本系统电源的设计要求 20
3.3.2 电源模块 21
3.4 复位操作和复位电路 21
3.4.1 复位操作 21
3.4.2 复位电路 21
3.5 继电器驱动电路接口 22
3.6 控制器的布局设计 23
4 抗干扰设计 25
4.1 硬件抗干扰 25
5 总结 26
参考文献 27
致谢 28
1 绪论
1. 1 引言
这几年，人民生活水平的提高，人们对出行的要求也愈来愈高。汽车作为一种方便快捷的交通工具正好满足了人们的需求。所以汽车行业获得飞速的发展，由于汽车遍及，汽车零部件行业由此也得到飞快的发展，汽车空调作为提高汽车乘坐舒适性的重要组成部分已被汽车制造企业和广大消费者认可，汽车空调在汽车中已经具有举足轻重的的作用。
汽车空调是利用人工方法来实现空气制冷，取暖，通风和空气净化。它可以为乘客提供一个舒适的环境，减轻驾驶员的疲劳，提高交通安全。目前世界上以公认汽车空调是衡量汽车功能是否齐全的标志之一。随着人民生活水平的进步，消费能力的增强以及科学技术的发展尤其是电子技术的发展，使得人们对汽车舒适性的需求也愈来愈高。为了满足舒适性的要求，提高市场销售率，现在汽车制造企业对汽车空调发展更倾向于舒适、自动调节、操作便捷。给驾驶员提供更加舒适的工作环境，为乘客提供更加舒适的乘车环境，同时也提高了行车安全。同时技术发展使得手动和电控在功能上与使用上的弊端暴露的愈来愈明显，比如：操作不便，影响行车安全。有时还不能有效地调节车厢内的空气，这对驾驶员的工作会造成不利的影响。所以为了满足人们的需求，从市场需求方面看，汽车空调装置要进一步降低成本，提高燃油经济性；从乘客和司机方面看，室内温度要合理分布，设备操作要简单，空调装置应向全季节型发展。从车身制造方面看，需要进一步提高汽车空调各组成装置的紧凑型和效率。鉴于此，汽车空调智能控制系统的开发可以改善行车环境，提高舒适性。同时还可以提高汽车等级，增强市场竞争力。
1.2 国内外空调研究现状
国外汽车公司高端的汽车里都配备了全自动汽车空调系统而国内先进的汽车空调控制器大都是进口的。总的来讲我国当前汽车空调系统电子水平还比较低，多半以上还是利用手动控制甚至是简单的位式控制。手动控制需要动手调节，这样会分散司机的注意力，有时人工控制温度和乘员舒适性要求是不同的，在车上不能满足舒适性和节能的需求。人工对汽车空调的控制现在己经成为汽车空调发展的一个瓶颈。国外的高档轿车已有先进的自动空调系统并且已申请技术专利，他们对知识产权的保护，使得无法突破核心技术。所以引进-落后-引进-无限循环的落后严重影响中国汽车产业的发展。而随着我国加入WTO形成国外先进的汽车空调控制技术导致国内汽车工业压力倍增，使汽车工业再次面临着新的机遇和挑战。
目前，唯有研制出适合于我国交通和气候的空调智能控制器并且要有自主知识产权技术，这样制定出的空调控制器才能提高我国汽车行业整体水平，否则在竞争中失败。因此，研究智能汽车空调控制系统势在必行。
1.3 课题研究的目的及意义
汽车空调的作用大家在日常生活中都能感受的到，它不仅能够改善驾员的驾驶环境与乘坐舒适性，提高工作效率和行车安全，又提高汽车等级。所以使得汽车空调成为汽车现代化的重要标志之一，不再是一种奢侈品。由于现在温度的逐渐变化莫测，人们对空调的需求也更加迫切，对空调性能要求也愈来愈高。本课题是讲如何提高汽车的舒适性。主要是通过利用单片机作为核心的控制系统，对现有空调系统的缺陷部分进行改进。我国是社会主义发展中国家，汽车空调技术水平处于发展初期阶段，离发达国家具有着很大的差距。汽车空调是汽车的重要组成部分，还有有很多的发展空间，因此这个课题还是非常具有经济意义的。
1.4 课题研究的主要内容
(1) 系统整体方案的设计
对于系统整体方案的设计。可以借助于别人成功的经验，认真详细地分析智能空调控制系统的特点，查找它的优点和不足，在此基础上进行改善。再结合我国的实际状况来进行设计。我们的这个课题是要设计出以单片机为控制系统的核心，研究出风口可以自动转换，温度范围可以自动调整，且保证室内一定的湿度和清洁度的空调控制系统。
(2) 控制系统硬件电路的设计
这种空调智能控制系统包含：复位电路，主控单元AT89C52单片机;执行机构，模拟信号采集电路，接口单元等。
(3) 系统的仿真调试。
1.5 本课题的主要任务
(1) 对汽车空调及空调系统的简单阐述。
(2) 对本课题要用到的主要部件功能进行简单简绍。
(3) 具体对汽车空调系统的硬件电路进行设计。
2 汽车空调及空调智能控制系统的概述
2.1 汽车空调的概述
1886年，德国人卡尔-奔驰制造出第一辆三轮汽车以来，至今已有128年的历史。世界汽车工业经过几次大革命与打跳跃，如今汽车已走进千家万户，并成为各国工业的主要支柱产业。但汽车空调的问世，却迟了近50年的时间。
1927年，美国出现了第一台汽车空调装置，轰动了各国汽车制造商。这台空调装置只能用来加热。
1938年，美国帕尔德制造出了汽车制冷空调，他模仿了冰箱“冷气”原理。他又在1939年，将改进后的装置安装在福特的林肯V12型轿车中，效果很好。??
1940年，美国帕卡德公司第一次将制冷应用于汽车空调中，促使汽车空调的发展有了新的道路。????
摘 要
以单片机AT89C52为微处理器的汽车空调智能控制系统，自动巡回监测室内温度。
当检测到的温度大于用户设定值时，单片机通过计算输出相应的控制信号来控制继电器开关吸合从而使得制冷压缩机开始制冷。当温度降低到用户设定值时，单片机通过计算输出相应的控制信号来控制继电器开关断开。此时制冷压缩机停止工作，室内温度保持不变。
当检测到的温度低于用户设定值时，单片机通过计算输出相应的控制信号控制加热器开始加热。当温度恢复到用户设定值时，单片机控制继电器开关断开，使得加热器停止加热，室内温度保持不变通过制冷压缩机和加热器协调工作，将室内的环境控制在人体觉得舒适的范围内。本设计中还有一个湿度模拟变化部分，通过调动电位器在LCD显示屏上模拟室内湿度的变化。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:AT89C52制冷压缩机加热器继电器Thesystemhardwaredesignofintelligentcontrolofautomobileairconditioner
Keywords: AT89C52；refrigeration compressor；heater；relay 目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 1
1 绪论 3
1. 1 引言 3
1.2 国内外空调研究现状 3
1.3 课题研究的目的及意义 4
1.4 课题研究的主要内容 4
1.5 本课题的主要任务 4
2 汽车空调及空调智能控制系统的概述 4
2.1 汽车空调的概述 4
2.2. 汽车空调制冷系统的工作原理 6
2.3 汽车空调智能控制系统的概述 6
2.4 汽车空调智能控制系统总体设计方案 7
2.5 汽车空调智能控制系统设计原则 8
2.6 设计中要实现的控制 9
3 空调控制器的设计 9
3.1 空调控制器硬件组成 9
3.1.1 单片机的选择及特点 10
3.1.2 AT89C52引脚结构 11
3.1.3 AT89C52方框图 11
3.2 信号采集电路 13
3.2.1 A/D转换以及A/D转换器PCF8591 14
3.2.2 PCF8591与51系列单片机接口 16
3.2.3 湿度信号模拟采集模块 16
3.2.4 温度信号采集模块 17
3.2.5 显示模块 19
3.2.6 键盘处理模块 20
3.3 电路电源 20
3.3.1 本系统电源的设计要求 20
3.3.2 电源模块 21
3.4 复位操作和复位电路 21
3.4.1 复位操作 21
3.4.2 复位电路 21
3.5 继电器驱动电路接口 22
3.6 控制器的布局设计 23
4 抗干扰设计 25
4.1 硬件抗干扰 25
5 总结 26
参考文献 27
致谢 28
1 绪论
1. 1 引言
这几年，人民生活水平的提高，人们对出行的要求也愈来愈高。汽车作为一种方便快捷的交通工具正好满足了人们的需求。所以汽车行业获得飞速的发展，由于汽车遍及，汽车零部件行业由此也得到飞快的发展，汽车空调作为提高汽车乘坐舒适性的重要组成部分已被汽车制造企业和广大消费者认可，汽车空调在汽车中已经具有举足轻重的的作用。
汽车空调是利用人工方法来实现空气制冷，取暖，通风和空气净化。它可以为乘客提供一个舒适的环境，减轻驾驶员的疲劳，提高交通安全。目前世界上以公认汽车空调是衡量汽车功能是否齐全的标志之一。随着人民生活水平的进步，消费能力的增强以及科学技术的发展尤其是电子技术的发展，使得人们对汽车舒适性的需求也愈来愈高。为了满足舒适性的要求，提高市场销售率，现在汽车制造企业对汽车空调发展更倾向于舒适、自动调节、操作便捷。给驾驶员提供更加舒适的工作环境，为乘客提供更加舒适的乘车环境，同时也提高了行车安全。同时技术发展使得手动和电控在功能上与使用上的弊端暴露的愈来愈明显，比如：操作不便，影响行车安全。有时还不能有效地调节车厢内的空气，这对驾驶员的工作会造成不利的影响。所以为了满足人们的需求，从市场需求方面看，汽车空调装置要进一步降低成本，提高燃油经济性；从乘客和司机方面看，室内温度要合理分布，设备操作要简单，空调装置应向全季节型发展。从车身制造方面看，需要进一步提高汽车空调各组成装置的紧凑型和效率。鉴于此，汽车空调智能控制系统的开发可以改善行车环境，提高舒适性。同时还可以提高汽车等级，增强市场竞争力。
1.2 国内外空调研究现状
国外汽车公司高端的汽车里都配备了全自动汽车空调系统而国内先进的汽车空调控制器大都是进口的。总的来讲我国当前汽车空调系统电子水平还比较低，多半以上还是利用手动控制甚至是简单的位式控制。手动控制需要动手调节，这样会分散司机的注意力，有时人工控制温度和乘员舒适性要求是不同的，在车上不能满足舒适性和节能的需求。人工对汽车空调的控制现在己经成为汽车空调发展的一个瓶颈。国外的高档轿车已有先进的自动空调系统并且已申请技术专利，他们对知识产权的保护，使得无法突破核心技术。所以引进-落后-引进-无限循环的落后严重影响中国汽车产业的发展。而随着我国加入WTO形成国外先进的汽车空调控制技术导致国内汽车工业压力倍增，使汽车工业再次面临着新的机遇和挑战。
目前，唯有研制出适合于我国交通和气候的空调智能控制器并且要有自主知识产权技术，这样制定出的空调控制器才能提高我国汽车行业整体水平，否则在竞争中失败。因此，研究智能汽车空调控制系统势在必行。
1.3 课题研究的目的及意义
汽车空调的作用大家在日常生活中都能感受的到，它不仅能够改善驾员的驾驶环境与乘坐舒适性，提高工作效率和行车安全，又提高汽车等级。所以使得汽车空调成为汽车现代化的重要标志之一，不再是一种奢侈品。由于现在温度的逐渐变化莫测，人们对空调的需求也更加迫切，对空调性能要求也愈来愈高。本课题是讲如何提高汽车的舒适性。主要是通过利用单片机作为核心的控制系统，对现有空调系统的缺陷部分进行改进。我国是社会主义发展中国家，汽车空调技术水平处于发展初期阶段，离发达国家具有着很大的差距。汽车空调是汽车的重要组成部分，还有有很多的发展空间，因此这个课题还是非常具有经济意义的。
1.4 课题研究的主要内容
(1) 系统整体方案的设计
对于系统整体方案的设计。可以借助于别人成功的经验，认真详细地分析智能空调控制系统的特点，查找它的优点和不足，在此基础上进行改善。再结合我国的实际状况来进行设计。我们的这个课题是要设计出以单片机为控制系统的核心，研究出风口可以自动转换，温度范围可以自动调整，且保证室内一定的湿度和清洁度的空调控制系统。
(2) 控制系统硬件电路的设计
这种空调智能控制系统包含：复位电路，主控单元AT89C52单片机;执行机构，模拟信号采集电路，接口单元等。
(3) 系统的仿真调试。
1.5 本课题的主要任务
(1) 对汽车空调及空调系统的简单阐述。
(2) 对本课题要用到的主要部件功能进行简单简绍。
(3) 具体对汽车空调系统的硬件电路进行设计。
2 汽车空调及空调智能控制系统的概述
2.1 汽车空调的概述
1886年，德国人卡尔-奔驰制造出第一辆三轮汽车以来，至今已有128年的历史。世界汽车工业经过几次大革命与打跳跃，如今汽车已走进千家万户，并成为各国工业的主要支柱产业。但汽车空调的问世，却迟了近50年的时间。
1927年，美国出现了第一台汽车空调装置，轰动了各国汽车制造商。这台空调装置只能用来加热。
1938年，美国帕尔德制造出了汽车制冷空调，他模仿了冰箱“冷气”原理。他又在1939年，将改进后的装置安装在福特的林肯V12型轿车中，效果很好。??
1940年，美国帕卡德公司第一次将制冷应用于汽车空调中，促使汽车空调的发展有了新的道路。????
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