吳小翠 史靜偉

摘要：隨著社會經濟的不斷發(fā)展以及各種高新技術的不斷提高，人們的生活變得越來越便利，汽車作為高科技的產物，由于其的便利好用性受到了全世界人們的喜愛。而隨著人們生活水平的不斷提高，人們對汽車的要求也在不斷提高。汽車，除了作為人們的交通工具以外，還要為人們出行提供一個舒適的環(huán)境。汽車空調系統(tǒng)作為汽車重要的組成部分，對汽車內部環(huán)境的舒適度具有很大的決定性作用，因此它的性能受到人們廣泛關注。在此，本文將對單片機的微型汽車空調控制器的設計進行分析。

關鍵詞：單片機；微型汽車；空調控制器；設計

人民生活水平普遍提高，汽車作為主要的交通工具，已經走進了千家萬戶。汽車空調系統(tǒng)可以對汽車內的溫度、濕度、風速以及清潔度進行調節(jié)與控制，從而決定車內舒適度。隨著人們對汽車舒適度要求提高，汽車空調控制器的設計也受到汽車生產廠家的重視。但是我國在汽車空調控制器設計方面還遠遠落后于發(fā)達國家，因此在進行生產時常常需要引進外來技術，但是卻得不到其核心技術，面對這樣的現狀，我國加強對該技術的研究勢在必行。

1 汽車空調技術簡述

1.1 汽車空調技術發(fā)展概述

汽車空調技術最早發(fā)展于國外，美國在20世紀30年代便開始該技術的研究，經過30多年的發(fā)展，使得該技術日益成熟，從僅僅可以進行取暖，到僅僅可以進行制冷，以及后來的冷暖一體化、自動控制甚至現在的微處理器控制，發(fā)展地越來越完善。與美國相比，我國汽車空調技術起步甚晚，我國于20世紀60年代才開始汽車空調技術的研究，70年代以后才逐漸應用于汽車中，發(fā)展比較緩慢，直到引進國外技術后，我國該技術才迅速發(fā)展起來，并產生了一些具有代表性的汽車空調生產廠家。但是，我國在汽車空調技術方面還存在很多不足，遠遠落后許多發(fā)達國家，需要相關人員不斷研究改進。總的來說，目前全球汽車空調技術正朝著以下幾個方向發(fā)展，即日趨自動化、舒適化、高效化、經濟化以及環(huán)?；?。

1.2 汽車空調系統(tǒng)工作原理

汽車空調系統(tǒng)有采暖和制冷的作用，可以使得汽車內保持舒適的溫度，更高級的空調系統(tǒng)還有清潔空氣的作用。汽車空調系統(tǒng)主要是由采暖系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)兩大部分組成，下面將分別進行詳細的介紹。整個采暖系統(tǒng)由采暖加熱器、熱水閥、鼓風機等組成。其中，加熱器將熱交換而產生的高溫氣體通過鼓風機送入汽車內，達到提高車內溫度的目的；熱水閥具有加熱升溫通道和高溫制冷劑的作用，可以對汽車內的溫度進行調節(jié)；鼓風機則主要起到將熱空氣送進車內的作用。制冷系統(tǒng)是由壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置、儲液干燥器、蒸發(fā)器及相應的連接管組成，且整個制冷過程由壓縮過程、散熱過程、節(jié)流過程和吸熱過程組成。其中，壓縮過程是將制冷氣體壓縮成高壓高溫氣體排出壓縮機；散熱過程是將壓縮成高壓高溫的制冷氣體進行冷凝，形成液體，這個過程是放熱過程；節(jié)流過程就是將通過膨脹器的高溫高壓制冷劑的溫度和壓力變小，最終使其以霧狀的形式排出；吸熱過程就是使制冷劑被蒸發(fā)器蒸發(fā)為氣體，最后進入壓縮機，這個過程是吸熱過程。

2.微型汽車自動空調基于單片機的設計與實現

2.1總體方案

單片機為控制核心的手動控制模式可以自動調節(jié)空調控制系統(tǒng)，還能實現自動化模式的控制。手動加自動化模式的實現，使駕駛員在駕駛時更能靈活運用。單片機可以對汽車內溫度參數信號實現運算，模糊推理等，單片機通過指令程序化的功能驅動各個項目執(zhí)行工作，以實現控制目的。

2.2自動控制器控制原理

利用空調ECU可以對溫度傳感器收集的溫度信號.操作信號.設定參數轉換等，這時會產生一個控制信號對混合閥.風門電機等進行控制，同時液晶顯示屏可以顯示空調系統(tǒng)的運行狀態(tài)?？照{ECU判斷發(fā)動機是否能夠正常工作，若能就氣動空調系統(tǒng)，開啟制冷壓縮機，這是向發(fā)動機ECU發(fā)送一定數量的請求信號。

3.穩(wěn)壓電源電路設計

原車載的蓄電池工作電源設置為12V，同時當電源電路正常工作時，電壓的波動會比較大。汽車空調控制器中的電源電壓共有2種，分別是12V和15V。點電源是5V時主要是應用單片機，而且溫度傳感器模塊種的電壓是15V。

3.1鍵盤電路設計

空調控制的面板上的功能主要包括8個，按鍵一共有11個。鍵盤電路設計中選擇鍵盤是非編碼鍵盤，配置鍵盤有12個，預留鍵1個，通過單片機掃描每個按鍵，當按下不同的鍵會執(zhí)行對應的操作。

3.2LCD顯示及其驅動電路

本文的顯示屏選擇的是汽車空調專用的LCD顯示屏，這個顯示屏中的功能包括了溫度的設定，選擇送風方式，制冷運行方式選擇以及調節(jié)風量等功能，將LCD驅動器外接，控制通過單片機實現。

4.汽車空調系統(tǒng)的硬件及其軟件設計

4.1軟件設計

汽車控制系統(tǒng)的軟件部分主要包括主程序設計、溫度采集子程序、按鍵掃描子程序、風機轉速控制子程序、溫度顯示子程序等組成。其中，主程序為整個控制系統(tǒng)的核心，用于支配其他子程序；溫度采集子程序則是經系統(tǒng)讀出的溫度發(fā)送至顯示器；按鍵掃描子程序采用編程掃描方式，確認按鍵是否正確；風機轉速控制子程序通過脈沖信號改變風機兩端電壓值，控制風機轉速；溫度顯示子程序顯示汽車內的設定溫度和實際溫度。

4.2抗干擾措施

汽車在行駛的過程中，加速、剎車等操作以及一些突發(fā)的狀況都會對空調控制系統(tǒng)的原件產生干擾。硬件抗干擾措施有：采用電解電容濾波、原件的位置和電線的布置要合理、相互有關的原件盡可能的布置在一起、布置線路時要避免90度折線，以免線路損壞等。軟件抗干擾措施有冗余技術和設置軟件陷阱等。

4.3系統(tǒng)測試

在汽車的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)都設計完成之后，還要對系統(tǒng)進行測試。系統(tǒng)測試是十分必要的一部分，通過系統(tǒng)測試發(fā)現設計中存在的不足并及時解決存在的問題，提高空調系統(tǒng)的安全性，這一過程需要試驗平臺的支持。

參考文獻：

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[2]鮑磊.基于單片機的微型汽車空調控制器設計與開發(fā)[J]電子能技術與軟件工程2016（17）：256-256.