汽车车载空调控制器设计

         随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，外出旅行正逐渐成为一种时尚。汽车作为一种便捷的交通工具已是人们的首选，舒适的乘车环境，如适宜的车内温度、清新的空气应是长途汽车的必备条件。
        所以，开发一款经济实用的车载空调控制器就成为一种需求。本文采用DC/DC转换芯片MC34063AP1为系统供电，以微控制器Atmega8为系统核心，辅以简单模糊控制技术以及按键选择、LED数码管显示，并使整个控制系统具有电源欠压、过压，温度传感器短路、断路等保护功能。

        主要功能指标

        汽车空调控制系统的主要功能如下。
        ● 多种工作模式：自动、制冷、化霜、通风。
        ● 多档风速设定：自动风、低速风、中速风、高速风。
        ● 具有故障运行处理功能。
        ● 面板按键操作。
        ● 适配多类型显示接口。

        控制器基本原理

        汽车空调控制系统框图如图1所示。系统由按键扫描、电压检测、温度检测、风机控制、压缩机控制、LED数码管显示、蜂鸣器报警电路和单片机组成。

汽车空调控制系统框图

　　单片机工作的主要原理为：扫描键盘，当制冷键按下，同时无故障报警时系统将ADC采样的车内温度与预先设定的制冷温度比较，如车内温度高于设定温度则打开冷凝风机、压缩机制冷；当车内温度低于设定温度2℃时关闭压缩机、冷凝风机，若此时强制冷键按下，系统将忽略预设温度直接启动制冷。其中单片机PB0、 PB1口输出高低信号控制MOS管的开关，进而控制风机和压缩机的起停；PC0口采样输入电压并与系统默认值进行比较，以确定电压是否正常；PC2口采样化霜温度用以确定化霜操作；PC3口采样车内温度，将计算的结果输出至LED数码管显示。

    系统硬件设计

        1 主控芯片简介

        Atmega8单片机具有8Kb的在线编程Flash程序存储器、512字节EEPROM、1Kb SRAM、32个通用工作寄存器、23个通用I/O口、3个带比较模式灵活的定时器/计数器、18＋2个内外中断源、1个可编程的SUART接口、1个 I2C总线接口、4通道的10位ADC、2通道8位ADC、可编程的看门狗定时器、1个SPI接口和5种可通过软件选择的节电模式。

        2 电源部分

系统供电部分

　　系统供电电路如图2所示，DC/DC转换芯片采用MC34063，该芯片具有集成基准电压、振荡器同步和输入电压范围宽等特点，其输出电压可表示为 Vout="1".25(1+R39/R40)，输出电流可达500mA，完全满足本系统的功耗要求。为了降低干扰，芯片的输入端和输出端加了电容C10、 C12、C13进行滤波处理。

电压及温度检测电路

3 电压及温度检测电路

        如图3所示，电压、温度检测采用单片机内部专用ADC采样通道，不增加额外芯片有利于降低系统成本。ADC基准电压等同单片机工作电压5V，系统输入电压经R3、R8分压简单滤 波后送入PC0(ADC0)，此端口根据分压比连续采样21次，然后将每次所得值相加即可还原系统输入电压；RT1、RT2为负温度系数传感器，当温度上升或下降时其阻值随之减小或增大，相应ADC端口将多次采样的电压值进行数值平均滤波并与已知的电压/温度区间比较，得出实时温度。

        4 键盘和显示电路

        如图4所示，由于单片机I/O口有限，键盘和显示电路采用了端口复用，3位8段LED数码管驱动增加了SN74164串入并出芯片进一步缓解端口有限的压力。其中键盘有7个按键，分别为开关机、制冷/通风、强制冷、设定、上增、下减，可以进行温度设置和新风时间设置等。LED数码管可以显示当前车内温度、系统预设温度、输入电压等，当蜂鸣器报警时能显示故障代码为维修调试提供了方便。

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