汽车空调智能辅助系统设计
摘 要
汽车是当今社会中的重要交通工具之一，汽车空调是一种舒适性的空调，不仅是人民物质生活提高的标志，也是提高汽车市场竞争实力的重要技术措施。汽车空调及其控制系统是现代汽车先进水平的重要标志之一，目前，空调已成为车辆不可缺少的重要附件。传统的机械空调无法满足驾驶员乘坐舒适需求和整车技术水平的要求。
鉴于此，为了提高汽车智能化水平，简化用户的操作，因此开发出以汽车CAN网络技术为核心的汽车空调智能辅助系统。设计以AT89C51单片机作为系统下位机控制核心，并对液晶模块、温度采集模块、键盘输入、串口通讯、报警提示、CAN通讯模块进行了设计，用Proteus软件对系统进行仿真。结果表明该系统具有结构简单、独立元件较少、人机交换界面美观、操作使用方便等优点，完全支持一般的汽车空调智能辅助控制。这样不仅提高了汽车的智能化，还提高了汽车的可靠性和舒适性。
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关键字:汽车空调系统DS18B20AT89C51LCD1602
目 录
序 言 1
1. 课题分析与方案论证 2
1.1课题任务分析 2
1.2方案论证 2
1.3汽车空调控制网络 3
1.4设计步骤 4
1.5本章小结 4
2. 系统技术分析 5
2.1系统分布图 5
2.2微控制器AT89C51 6
2.2.1主要特性 6
2.3液晶显示器LCD1602 7
2.3.1 LCD1602的特性 7
2.3.2 LCD1602主参数 7
2.3.3 LCD1602引脚说明 8
2.3.4 LCD1602液晶显示器实物图 8
2.4温度传感器DS18B20 8
2.4.1 DS18B20的性能特点 9
2.4.2 DS18B20 引脚说明 9
2.4.3 DS18B20数字温度计外形示意图 9
2.4.4 DS18B20 管脚控制 9
2.5 蜂鸣器介绍 10
2.5.1 蜂鸣器的种类划分 10
2.6二极管介绍 10
2.7串口介绍 11
2.7.1概述 11
2.7.2 串口实物图 11
2.8控制器SJA1000和收发器PCA82C250 11
2.9本章小结 11
3. 系统硬件设计 12
3.1系统硬件示意图 12
3.2系统各组成部分电路设计 13
3.2.1 LCD1602显示模块电路设计 13
3.2.2 DS18B20温度传感器电路设计 13
3.2.3 AT89C51工作电路设计 14
3.2.4虚拟机电路设计 14
3.2.5串口电路设计 14
3.2.6 电压转换电路 15
3.3系统通信协议设计 15
3.4 CAN接口设计 16
3.5本章小结 16
4. 系统软件设计 17
4.1设计思想 17
4.2总思想图 17
4.3 全自动温度控制系统工作过程 18
4.4 车空调自动控制器节点的系统构成 18
4.4.1 CAN总线系统布线网络图 18
4.5系统设计 19
4.6程序设计代码 21
4.6.1系统主程序设计 21
4.6.2串口函数 23
4.6.3温度检测程序设计 24
4.6.4液晶显示器程序设计 25
4.7本章小结 26
5. 系统的使用说明 27
5.1系统使用软件简介 27
5.1.1 Wave6000程序编译调试软件 27
5.1.2 Protues 仿真软件 27
5.1.3 串口调试助手 28
5.1.4 VSPD虚拟串口 29
5.2软件使用 29
5.2.1软件调试 29
5.2.2 Protues 仿真软件使用说明 30
5.4本章小结 32
结语 33
参考文献 34
致谢 35
附录 36
序 言
汽车是当今社会中的重要交通工具之一，汽车空调是一种舒适性的空调，不仅是人民物质生活提高的标志，也是提高汽车市场竞争实力的重要技术措施。随着现代技术的不断发展和物质水平的提高，使用者对汽车空调的控制操作技术提出了更高的要求。
汽车空调压缩机的运转速度将根据发动机转速的变化而发生变化，工作变化比较大，汽车空调一直是在改变工作状况下作业的。汽车空调系统的功能是对车内空气的温度、湿度、流动速度和洁净度等参数进行控制，为乘员提供舒适清洁的车内环境，除此之外，空调还能预防或出去附在风窗玻璃上的雾、霜或冰雪，给驾驶员提供清晰的视野，以保障行车安全。现代的新式空调还可以对车内空气的其他指标，如成分、气味及噪声等进行调节与控制。
据估计，汽车在暴晒的情况下车内温度可达65℃以上驾乘人员在这样的环境下会感到不舒适。而人在夏天的最适温度是19—24℃，冬天的最适温度是17—22℃。而汽车空调智能辅助系统可以实现车内温度的监测报警并迅速降到适宜的温度；在冬季，汽车温度在零下几十度，通过同样的原理车内温度可迅速升温至正常的温度。
本设计鉴于目前空调及其控制系统的发展情况，在汽车上开始安装微机控制的汽车空调系统，这使汽车空调功能增多，显示数字化，冷暖、通风一体化，微调化，实现了空调运行与汽车运行的相关统一；在控制方面选择温度反馈控制，提高了汽车的整体性能和舒适性。
1.课题分析与方案论证
1.1课题任务分析
系统是以AT89C51微控制器为基础设计出汽车空调辅助控制系统，在设计中主要有液晶模块、温度采集模块、键盘输入、串口通讯、报警提示、CAN通讯模块实现温度智能控制。设计选取DS18B20检测汽车内部温度。并通过AD转换模块将采集的数据传送到微控制器中，经过与微控制器自身原先设置好的值相对比，微控制器将反应，确定是否需要相关的工作，即通过CAN通讯模块发送控制信息至汽车空调ECU，进行降温或升温的操作，同时在液晶显示模块显示温度和报警，从而实现单片机自动控制的目的。本课题设计的汽车空调智能辅助系统易于实现车内温度的调节、而且成本低、调试程序容易、个别部分出现故障不会影响其他部分的工作、故障自诊断，极大地方便维修人员维修车辆。
须对汽车空调工作原理、程序设计C语言、51单片机、DS18B20、LCD1602、CAN通讯的基础知识，以及串口调试助手、Protues仿真软件和Wave6000等软件的使用，才能能够实现以上设计。
1.2方案论证
对汽车空调控制系统的网络化进行充分研究和分析的基础上，选取型号为PCA82C250的CAN收发器、型号为SJAl000的CAN控制器设计出汽车空调系统的各子节点，并参照汽车领域广泛应用的SAEJ1939协议设计出本系统的通信协议，从而实现了基于CAN总线的汽车空调智能辅助系统。
传感器选择DS18B20，它遇到的电压范围在3.0 V到5.5 V之间，不需要其他方式供电，可以感应到的温度范围在-55℃到+125℃之间，而且精确度较高。被安装后的传感器还可以用于各种非恶劣的测温场合。它具有占用狭小的空间，耐磨碰，使用起来容易，具有各种安装形式，在1根通信线上可以挂很多数字温度传感器。其特点：单总线即只有1根数据线，系统的数据交换、控制都由这根线完成。使分布式温度传感应用更简化操作，不需要外界元件，只需数据总线提供电能，不仅实用而且价廉物美。
液晶显示器选取LCD1602，因内置式LCD使用方便、简洁，所以在字符型LCD和点阵图形型LCD中得到了广泛应用 [1]。
微处理器选取51系列单片机，可以为各类数据区服务，内部具备存储器用来存储智能计温的控制数据。它的主要功能是对采集的温度进行数字化，将数字化温度转换计算出相应的显示段码，控制LCD液晶显示屏以动态扫描的方式进行显示。
原文链接：http://www.jxszl.com/jxgc/qcgc/6126.html
