【正文】 接收電路 ............................................................................................. 26 按鍵接口電路 ............................................................................................. 27 復(fù)位電路 ............................................................................................................... 27 外圍負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電路 ........................................................................................... 28 直流電機(jī)的控制 ......................................................................................... 28 驅(qū)動(dòng)電路 ...................................................................................................... 29 本章小結(jié) ............................................................................................................... 29 第 4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及控制算法 ................................................................................. 30 軟件設(shè)計(jì)概述 ....................................................................................................... 30 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) ................................................................................................... 31 主要軟件功能的實(shí)現(xiàn) ........................................................................................... 32 模糊控制算法在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用 ................................................................... 38 模糊控制系統(tǒng)基本原理 ............................................................................. 39 模糊控制的特點(diǎn) ......................................................................................... 40 模糊控制器的設(shè)計(jì) ..................................................................................... 41 本章小結(jié) ............................................................................................................... 43 第 5章 抗干擾措施 ........................................................................................................... 44 硬件抗干擾措施 ................................................................................................... 44 軟件抗干擾措施 ................................................................................................... 45 軟件干擾對(duì)控制系統(tǒng)可能造成的危害 ..................................................... 46 軟件抗干擾設(shè)計(jì)的幾個(gè)措施 ..................................................................... 46 本章小結(jié) ............................................................................................................... 48 結(jié) 論 ........................................................................................................................... 49 致 謝 ........................................................................................................................... 51 參 考 文 獻(xiàn) ....................................................................................................................... 52 附 錄 ........................................................................................................................... 55 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第 1 章 緒 論 引言 汽車(chē)是現(xiàn)代社會(huì)中的主要交通工具之一。 然而，當(dāng)前只有豪華大客車(chē)安裝了微機(jī)控制的空調(diào)系統(tǒng)，而一般的大中型客車(chē)上的空調(diào)還是功能不夠齊全的手動(dòng)控制的空調(diào)系統(tǒng)或電控的空調(diào)系統(tǒng)，手動(dòng)和電 控空調(diào)在功能上和使用上的缺點(diǎn)暴露得越來(lái)越明顯，例如操作不方便，安全性不好，不能很好地調(diào)節(jié)車(chē)內(nèi)空氣，對(duì)乘客的觀光旅游，學(xué)習(xí)及駕駛員的工作不利，所以為了滿(mǎn)足人們外出觀光旅游的需求，從市場(chǎng)方面要求，希望汽車(chē)空調(diào)裝置能夠進(jìn)一步應(yīng)用在普通的大中型客車(chē)上，同時(shí)空調(diào)能夠進(jìn)一步降低成本，提高燃油經(jīng)濟(jì)性；空調(diào)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，智能化；從乘客和駕駛員方面要求，車(chē)內(nèi)溫度要合理分布，要求操作簡(jiǎn)便，空調(diào)裝置應(yīng)向全季節(jié)型發(fā)展。它的發(fā)展大體上可以分為如下幾 個(gè)階段： (1) 單一供暖空調(diào)裝置階段 始于 1927 年，目前在寒冷的北歐，亞洲北部地區(qū)，汽車(chē)空調(diào)仍使用單一供暖系統(tǒng)。裝置根據(jù)傳感器隨時(shí)檢測(cè)車(chē)外溫度，自動(dòng)地調(diào)制裝置各部件工作，達(dá)到控制車(chē)外溫度和行駛其他功能的目的。 國(guó)內(nèi)外車(chē)載空調(diào)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)車(chē)載空調(diào)的發(fā)展現(xiàn)狀 汽車(chē)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，隨著我國(guó)加入世貿(mào)組織，國(guó)外各大汽車(chē)集團(tuán)紛紛進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，大大加快了我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展。從市場(chǎng)占有情況看，由于目前大多數(shù)汽車(chē)空調(diào)生產(chǎn)未上規(guī)模，加上汽車(chē)空調(diào)種類(lèi)繁多，國(guó)內(nèi)汽車(chē)空調(diào)銷(xiāo)售市場(chǎng)僅為幾家所壟斷。還有人針對(duì)司機(jī)和乘客的個(gè)體舒適性差異，對(duì)不同的出風(fēng)口進(jìn)行單獨(dú)控制。對(duì)于汽車(chē)空調(diào)的算法，國(guó)內(nèi)外也有許多相關(guān)的研究。目前，美國(guó)生產(chǎn)的客車(chē) 12%裝備了自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，只要預(yù)先調(diào)好溫度，機(jī)器就能自動(dòng)地在調(diào)定的溫度范圍內(nèi)工作，有 82%的客車(chē)裝備了手動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)。如果系統(tǒng)不在設(shè)定的范圍內(nèi)工作， BCM 將壓縮機(jī)電磁離合器脫離。在多輸 入、輸出非線性系統(tǒng)領(lǐng)域中取得了驕人的成功，突破了傳統(tǒng)控制方法的局限。 （ 3） 模糊控制理論的研究以及模糊控制技術(shù)的應(yīng)用 學(xué)習(xí)模糊控制的基礎(chǔ)，并結(jié)合汽車(chē)空調(diào)控制系統(tǒng)的實(shí)際情況，將模糊控制技術(shù)初步用于空調(diào)控制器。 ：空氣的流速和方向?qū)θ梭w舒適性影響很大。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 21 汽車(chē)空調(diào)制冷循環(huán)圖 制冷系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、冷凝器 （ 包括 冷凝風(fēng)機(jī) ） 、膨脹閥和蒸發(fā)器 （ 包括蒸發(fā)風(fēng)機(jī) ） 組成。 采暖系統(tǒng)是由暖風(fēng)散熱器、暖水閥和風(fēng)機(jī)組成。所以鼓風(fēng)機(jī)的快慢直接影響到了制冷蒸發(fā)器和暖風(fēng)散熱器的對(duì)流散熱快慢，也就直接影響到了車(chē)內(nèi)空氣的調(diào)節(jié)速度。 綜上 所述，整個(gè)汽車(chē)空調(diào)控制系統(tǒng)可以通過(guò)六個(gè)受控裝置來(lái)控制，它們分別是內(nèi)外循環(huán)電磁閥、鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速電路、混合風(fēng)門(mén)電機(jī)、壓縮機(jī)電磁閥、暖水電磁閥和風(fēng)向風(fēng)門(mén)電機(jī)。此循環(huán)周而復(fù)始地進(jìn)行，就可以使車(chē)內(nèi)的溫度維持在舒適的狀態(tài)。 （ 3） 車(chē)上玻璃除霜。當(dāng)汽車(chē)長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，車(chē)室內(nèi)的空氣品質(zhì)下降，這時(shí)應(yīng)定期開(kāi)大風(fēng)門(mén)。 1） 含濕量 濕空氣是由干空氣和水蒸氣組成的。但如果二氧化碳含量超過(guò)一定的比例，即可使人產(chǎn)生不適感；室內(nèi)空氣二氧化碳在 0. 07%以下時(shí)屬于清潔空氣，人體感覺(jué)良好；當(dāng)濃度在 %至 %時(shí)屬于普通空氣，超過(guò) %時(shí)個(gè)別敏感者會(huì)感覺(jué)有不良?xì)馕?；空氣中二氧化碳含量更多只?huì)導(dǎo)致乘客呼吸困難 、 窒息，嚴(yán)重的還會(huì)造成生命危險(xiǎn)，所以在 車(chē)載 空調(diào)控制系統(tǒng)中，也要對(duì)二氧化碳含量的控制。（ 1? ） 車(chē)載空調(diào)系統(tǒng)的控制可以分為制冷系統(tǒng)的控制和空氣側(cè)的控制。 車(chē)載空調(diào)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 本課題所設(shè)計(jì)的空調(diào)系統(tǒng)控制系統(tǒng)是借鑒目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)車(chē)用空調(diào)系統(tǒng)制造商產(chǎn)品的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、技術(shù)經(jīng)驗(yàn)及其設(shè)計(jì)思想，針對(duì)大客車(chē)空調(diào)系統(tǒng)，采用先進(jìn)的微控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。該空調(diào)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能： 溫度信號(hào)濕度信號(hào)二氧化碳濃度信號(hào)各個(gè)風(fēng)門(mén)位置信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換各個(gè)風(fēng)門(mén)電機(jī)鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)壓縮機(jī)加濕器空氣凈化器二氧化碳報(bào)警器PIC 16 F 877遙控器長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 1. 空調(diào)控制 。當(dāng)濕度超過(guò)上限時(shí)，加大混合風(fēng)門(mén)，使通過(guò)加熱器的空氣增多。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 第 3 章 車(chē)載空調(diào)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 車(chē)載 空調(diào)控制 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖 對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出標(biāo)準(zhǔn)、全面、可靠的硬件設(shè)備是整個(gè)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，然后才能在此開(kāi)發(fā)智能儀表通用軟件。 本系統(tǒng)采用 微芯 公司的 PIC16F877 作為系統(tǒng) CPU， PIC 單片機(jī)的工作電壓為長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 ~，其 管腳圖，如圖 32。 具有上電延時(shí)器，保證 VDD 穩(wěn)定建立 ； 寬范圍操作電壓： ~； 當(dāng) VDD 低于 VBOR 一段時(shí)間后，芯片自動(dòng)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，所有 I/O 端口都變成高阻狀態(tài)。時(shí)鐘電路采用 RC 做定時(shí)元件，也可采用外加時(shí)鐘源。另外， R1 R7 開(kāi)路會(huì)使 4 腳電壓變?yōu)楦唠娖剑?C1 C19 短路會(huì)使 4腳電壓變?yōu)?0V，造成整機(jī)保護(hù)性停機(jī)。本文選擇鍵盤(pán)作為操縱者對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與數(shù)據(jù)輸入的外部設(shè)備，用報(bào)警指示燈和 LED 顯示器來(lái)向操縱者報(bào)告系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行結(jié)果。發(fā)射器的鍵盤(pán)矩陣電路與微電腦內(nèi)的掃描電運(yùn)行狀態(tài)及溫度顯示區(qū)自動(dòng) /手動(dòng)自動(dòng)手動(dòng)自動(dòng) /手動(dòng)溫度加 1自動(dòng) /手動(dòng)溫度減 1自動(dòng) /手動(dòng)壓縮機(jī)自動(dòng) /手動(dòng)總開(kāi)關(guān)循環(huán)方式送風(fēng)方式電源指示燈二氧化碳報(bào)警指示燈運(yùn)行狀態(tài)及溫度顯示區(qū)長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 路和鍵盤(pán)信號(hào)編碼器構(gòu)成了鍵控輸入電路。 OCM4X8C 液晶顯示模塊 本文液晶模塊選用金鵬科技有限公司出品的圖形液晶模塊 OCM4X8C 是具有串 /并接口 ， 且內(nèi)部含有中文字庫(kù)的液晶顯示模塊。 OCM4X8C 液晶顯示模塊如圖 37 所示。其它各個(gè)風(fēng)門(mén)電機(jī)工作原理與內(nèi) /外風(fēng)門(mén)控制電機(jī)類(lèi)似，這里就不作詳細(xì)介紹 。而驅(qū)動(dòng)電路是將主芯片輸出的信號(hào)進(jìn)行功率放大，控制負(fù)載工作，一般驅(qū)動(dòng)電路包括 IC2（ 2020）功率放大器、繼電器及由相關(guān)元件組成的末級(jí)推動(dòng)電路。對(duì) 遙控 器面板功能和鍵盤(pán)電路原理以及系統(tǒng)電源進(jìn)行了分析。在設(shè)計(jì)程序時(shí)，也可以采取這樣的策略提高系統(tǒng)的性能。在一些程序編譯器中，有著時(shí)間優(yōu)化和空間 優(yōu)化的選項(xiàng)，但時(shí)間優(yōu)化與空間優(yōu)化不能同時(shí)存在。 圖 312 驅(qū)動(dòng)電路 本章小結(jié) 本章首先介紹客車(chē)空調(diào)自動(dòng)控