【導讀】人類掌握制冷技術總共120多年時間，而第一臺汽車空調裝置在1927年才出現(xiàn)。時的汽車空調的內容僅是具備加熱器及空氣經(jīng)過過濾的通風系統(tǒng)。第二次世界大戰(zhàn)后，汽車空調開始了實質性的進展。及用戶所認可，人們越來越認識到汽車裝有空調的好處。％裝備了空調系統(tǒng)，到1993年上升到94％。我國在這方面起步較晚，從60年代初，但近年來發(fā)展速度很快，國內轎車上80％裝有空調系統(tǒng)。著國內人們生活水平的提高，轎車在人們生活中扮演重要的角色。制水平較低，大多處于手動或半自動狀態(tài)。手動控制一方面會出現(xiàn)車室溫度達不到舒。適性、節(jié)能性的要求；另一方面容易分散注意力，不利于安全。控制是必然趨勢。而國內大部分高檔轎車的空調控制器都是依靠進口，目前還沒有自己開。發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權的轎車空調自動控制器。而全球汽車產(chǎn)量卻出現(xiàn)了下滑現(xiàn)象。車內空氣污染較嚴重時，嚴重影響了駕駛員的健康，因車內空氣污染。響駕駛員的正常駕駛等。VC——車廂總體積；行多方面的控制。

　　

【正文】 使步進電機能通過溫度傳感器接受的溫度和單片機運算處理，自動實現(xiàn)正反轉問題。這樣，通過把必須參數(shù)設定出來，然后最后編寫一整套程序就是該系統(tǒng)的最終軟件設計部分。 本章小結 通過學習 C 語言，了解初步編程知識，運用 Keil C 軟件編寫程序，分別對溫度傳感器、 LCD 顯示屏、步進電機等系統(tǒng)各部分模塊 進 行了編程，來實現(xiàn)一部分功能。為整個系統(tǒng)按最初設計要求實現(xiàn)做了 充分的 準備。 斷電 結束 32 第 5章 系統(tǒng) 實驗 及 調試 AT89S52 單片機下載器軟件使用 AT89S52 單片機下載器是專門用于下載 程序到單片機系統(tǒng)中，該軟件使用方便。啟動軟件之后進入下面的界面 ， 如圖 所示 。 33 圖 進入下載模式后圖 在上圖中： 區(qū)域 1 為程序代碼顯示區(qū)； 區(qū)域 2 為下載芯片選擇區(qū)，該軟件支持多種芯片的程序在線下載，對系統(tǒng)板上的單片機 AT89S52 是其中一種，軟件默認情況下為 AT89S51 單片機。 區(qū)域 3 為在線下載的操作區(qū)，它可以提供如下的操作 初始化：啟動 AT89S52 單片機進入 ISP 下載狀態(tài)，點擊一下，若啟動成功，則操作區(qū)后的操作按鈕就會變成如圖 所示的狀態(tài)。否則，不成功會有 “ 初始化失敗 ”的紅 色字樣提示。 圖 操作界面圖 查空：是檢查單片機是否已經(jīng)被擦除干凈。 擦除：是把單片機的內容擦除干凈，即單片機內部 ROM 的內容全為 FFH。 編程：把代碼區(qū)中的程序代碼下載到單片機的內部 ROM 中。注意在編程之前，要對單片機芯片進行擦除操作。 檢驗：是經(jīng)過編程之后，對下載到單片機內部 ROM 中的內容與代碼區(qū)的內容相比較，若程序下載過 程中完全正確，則提示校驗正確，否則提示出現(xiàn)錯誤。那就得需要重新 下載 程序到 ROM 中。 自動：提供了從內部 ROM 從擦除到編程，最后到校驗這三個過程。 讀?。簭膯纹瑱C內部 ROM 中讀 取內容到代碼顯示區(qū)中。 區(qū)域 4 中，有 “ 裝載 ” 、 “ 設置 ” 、 “ 保存 ” 和 “ 退出 ” 四個功能。 裝載：是把經(jīng)過 KEIL C 軟件轉化成 HEX 格式的文件裝入?yún)^(qū)域 1 中，當單擊 “ 裝載 ” 按鈕時，出現(xiàn)如圖 所示的對話框。 然后就可以把事先編好的程序放在電腦指定位置，方便下一步裝載程序。 34 圖 裝載程序圖 在這里選擇以 HEX 為后綴的文件，選中它并點擊 “ 打開 ” 按鈕，即把程序代碼裝入到代碼顯示區(qū) 1 中。裝載之后如圖 所示 。 我們就可以把代碼顯示區(qū)域 1 中的代碼通過 USBISP 下載到 AT89S52 單片機中。 圖 程 序裝載成功后圖 設置：對該軟件一些操作方式進行設置，點擊按鈕之后 ， 還可以對芯片的加密位進行設置，共有 4 種選擇 ： （ 1） “ 不加密 ” 對芯片的程序不進行加密保護 。 （ 2） “ 鎖定位 1” 對芯片的程序進行一級加密保護 。 （ 3） “ 鎖定位 2” 對芯片的程序進行二級加密保護 。 35 （ 4） “ 鎖定位 1， 2” 對芯片的程序進行三級加密保護 。 保存：是把從單片機的芯片 ROM 中的程序讀取出來到代碼顯示區(qū)域 1 中，點擊 “ 保存 ” 按鈕，即可保存為 HEX 格式的文件。 退出：退出該軟件系統(tǒng)。 在進行程序調試的時候，我們一般通過 KEIL C 軟件 把編譯好的程序轉化成 HEX格式文件，通過上面的方法，裝載程序之后，點擊 “ 自動 ” 按鈕，程序就下載到單片機內部 ROM 芯片中，最后點擊 “ 運行 ” ，即可以看到程序的結果。注意，每次重新更新程序的時候，要點擊 “ 初始化按鈕 ” ，才可以相應的操作。 系統(tǒng) 調試 首先硬件連接完畢后進行硬件調試部分，因為硬件的選擇只是在理論上，有些部分還需要拿萬能表經(jīng)行測試，防止沒有鏈接上等。檢驗硬件連接是否有問題：由于本系統(tǒng)不是所有器件全為手動焊接而成，所有也需要調試下根本分的鏈接，防止有虛連部分。 1602 液晶是通過引腳與開發(fā)板連接的，其 中有很多跳線需要拔掉，防止出現(xiàn)影響。 1602 黃色對比調節(jié)器可以調節(jié)液晶屏的清晰度。如果單片機沒有 1602 的程序，液晶顯示屏顯示 5*7 的點陣模塊一共有 16 個 2 排，沒有任何數(shù)據(jù)顯示。 1602 內含復位電路，一上電就自動清空。 在軟件調試部分， 把程序燒到 AT89S52 單片機中，因為是第一次做該類型的設計，所以程序經(jīng)過反復改良，燒寫了好幾次，每一次燒好軟件，都需要對各部分調試。比如本系統(tǒng)實驗開發(fā)板右側有 2 個電位器就是條件 LCD 顯示屏清晰度的。首先調試各部分硬件部分，經(jīng)過檢查沒有任何問題時在調軟件部分。 本 課題要求設計一 個溫度范圍，為了模擬人在車中的最舒適溫度，為了達到方便演示的目的，設定的溫度為2830 攝氏度。這樣，當開機，系統(tǒng)通電時，顯示屏會顯示一個固定溫度，經(jīng)過短暫的傳感器感受溫度，傳送脈沖信號，傳給單片機，單片機通過信號轉換，把電信號轉換成數(shù)字信號傳給 LCD 顯示屏， LCD 顯示屏通過接受的信號，把其表達出來，就會在 LCD 顯示屏上顯示了現(xiàn)在的溫度。這樣本系統(tǒng)可以把現(xiàn)在的溫度和預先設定的溫度 進 行比較。如果不是在預先設定的溫度范圍內，顯示屏會出現(xiàn)閃爍，同時帶動 P1口的擴展電路 “ 8X8” 擴展板，帶動步進電機的轉動。步進電機 的步進角比較小，為了演示清楚，系統(tǒng)會讓步進電機旋轉 64 個脈沖即一圈。但這時溫度是在變化的，就好比在汽車里，人們感受的溫度是變化的，我們要求它為固定范圍，當大于或者小于這個范圍的時候，汽車空調開始工作，通過改變風門的開度大小來實現(xiàn)溫度的改變，如果步進電機持續(xù)的轉動，就相當于溫度在不斷的改變最終達到人們要求的舒適溫度。所以當溫度 會 到 2830 攝氏度這個范圍的時候，顯示屏會停止閃爍，步進電機停 36 止轉動，又高出這個溫度范圍時，步進電機會繼續(xù)正轉，如若小于這個范圍時，步進電機會反轉，最終，達到設計的要求。 后期選擇變壓器 做電源，不出現(xiàn)閃爍問題。 但是開始時燒寫好程序，還是遇到很多問題，比如由于電壓不穩(wěn)，步進電機并未轉動，程序溫度范圍不準確，開始時設定為 2028 攝氏度為舒適溫度時，在低于 20攝氏度時步進電機沒有反轉等，最后在反復更改程序，反復調試硬件最后解決了這些問題。 5. 3 系統(tǒng)的實驗 首先經(jīng)過上一章對軟件的學習和使用，我初步編寫了步進電機的正反轉程序，首先把這段程序燒到單片機中，看能否實現(xiàn)步進電機正轉反轉功能。然后，為了達到本課題的要求，在進一步設計，讓其實現(xiàn)不用按鍵，自動旋轉。最后是組合個軟件部分，寫出主程序，來 實現(xiàn)溫度傳感器和 LCD 顯示屏步進電機同時能工作的最終狀態(tài)。 演示實驗具有較強的直觀性與示范性 ,且操作簡便、現(xiàn)象明顯。實驗時把所有器件連接組合好，由于起初是使用 USB 供電，所以先試驗步進電機能否正常運轉，通過開發(fā)板連接一個擴展板，擴展板上有 UL20xx 芯片，如圖 所示。 圖 UL20xx 芯片結構圖 這個芯片是驅動步進電機的，為了進一步做好此實驗，首先利用 KEIL C 軟件編寫程序，讓單片機通過 P1 口，驅動步進電機，使驅動步進電機正轉，反轉，這樣就可以設計為： sbit K1 = P3^2。 //正轉 sbit K2 = P3^3。 //反轉 sbit K3 = P3^4。 //停止 sbit BEEP = P3^6。 //蜂鳴器 然后通過鍵盤按鍵可以讓步進電機正反轉，這樣我們通過實驗可以得出， 37 28BYJ48 型四相、八拍電機完全能滿足本實驗的要求，能夠實現(xiàn)調節(jié)空調風門開度的模擬，這樣我們第一部分實驗完畢。 第二部分設計溫度傳感器和顯示部分的實驗，我們先不連接其他驅動，只連接DS18B20 溫度傳感器，連接到 P 口上，然后設計程 序讓其能正常工作，實現(xiàn)讀溫度，因為在汽車上，像這樣的電控元件 比 較多，我們可以設計多個溫度傳感器，來達到多點測溫的效果，本器件作為個模擬器件，只采用一個溫度傳感器，并接連接到系統(tǒng)中，在實車上相當于放置在車的方向盤底下，這樣方便檢測車內的溫度。開始可以采用 8 位顯像管來達到我們的目的，讀取溫度傳感器的溫度。這樣通過實驗，我們可以證明 DS18B20 溫度傳感器完全能滿足我們的要求，并且測量準確，誤差在 攝氏度內。然后我們可以連接，并設計本器件的現(xiàn)實模塊 ——LCD 液晶顯示屏，這樣我們需要考慮 1602LCD 液晶屏的很 多問題，比如初始化，清零等等，把溫度傳感器的輸入信號在 LCD 顯示屏上輸出，通過程序的編寫，我們初步設定為 3 位顯示，如圖 所示。這樣可以顯示當前溫度，并非常準確，最后同過實驗，該器件的溫度傳感器和顯示系統(tǒng)都能正常工作，并且能實現(xiàn)最初設計目的，能構成一個完整的系統(tǒng)。 圖 LCD 顯示數(shù)據(jù)圖 最后，我們把各個器件都連接好，后來通過實驗，選擇了一個 12V 的變壓器來代替 USB 供電，這樣我們?yōu)閷崿F(xiàn)自動控制，通過最后的程序編寫，來達到系統(tǒng)的一個自動控制，雖然盡量想做到自動調節(jié)，但是由于技術有限，最終通過實驗 ，我們可以演示一下整個系統(tǒng)的工作過程，如圖 ，來觀察器件的正常工作，通過實驗證明，該器件完全能按最初設計進行工作，雖然看似機構簡單，但是其中的工作量較大，由于本系統(tǒng)只是一種模擬實驗，并沒有在實車上實驗，考慮的因素較少，這樣有些實際的問題并沒有解決點，還需要繼續(xù)加強。 38 圖 系統(tǒng)工作圖 本章小結 通過系統(tǒng)的硬件選擇和軟件設計，系統(tǒng)的軟件下載，和 反復 的調試，本系統(tǒng) 最終能正常工作 了 。本章介紹了下載的軟件及過程，簡單介紹了調試時的 各部分 ，及 遇到的問題。 最后做了多次的模擬實驗。 39 結 論 汽車空調采用模糊控制可以提高其控制效果。這是由于汽車空調工況瞬變性和系統(tǒng)的非線性，使得系統(tǒng)數(shù)學模型的建立極為困難而難以實施或難以獲得滿意的效果，作為一種智能控制，模糊控制不需要知道控制對象的具體數(shù)學模型，就能實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制，并對參數(shù)的變化具有較強的適應性，所以非常適用于汽車空調這類時變、非線性、打干擾系統(tǒng)的控制。國內外已有不少相關的研究，雖然這類研究目前處于起步階段，還沒有產(chǎn)業(yè)化，然而在市場競爭就是汽車技術競爭的今天，必然會成為研究開發(fā)的熱點。本文《基于單片機的汽車 空調控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)》經(jīng)行了研究和討論，總結如下 。 本文的主要內容是設計一種自動控制系統(tǒng)，使車室溫度的控制過程能夠模擬人的思維、語言和行為的模糊性。通過對汽車空調車室內溫度調節(jié)過程的分析，設計了以單片機 AT89S52 為核心的汽車空調控制系統(tǒng)，其控制方法使用模糊控制系統(tǒng)。對于本文，可以把自動控制看成是一個傳感器輸入，兩個控制量輸出的控制系統(tǒng)。當控制系統(tǒng)選擇時，我首先設計是通過開發(fā)板上的獨立按鍵來模擬實驗結果。成功后在設法達到其自動、合理的運作。還分別對輸出和輸入系統(tǒng)經(jīng)行了選擇和采購。最后通過 Keil C 軟 件經(jīng)行編程。其過程通過學習 PROTEL 99 軟件來完成電路原理圖，并且學習了 C 40 語言等知識最終完成該作品。 本作品完全能達到設計最初設定的要求，并且操作簡單，演示方便，經(jīng)濟耐用等諸多優(yōu)點。但是本器件只是一種模擬車內空調的一個實驗模塊。不能在實車上實驗，其中汽車空調使用環(huán)境的嚴酷性及對電氣環(huán)境的特殊要求還需要進一步考慮，這樣才能更完善的應用到生產(chǎn)生活中。 參考文獻 [1]董炳武 .汽車空調模糊控制 [J] .機電技術 ,20xx,（ 9） :385389. 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