【正文】 比如，目前程序存儲器的容量已不是設(shè)計的關(guān)鍵因素，可以利用存儲器的空間實(shí)現(xiàn)程序響應(yīng)速度的加快。 在程序設(shè)計時，往往存在著時間與空間的矛盾 性 。 長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計及 控制算法 軟件設(shè)計概述 單片機(jī)的程序設(shè)計有其自身的特點(diǎn)。 主芯片的 39 腳為四通閥控制端口，當(dāng)主芯片 39 腳輸入高電平時，經(jīng) 2020 的 2腳輸出低電平，從而使線圈得電，使四通閥換向。蜂鳴器（ BZ）內(nèi)部裝有壓電陶瓷片，它由鋯、鈦、鉛氧化物配制后燒結(jié)而成。 。 直流電機(jī)的控制 由于 汽 車上的電源均為 24V的直流電源，因此這里必須采用直流供電的電機(jī)，不過由 于 風(fēng)門的轉(zhuǎn)動非常緩慢，所以對直流電機(jī)進(jìn)行了改造，在原來電機(jī)的輸出端增加了減速器，通過渦輪 、 渦桿 、 齒輪對電機(jī)輸出進(jìn)行兩級減速。 長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 圖 310 復(fù)位電路 外圍負(fù)載的驅(qū)動電路 本系統(tǒng)中外圍 負(fù)載有內(nèi) /外循環(huán)風(fēng)門電機(jī)，混合風(fēng)門電機(jī)，除霜風(fēng)門電機(jī)，送風(fēng)方式風(fēng)門電機(jī)四個風(fēng)門電機(jī)和加濕器，空氣凈化器，熱水閥，壓縮機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)等。 圖 37 OCM4X8C 液晶顯示模 塊 遙控接收 電路 系統(tǒng)的 遙控接受電路 如圖 38 所示， 長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 圖 38 遙控接收電路 按鍵接口電路 按鍵在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中是一個關(guān)鍵部件，它可以實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預(yù)的重要手段。利用上述功能 ， OCM4X8C 可實(shí)現(xiàn)漢字、 ASCII 碼、點(diǎn)陣圖形、自造字體的同屏顯示。該模塊的控制 /驅(qū)動器采用 ST7920。 電路中，復(fù)位信號由電阻 R 和電容 C 提供。鍵控輸入電路根據(jù)按鍵矩陣輸入指令，完成編碼發(fā)射相應(yīng)的紅外光信號，向車載空調(diào)傳送運(yùn)行指令，同時在顯示屏上完成文字顯示，表明車載空調(diào)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。 圖 36 遙控器 面板 圖 車載空調(diào)的遙控器控制電路是由單片機(jī)、液晶顯示屏、按鍵矩陣電路及紅外發(fā)射管等組成。 本系統(tǒng) 采用遙控器的設(shè)計方案 ， 改善以往車載空調(diào)控制面板不可移動的弊端， 司機(jī) 及乘客人員均可進(jìn)行操作 。 圖 35 溫度檢測電路 長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 人機(jī)通道的設(shè)計 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常都要有人機(jī)對話功能。當(dāng) T T2 電阻值參數(shù)改變時，會造成主芯片 CPU輸入電壓不正常，出現(xiàn)風(fēng)速不可調(diào)、停機(jī)等故障現(xiàn)象。 圖 34 時鐘電路 溫度檢測電路 電路分析： T1 為室內(nèi)環(huán)境溫度傳感器， T2 為蒸發(fā)器管溫傳感器。石英晶振具有體積小、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，主要用于 CPU時鐘電路。直流 12V給啟動繼電器、蜂鳴器、步進(jìn)電動機(jī)、風(fēng)機(jī)內(nèi)部霍爾檢測板等提供工作電壓，然后直流 12V再經(jīng)過集成三端穩(wěn)壓器 IC7（ 7805）、 C C12 濾波，輸出直流 5V，給 PIC16F877指示燈電路、溫度檢測電路、時鐘電路、復(fù)位電路等提供工作電壓。當(dāng) VDD 恢復(fù)上升到標(biāo)準(zhǔn)值以上后，芯片恢復(fù)正常運(yùn)行。通用異步串行口 USART 寬工作溫度范圍，具體為：商業(yè)級： 0℃ ~70℃ 工業(yè)級： 40℃ ~85℃ 軍用級： 40℃ ~125℃ ； 休眠模式 ； 具有振蕩定時器，保證振蕩穩(wěn)定建立 ； 執(zhí)行速度： DC20MHz時鐘輸入， DC200ns 指令周期 ； 圖 32 PIC16F877 管腳圖 其主要特色如下 ： 其中數(shù)字處理及邏輯控制單元大多采用通用單片微處理器。硬件是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，一個性能良好的控制系統(tǒng)勢必具備比較好的硬件系統(tǒng)。 2. 顯示 。濕度低于下限時，打開加濕器，對空氣進(jìn)行加濕。 （ 3） 根據(jù)車內(nèi)的溫度情況，通過調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)電源的開關(guān)時間來改變鼓風(fēng)機(jī)的電壓，從而調(diào)節(jié)空調(diào)風(fēng)量。 溫度自動控制，風(fēng)量控制，運(yùn)轉(zhuǎn)方式的自動控制，清潔度的控制，濕度控制等，滿足車內(nèi)的空調(diào)對舒適性的要求 。本系統(tǒng)采用小功率的直流電機(jī)對空氣配氣系統(tǒng)的各個風(fēng)門進(jìn)行控制，電機(jī)經(jīng)過減速，內(nèi)部帶有位置反饋信號，可以確切的知道風(fēng)門開度大小。 圖 25 車載 空調(diào)控制器的總體框圖 圖 25 是該控制器的總體框圖，系統(tǒng)由 CPU、 檢測電路 、 驅(qū)動控制電路 、 遙控器等組成。 通過對車載空調(diào)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)可以發(fā) 現(xiàn)，大中型客車上的配氣系統(tǒng)雖然有很多種，目前最常用的只有空氣混合式和全熱式兩種。對空氣側(cè)的控制是目前車載空調(diào)采取的主要 策略。汽車空調(diào)的目的是在任何氣候和行使條件下，能為乘員提供舒適的車內(nèi)環(huán)境，并能預(yù)防或除去附在擋風(fēng)玻璃上的霧、霜或冰雪，以確保駕駛員的視野清晰與行使安全。(0 mT ) 又由于假設(shè)理想氣體，有： pQ? =? pV pc （ fT mT ） （ 23） 其中： pV — 經(jīng)過處理氣體的總體積 ( 3m )； fT — 熱處理后空氣溫度 (K 或 ℃ )； mT — 熱處理前空氣溫度 (K 或 ℃ )； 又因?yàn)榛旌巷L(fēng)門調(diào)節(jié)空氣混合，所以可以得到 : pV = cV + hV =（ 1? ） 車載空調(diào)制冷加熱處理的原理分析 全合一空氣混合型全自動空調(diào)的空調(diào)系統(tǒng)，它的出氣口空氣是 通過將經(jīng)過蒸發(fā)器降溫后和經(jīng)過暖風(fēng)散熱器升溫后的氣體由混合風(fēng)門調(diào)節(jié)混合所得的。在空調(diào)系統(tǒng)中，一般都用相對濕度來表示空氣中水蒸氣的含量。在濕空氣中與 1kg 的干空氣同時并存的水蒸氣量稱為含濕量，即： gq mmd /? （ 21） 長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 式中 ， d— 濕空氣含濕量，單位是 kg/kg干空氣； qm — 濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量，單位為 kg； gm — 濕空氣中干空氣的質(zhì)量，單位為 kg。所以在對濕度及二氧化碳含量控制以前必須對濕度和二氧化碳 含量有個大體的認(rèn)識。 加熱器旁通風(fēng)門擋板也稱為混 合風(fēng)門擋板主要用于調(diào)節(jié)通過加熱器的空氣量。鼓風(fēng)機(jī)也由直流電機(jī)控制。冬天或者春季，室內(nèi)外溫差較大，車上玻璃會結(jié)霜和起霧，影響司機(jī)和乘客的視線，不利于行車安全，這時可以用熱風(fēng)來除霜和除霧。待發(fā)動機(jī)工況穩(wěn)定后，再將被加熱的水引向車廂內(nèi)的加熱器供取暖用。 由于大型客車的制冷量大，通風(fēng)要求高，所以大型客車上普遍采用獨(dú)立式空調(diào)制冷系統(tǒng)，獨(dú)立空調(diào)制冷系統(tǒng)采用輔助發(fā)動機(jī)的動力來供應(yīng)制冷系統(tǒng) ， 例如壓縮機(jī)，冷凝器和蒸發(fā)器的風(fēng)扇等所需要的動力，獨(dú)立式空調(diào)制冷系統(tǒng)的制冷量不受行車速度的影響而受控于人，停車時仍然可以進(jìn)行制冷空調(diào)工作。由于高溫、高壓的制冷劑 蒸汽 溫度高于車外的空氣溫度，因此借助冷凝器風(fēng)扇使冷凝器中制冷劑 蒸汽 的熱量被車外空氣帶走，使高溫高壓的制冷劑 蒸汽 冷凝為較高溫度的高壓液體，通過高壓軟管流入干燥貯液器，經(jīng)干燥和過濾后，流過膨脹閥 ， 在膨脹閥的節(jié)流作用下，制冷劑變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w而進(jìn)入汽車空調(diào)的蒸發(fā)器。 1. 車載 空調(diào)的制冷系統(tǒng) 空 調(diào)的制冷方式很多，目前實(shí)際應(yīng)用于汽車上的空調(diào)制冷方式，全部為 蒸汽 壓縮式制冷方 式 ?；旌巷L(fēng)門開度由混合風(fēng)門電機(jī)控制。由于空調(diào)風(fēng)道只有這一 個鼓風(fēng)機(jī)，所以無論是哪個出風(fēng)口風(fēng)速的大小都是由該鼓風(fēng)機(jī)控制。 圖 22 冷暖合一型空調(diào) 長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 內(nèi)外循環(huán)風(fēng)門由內(nèi)外循環(huán)電磁閥控制，當(dāng)內(nèi)外 循環(huán)電磁閥閉合時，汽車空調(diào)處于內(nèi)循環(huán)狀態(tài)，這個時候只有車內(nèi)回風(fēng)能夠進(jìn)入空調(diào)風(fēng)道。由于汽車行駛時發(fā)動機(jī)產(chǎn)生大量熱量，一般小型汽車空調(diào)都采用發(fā)動機(jī)余熱采暖。高溫高壓的制冷劑通過在車室外的冷凝器，發(fā)生液化，將熱量釋放到車外，制冷劑放熱就變成了高壓 (高溫 )液態(tài)冷凝劑。其制冷原理是利用液態(tài)制冷劑吸熱產(chǎn)生冷效應(yīng)。高級汽車空調(diào)還包括對車廂內(nèi)空氣凈化、控制二氧化碳含量和控制空氣濕度等高級功能。夏季，氣流速度稍大，有利于人體散熱降溫，但過大的風(fēng)速直接吹到人體上，也會使人感到不舒服。 長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 第 2 章 車載 空調(diào)系統(tǒng)的介紹及總體設(shè)計 車載空調(diào)的功能 汽車空調(diào) 具 有以下幾個功能： ：這是汽 車 空 調(diào) 的基本功能，汽車空調(diào)在冬季利用其采暖裝置升高車室內(nèi)的溫度，在夏季，車內(nèi)降溫由制冷裝置完成。 （ 4） 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 軟件主要是指系統(tǒng)主程序的設(shè)計，此外，為了彌補(bǔ)硬件抗干擾能力的不足，還進(jìn)行 了軟件抗干擾的設(shè)計。確定改進(jìn)以往的客主空調(diào)控制系統(tǒng)的溫度設(shè)定，真空操作等部分，以單片機(jī)為控制系統(tǒng)的 核心，開發(fā)出具有風(fēng)口自動轉(zhuǎn)換，溫度范圍可調(diào)，滿足一定濕度及清潔度的空調(diào)控制系統(tǒng)。國外空調(diào)控制領(lǐng)域也朝著模糊控制的方向發(fā)展。 另外， 模糊控制在國外發(fā)展非常迅速，在 IEEE 上有關(guān)于模糊系統(tǒng)的?？叶ㄆ谂e行模糊系統(tǒng)協(xié)會國際會議。該系統(tǒng)用一個雙向電動機(jī)調(diào)節(jié)混合風(fēng)門開度，并用 5 個操縱機(jī)構(gòu)分別控制各個模式風(fēng)門和加熱器熱水閥，還用功率模塊控制鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。自控汽車空調(diào)只需預(yù)先設(shè)定溫度控制，自動保持在溫度范圍內(nèi)工作。美國通用汽車公司和日本五十鈴汽車公司 （ 后合并到三菱集團(tuán) ） 一起聯(lián)合研究微機(jī)控制的客車空調(diào)系統(tǒng)，將客車空調(diào)技術(shù)推到一個新的高度。隨著我國汽車配件市場的逐步開故，國內(nèi)汽車空調(diào)面臨國外汽車空調(diào)專業(yè)生產(chǎn)廠家的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。 Mitsul 曾用 PID控制器對 汽 車空調(diào)運(yùn)行進(jìn)行控制，該控制器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子膨脹閥和壓縮機(jī)，根據(jù)長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 蒸發(fā)器進(jìn)、出口溫度之差 ， 用 PID 控制 器對電子膨脹閥的閥口開度進(jìn)行控制。而根據(jù)近幾年的研究發(fā)展可以看到，大量的研究都嘗試采取新型的自適應(yīng)進(jìn)化算法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法和模糊控制相結(jié)合應(yīng)用。通過控制壓縮機(jī)啟、停，調(diào)節(jié)車室內(nèi)的溫度，也需要進(jìn)行相應(yīng)的控制才能達(dá)到更優(yōu)。奧拓轎車空調(diào)就更為簡單，沒有舒適性控制用的傳感器，靠人為控制室溫。其中上海德爾福汽車空調(diào)系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的愛斯牌汽車空調(diào)為別克、帕薩特、桑塔納等車型配套 ； 一汽 — 杰克賽爾汽車空調(diào)有限公司生產(chǎn)的空調(diào)主要為奧迪、紅旗轎車及解放牌卡車等車型配套；湖北沙市電工儀表集團(tuán)公司生產(chǎn)為東風(fēng)汽車公司、神龍富康汽車公司配套的載貨車空調(diào)和富康轎車空調(diào) ； 空調(diào)國際 （ 上海 ） 有限公司主要為依維柯、金杯等品 牌配套的面包車、大客車空調(diào) ； 廣州豪華空調(diào)有限公司生產(chǎn)了為海南馬自達(dá)、奧拓、廣州本田、長安之星 等 配套的車用空調(diào)。手動汽車空調(diào)需要人工操縱，這顯然增加了駕駛?cè)藛T的工作量 ， 同時，控制質(zhì)量也不理想。我國的汽車工業(yè)發(fā)展較晚，在汽車發(fā)展的早期，主要以發(fā)展載貨車為主，汽車空調(diào)一 直處于空白狀態(tài)。目前電腦控制的空調(diào)都裝上豪華型轎車上。目前，大部分的中高級轎車，高級大客車都裝備自控空調(diào) (5) 電腦控制汽車空調(diào)階段 自 1977 年美國通用汽車公司、日本五十鈴汽車公司，同時將自行研制的電腦控制汽車空調(diào)系統(tǒng)裝上各自 的轎車上后，即預(yù)示著汽車空調(diào)技術(shù)已發(fā)展到一個新階段。 (4) 自控汽車空調(diào)裝置階段 由于前述的冷暖型汽車空調(diào)需依靠人工調(diào)節(jié)，這既增加了司機(jī)的工作量，還使控制不理想。 (2) 單一供冷空調(diào)裝置階段 始于 1939 年，美國帕克汽車公司率先在轎車裝上機(jī)械制冷降溫空調(diào)器。 20 世紀(jì) 30 年代末期美國的幾部公共汽車上裝上了應(yīng)用制冷技術(shù)的冷氣裝置。由此看來，客車空調(diào)智能控制系統(tǒng)即客車空調(diào)控制器的開發(fā)，能夠改善工作條件，提高舒適性，而且對提高客車等級從 而提高客車的市場競爭力，有重要的意義，可廣泛用于大中型客車。 車內(nèi)空氣參數(shù)主要 是指汽車室內(nèi)的溫度、相對濕度、流動速度、空氣的含塵量、噪音、 CO2的含量、壁面溫度等。以我國為例，近幾年 汽 車發(fā)生了井噴式的增長速度， 目前幾乎所有的汽 車都安裝了空調(diào)系統(tǒng)。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 本系統(tǒng)可以對車內(nèi)通風(fēng)、取暖、制冷、加濕等功能進(jìn)行智能控制，并且可以直觀的將車載空調(diào)的工作狀態(tài)及數(shù)字信息顯現(xiàn)出來。國外高級轎車上一般都有全自動的空調(diào)系統(tǒng)，能根據(jù)汽車的狀態(tài)參數(shù)自動地調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度。而汽車空調(diào)作為汽車使用舒適性的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一，要求也越來越高。長期以來，我過轎車空調(diào)的自動控制水平較低，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(dá)不到舒適性、節(jié)能性的要求 。而國內(nèi)大部分高檔轎車的空調(diào)控制器都是依靠進(jìn)口，目前還沒有自己開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的轎車空調(diào)自動控制器 。在實(shí)際中可以將本系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的應(yīng)用和推廣。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。