车辆工程毕业设计论文-基于单片机的汽车空调控制系统的设计与实现(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-基于单片机的汽车空调控制系统的设计与实现(编辑修改稿)内容摘要：

IIL)。 在系统中编程中应用。 此外， /计数器 2的外部计数输入 ()和时器 /计数器 2的触 发输入 ()，具体如下表所示。 16 在 flash编程和校验时， P1口接收低 8位地址字节。 引脚号第二功能 T2(定时器 /计数器 T2的外部计数输入 )，时钟输出 T2EX(定时器 /计数器 T2的捕捉 /重载触发信号和方向控制 ) MOSI MISO SCK P2 口： P2口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O口， P2口 输出缓冲器能驱动 4个 TTL 逻辑电平。 对 P2 端口写 “ 1” 时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口 使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。 在系统中编程 中 应用。 在访问外部程序存储器或用 16位地址读取外部数据存储器时， P2口送出高八位地址。 在这种应用中， P2口使用很强的内部上拉发送 1。 在使用 8位地址访问外部数据存储器时， P2口输出 P2锁存器的内容。 在 flash编程和校验时， P2口也 可以接收高 8位地址字节和一些控制信号。 P3 口： P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2输出缓冲器能驱动 4个 TTL 逻辑电平。 对 P3端口写 “ 1” 时，内部上拉电阻把端口拉高 ，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流 (IIL)。 P3口亦作为 AT89S52特殊功能 (第二功能 )使用。 在 flash编程和校验时， P3口也接收一些控制信号。 端口引脚 第二功能 RXD(串行输入口 ) TXD(串行输出口 ) INTO(外中断 0) INT1(外中断 1) 在系统中编程 中 应用 TO(定时 /计数器 0) T1(定时 /计数器 1) WR RD(外部数据存储器读选通 ) 在系统中编程中应用 本器件组成是应用于单片机最小系统，经过多方对比，设计单片机底座，选择了 AT89S52 单片机，并且把单片机连接了开发 板上，各个引脚对应如上所诉，方便连接其他器件及各大模块的链接。 本器件通过选择单片机，然后选择 17 单片机的位置，选择了 复位操作和复位电路。 复位 (Reset)操作是使单片机的 CPU 以及系统各部件处于初始装，并从这个状态开始运行。 单片机在运行过程中可能会受到外界的干扰使程序陷入死循环或 “ 跑飞 ” ，发生 这种情况时需要将单片机复位，重新启动运行。 AT89S52 单片机的 RST 引脚是复位信号的输入断口，高电平有效。 在始终振荡器稳定工作的情况下，该引脚若由低电平上升到高电平并持续 2 个机器中期，系统实现一次复位操作。 复位操作有手动复位和上电自动复位。 本设计是即可以上电自动复位，又可以采用手动复位。 复位电路如图 所示。 在实验中运用多次，已经通过验证。 整个电路是相对简单的。 在系统上电后由于电容是在充电过程所以 RST 是高电平，达到复位的效果。 在手动操作中，通过按键的连接，而使 RST 的电流由低变高而达到上电复位的效 果。 在汽车控制中，温度信号是整个系统进行控制计算的根据。 如果稳定信号测量不准确，控制系统的控制精度也就无从谈起。 所以选择好的控制方案直接关系系统性能的好坏。 传统的温度检测大多以热敏电阻为传感器，但热敏电阻可靠性差、测量温度准确率低，且必须经过专门的接口电路转换成数字信号后才能由微处理器进行处理。 DS18B20是美国公司生产的单线数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点。 特别适合于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号进行处理，而且每片 DS18B20都有唯一的产品号并可存入其ROM中，以便在构成大型温度测控系统时在单线上挂接任意多个 DS18B20芯片。 DS18B20基本知识 DS18B20数字温度计是 DALLAS公司生产的 1Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。 因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。 DS18B20产品的特点 （ 1） 只要求一个端口即可实现通信。 （ 2） 在 DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。 （ 3） 实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。 （ 4） 测量温度范围在－ 55。 C到＋ 125。 C之间。 （ 5） 数字温度计的分辨率用户可以从 9位到 12位选择。 18 （ 6） 内部有温度上、下限告警设置。 DS18B20的引脚介绍 TO－ 92封装的 DS18B20的引脚排列见图 ，其引脚功能描述见表。 图 DS18B20传感器底视图 表 DS18B20详细引脚功能描述 序号 名称 引脚功能描述 1 GND 地信号 2 DQ 数据输入 /输出引脚。 开漏单总线接口引脚。 当被用着在寄 生电源下，也可以向器件提供电源。 3 VDD 可选择的 VDD引脚。 当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。 DS18B20的使用方法 由于 DS18B20采用的是 1－ Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对 AT89S52单片机来说，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对 DS18B20芯片的访问。 由于 DS18B20是在一根 I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。 DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。 该协议定义了几种信号的时 序：初始化时序、读时序、写时序。 所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。 而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。 数据和命令的传输都是低位在先。 对于 DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在 15秒之内就得释放单总线，以让 DS18B20把数据传输到单总线上。 DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要 60us才能完成。 对于 DS18B20写 0时序和写 1时序的要求不同，当要写 0时序时，单总线要被拉低至少 60us，保证 DS18B20能够在 15us到 45us之间能够正确地采样 IO总线上的 “0”电平，当要写 1时序时，单总线被拉低之后，在 15us之内就得释放单总线。 19 选择完温度传感器，开始设计温度传感器与实验开发板连接，因为温度传感器有 3个引脚，在开发板上用 ，并且与单片机连接 XTAL2L连接 AT89S52单片机 18引脚。 温度传感器 2引脚 DQ链接单片机 17引脚。 如图。 其中下图左面画出了晶振，防止输入和输出出现错误，右面同上是复位电路。 图 结合单片机的电路图 在设计上，通过查阅相 关资料，一般轿车的温度传感器设计在方向盘下面，方便接受信号，本器件设计没用采用一般的电阻似温度传感器。 因为那样设计过于死板，不方便测温时温度传感器的移动和整个系统的移动。 最后选择采用了 DS18B20温度传感器，利用其是 “ 线状 ” 方便转换位置，移动，方便测温等诸多优点。 最后设计了一个工具箱，可以装载改器件，同时在外围设计一个孔，把温度传感器连接到工具箱外围，可以模拟在不同位置测量温度。 温度传感器采集的温度信号时模拟信号，需要进行 A/D转换。 单片机的芯片就是进行 A/D转换的扩展 芯片，它可以进行 8路模拟信号的转换。 但是 MCU的输入信号时电压值，电压范围是 0~5V，而 18B20温度传感器采集的温度信号是电流信号，电流量是微安级，所以传感器采集的温度还不能直接输入到单片机中，需要进行电流 /电压的转换，将电流信号转换为电压信号，并且对电压信号进行放大。 以适应 AT89S52芯片的输入要求。 因此，本文采用 1千欧电阻与 AT89S52串联对传感器进行电压区域。 在电阻上得到与绝对温度成正比的电压输出 V。 对于输出的电压值还需要进行放大，采用通用发大器进行同相放大 10倍。 这样， DS18B20传感器采集 的信号经过放大后就为AT89S52芯片要求的 0~5V，对于测量范围在 55摄氏度到 +125摄氏度的信号经过转换后得到的电压值分别为： 20 0摄氏度对应的电压值为 100摄氏度对应的电压值为 表 对于各个数的编程 对应表 为 温度 / 二进制表示 十六进制表示 +125 00000111 11010000 07D0H + 0000001 10010001 0191H + 0000000 10100010 00A2H + 0000000 00001000 0008H 0 0000000 00000000 0000H 11111111 11111000 FFF8H 11111111 01011110 FF5EH 11111110 01101111 FE6FH 55 11111100 10010000 FC90H 另外，出于经济性和数据采集特点的考虑，本文决定采用多路 开关来对 8路传感器信号进行分时采集，这样可以使 8路信号公用一个放大器，而又不影响电路的特性。 显示模块主要显示车内温度。 本系统使用带背光的 RZ1602LCD液晶显示屏。 1602液晶也叫 1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等点阵型液晶模块，他有若干个 5 7或者 5 11等点阵字符组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。 每位之间有一个点距的间隔 每行之间也有也有间隔 起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此 所以他不能显示图形。 1602LCD是指显示的内容为 16X2,即可以显示两行，每行 16个字符液晶模块（显示字符和数字）。 目前市面上字符液晶绝大多数是基于 HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。 1602液晶显示屏的 正面 图片 如图 ： 21 图 1602液晶显示屏 外观图 1602LCD的特性： +5V电压，对比度可调。 内含复位电路。 提供各种控制命令 ,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能。 有 80字节显示数据存储器 DDRAM。 内建有 160个 5 7点阵的字型的字符发生器 CGROM。 8个可由用户自定义的 5X7的字符发生器 CGRAM。 字 符型 LCD1602通常有 14条引脚线或 16条引脚线的 LCD，多出来的 2条线是背光电源线 VCC(15脚 )和地线 GND(16脚 )。 1602的液晶接口及引脚 设计最初是选择 18624液晶显示屏的，但是比较优点及对 1602的研究，最后选择了1602液晶显示屏，其具体引脚如图。 引脚功能见表。 图 1602液晶显示屏 接口图 22 表 1602具体原理表格以及引脚对应： 引脚号 引脚名 电平 输入 /输出 作用 1 Vss 电源地 2 Vcc 电源（ +5V） 3 Vee 对比调整电压 4 RS 0/1 输入 0输入指令 1输入数据 5 R/W 0/1 输入 0向 LCD写入指令数据 1从 LCD读取数据 6 E 1 输入 使能信号， 1时读取信息 1→ 0执行指令 7 DB0 0/1 输入 /输出 数据总线 line0（最低位） 8 DB1 0/1 输入 /输出 数据总线 line1 9 DB2 0/1 输入 /输出 数据总线 line2 10 DB3 0/1 输入 /输出 数据总线 line3 11 DB4 0/1 输入 /输出 数据总线 line4 12 DB5 0/1 输入 /输出 数据总线 line5 13 DB6 0/1 输入 /输出 数据总线 line6 14 DB7 0/1 输入 /输出 数据总线 line7（最高位） 15 A +Vcc LCD背光电源正极 16 K 接地 LCD背光电源负极 1602液晶显示屏的开发板的液晶接口： HD44780内置了 DDRAM（显示数据存储 RAM）、 CGROM（字符存储 ROM）和CGRAM（用户自定义 RAM）。 DDRAM就是显示数据 RAM，用来寄存待显示的字符代码。 共 80个字节， 选择 1602液晶显示屏的一个重要原因是本实验需要显示温度，起初设定是要显示温度范围，后来决定还是显示当前的温度，由于温度是随着温度传感器输入信号而时刻变化的，所以，选择 1602LCD显示屏 ， 5 7的数字点阵和 16各个模块分 2排能更清晰的表达温度，方便演示时观看。 其地址和屏幕的对应关系如下表 述 ： 23 表 1602地址和对应关系表 显示位置 1 2 3 4 5 6 7 …… 40 地址 第一行 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H …… 27H 第二。