汽车空调电路

河南机电高等专科学校毕业论文1绪论一、设计总述目前，国内的许多冷库的电器控制水平相对落后。虽然我们已经迈步跨入新世纪六年了，可是我国的冷库至今还是以自建的中小型土建库为主，这些冷库普遍存在着测量精度低、反应速度慢、实时性不好等问题，冷库真正能工作于最佳状态的时间很少，最多的时间里在做着大量的不必要的无用功，这就使得制冷机组的管理远远跟不上工农业迅速发展的要求，同时也造成了经济上的巨大损失。而检测系统完善、控制系统先进、自动化性能优越的现代化冷库相对而言要少了很多。对于这种状况，我设计了这款制冷系统控制器，它可以改善制冷机组运行，并能实现对冷库的制冷和除霜过程进行全自动控制。本设计采用应用广泛的MCS-51系列单片机进行数据处理，同时运用先进的单总线数字温度传感器技术提高测量精度和简化电路，使该控制器的抗干扰性能和可靠性大大提高。本设计中采用了多个新技术、新器件，这使得设计周期大量增加，但是这也是值得的，通过设计此设计，我基本已经掌握了这些新技术，我想是值得的。二、本设计的特点1、采用性能稳定的MCS-51系列单片机，性价比较高；2、采用最新的单总线数字化温度传感器DS18B20，以提高测量精度和简化电路；3、采用新技术的同时，继承了已有范例的优点，去其糟粕，取其精华；4、双三位高亮度LED同时显示进、出风口温度，观察更直观;5、设计中处处可以看到创新的成果。如采用新的单总线技术、最新温度转换算法以及温差处理程序的设计等等。河南机电高等专科学校毕业论文2第一章方案的选择与器件的选用一、控制核心AT89S51单片机在当今信息爆炸的时代，随着计算机在社会各个领域的渗透，单片机的应用正在不断地向纵深发展，与此同时，也带动了传统的测量和控制技术领域的日新月异。在实时检测与自动化控制的单片机应用系统中，单片机无疑作为一个核心部件来使用，但仅单片机方面的知识是不够的，还必须根据具体硬件结构，以及针对具体的应用对象自身的特点的软件结合，才能真正使系统具有实用性。在选用单片机方面，本着高主频、低功耗、低成本的原则我选择了通用的MCS-51系列单片机。目前比较常用的该系列的单片机种有：AT89C2051、AT89C51、AT89S51、AT89C52、AT89S51等等，现简单介绍如下：1、AT89C518位高性能单片机简介80C51是INTEL公司MCS-51系列单片机中最基本的产品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，它继承和扩展了MCS-48单片机的体系结构和指令系统。80C51内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。河南机电高等专科学校毕业论文3·标准MCS-51内核和指令系统·4kB内部ROM（外部可扩展至64kB）·32个可编程双向I/O口·128x8bit内部RAM(可扩充64kB外部存储器)·2个16位可编程定时/计数器·时钟频率0-16MHz·5个中断源·5.0V工作电压·可编程全双工串行通信口·布尔处理器·2层优先级中断结构·电源空闲和掉电模式·快速脉冲编程·2层程序加密位·PDIP和PLCC封装形式·兼容TTL和CMOS逻辑电平2、80C528位高性能单片机简介80C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于80C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。3、AT89S5*相对于AT89C5*增加的新功能AT89S51相对于AT89C51增加的新功能包括：--新增加很多功能，性能有了较大提升，价格基本不变，甚至比89C51更低。--ISP在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离。是一个强大易用的功能。--最高工作频率为33MHz，89C51的极限工作频率是24M，就是说S51具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度。河南机电高等专科学校毕业论文4--具有双工UART串行通道。考虑到控制处理程序不是太复杂，内存占用空间大致在4K以下，且控制精度也不算太高，所以对主频的要求也不是太高，经过权衡，最终选定采用了先进的低功耗CHMOS工艺的AT89S51。二、温度传感器选择温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：★传统的分立式温度传感器；★模拟集成温度传感器；★智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。所以，顺应传感器的发展趋势，采用最新的数字化温度传感器，其前景是非常广阔的。由于本系统主要是对制冷设备蒸发器的进、出风口的温度进行测控的，除了要用核心部件——单片机外，还要使用必要的传感器。在选择传感器方面，我初步选定了三个方案：★铂电阻温度传感器PT100；★传统的模拟温度传感器AD590；★单总线式数字温度传感器DS18B20。在以上的三种传感器中，前两种传感器是近十多年来最主流的传感器，其应用技术比较成熟，各方面的资料也很齐全，现在的互联网技术这么发达，完全可以说只要在网络上搜索一下就会很轻松地完成设计，更甚至说，还可以完全不利用网络，只需要到图书馆，图书馆里的相关书籍就能完成设计了。作为曾经的主流产品，它们还是有它们优点的，但是，随着传感器技术的飞速发展，它们的优点渐渐地相对于其自身的缺点而言越来越小了。下面就简要介绍一下铂电阻温度传感器PT100和模拟温度传感器河南机电高等专科学校毕业论文5AD590：1、铂电阻温度传感器PT100简介铂电阻温度传感器PT100是一种热电阻式温度传感器。它是利用热电阻的温度系数随温度变化的特性而制成的传感器。对于大多数金属导体，其电阻值都具有随温度升高而增大的特性。由于纯金属的温度系数比合金的高，因此均采用纯金属作为热电阻组件。常用的金属导体材料有铂、铜、铁和镍。铂电阻的特点是：精度高，稳定性好，重复性好，这是由金属铂的物理及化学性能所决定的，因此它是目前制造热电阻温度传感器最理想的材料，可用作标准电阻温度计，被广泛应用于作为温度的基准。铂电阻的缺点有：只是将温度转换成模拟信号，难于与单片机系统接口；调试、校准较困难等，最主要的还是它的价格较贵（市场价约30元左右），一般的民用设备上应用不是太多。2、模拟温度传感器AD590简介模拟温度传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的，因此也称为硅传感器或单片集成传感器。单片集成传感器是早在20世纪80年代就已经问世的。它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC，它属于最简单的一种集成温度传感器。AD590的特点是：测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单等。以上的种种优点使它成为流行一时的首选温度传感器，至今还有不少设备还在采用。AD590的缺点：跟铂电阻一样，随着单片机和数字技术的发展，它与单片机系统的接口问题成了制约其应用的最大的问题。其次还是它的价格问题，和铂电阻一样，只不过AD590所不同的是，它的价格高并不是其成本较高，而是因为更多新的传感器的出现使它濒临停产，物以稀为贵，它已经由原来的十多元涨至现在的28元左右了，就这样，很多电子商场还很难买到，而买其他性能和AD590差不多的传感器的价格还不到AD590的三分之一。在这三个候选方案中，考虑到铂电阻和传统的模拟温度传感器AD590河南机电高等专科学校毕业论文6外围电路复杂、需调零等缺点，所以在使用上，我们弃用了PT100和AD590，而采用了美国DLALAS公司生产的一种新型“一线总线”数字温度传感器DS18B20，该传感器具有接口简单、测温范围宽、测温精度高等特点，其“一线总线”便于构成测温网络，可大大降低连线费用。而且具有低功耗、体积小、可靠性高、使用方便、价格低廉等优点。这对降低设计成本、简化电路是很好的选择，经过再三衡量、比较，我最终选用了最新出现的新器件数字温度传感器DS18B20。但做出这个选择的代价也是巨大的。因为这个数字传感器是新产物，不像模拟温度传感器那样成熟，资料里能作为参考的相关资料比较少，我不得不下功夫从最初的产品手册开始学习它的使用方法，为了学习使用它，花去了我一个多月的时间。可是，我觉得是值得的，因为它意味着我以后如果再用到温度传感器的时候，再不必用繁琐的运算放大器进行信号放大处理，然后接一片跟单片机差不多大小的模-数转换集成块才能与单片机接上口了。现在，我只需要拿着一只跟普通的三极管差不多的数字传感器就可以方便地与单片机组成温度检测系统。这就是科技进步的好处。下面介绍一下数字温度传感器DS18B20：3、DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介（1）数字温度传感器DS18B20的基本知识由DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器,可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。它具有体积小，接口方便，传输距离远等特点。（2）DS18B20性能特点DS18B20的性能特点有：①采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位），②测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃,③内含64位经过激光修正的只读存储器ROM，河南机电高等专科学校毕业论文7④适配各种单片机或系统机，⑤用户可分别设定各路温度的上、下限，⑥内含寄生电源。（3）DS18B20内部结构DS18B20内部结构如图1所示,主要由以下4部分组成：①64位ROM；②温度传感器；③非挥发的温度报警触发器TH和TL；④配置寄存器。图1DS18B20的内部结构DS18B20的管脚排列如图2所示图2DS18B20引脚分布图表1DS18B20详细引脚功能描述序号名称引脚功能描述1GND地信号河南机电高等专科学校毕业论文82DQ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。3VDD可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20的地址序列码,每个DS18B20的64位序列号均不相同。64位ROM的排的循环冗余校验码（CRC=X8＋X5＋X4＋1）。ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。（4）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AT89S51单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，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。DS18B20的复位时序8位产品系列号48位产品序号8位CRC编码河南机电高等专科学校毕业论文9DS18B20的读时序对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。对于DS18B20的读时隙