基于CAN總線的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計說明書.doc

目 錄摘 要Abstract第1章 緒 論1第2章 汽車空調(diào)系統(tǒng)工作原理4第3章 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計6第4章 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計21第5章 總結(jié)與展望27參考文獻28附 錄29致 謝38I基于CAN總線的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計摘 要本文對汽車空調(diào)控制系統(tǒng)進行設(shè)計,先介紹了汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的基本工作原理和總成結(jié)構(gòu),然后利用CAN總線構(gòu)成控制系統(tǒng)，接著選擇了8051單片機，SJA1000控制器，PCA825C250驅(qū)動器,再然后進行了電源、顯示、按鍵、CAN節(jié)點等電路設(shè)計，最后進行軟件設(shè)計。軟件的程序編寫是用C語言，使用模塊化的理念，大大簡化了程序的編寫。關(guān)鍵詞：汽車空調(diào);CAN總線；硬件電路；軟件設(shè)計IIIDesign of Automobile Air Conditioner Control System Based on CAN BusAbstractThe design of automobile air conditioning control system is designed in this article. First ,it introduces the basic principle of operation and assembly structure of the automotive air-conditioning control system.Then I use the CAN bus to design the control system, and select 8051 single-chip microcomputer, SJA1000 controller, PCA825C250 driver.Follow, I design Power, display, buttons, CAN nodes and other circuit . Finally I conduct the software design. The programming of software uses C language, adopting the concept of modularization, which greatly simplifies the programming.Key words：Automotive air conditioning; CAN bus; Hardware circuit;Software design第1章 緒 論1.1 課題背景及意義近年來，隨著國內(nèi)汽車市場的不斷擴大，汽車工業(yè)發(fā)展迅速。與此同時，汽車行業(yè)的競爭也越來越激烈。汽車用戶體驗在競爭中起著重要的作用，而汽車空調(diào)作為用戶體驗的指標之一，不可避免地受到各大汽車企業(yè)的關(guān)注和研究。汽車空調(diào)是一種調(diào)節(jié)汽車內(nèi)部空氣的裝置，改善空調(diào)的一個方面是以往的汽車空調(diào)只能實現(xiàn)制冷和供暖功能，但現(xiàn)在隨著人們對舒適性要求的不斷提高和技術(shù)的不斷提高，許多高端汽車空調(diào)還可以實現(xiàn)其他許多功能，如：汽車的內(nèi)部空氣溫度、濕度、速度、空氣潔凈度在人體舒適性范圍中得到調(diào)節(jié)。另一個改進的方面是空調(diào)系統(tǒng)的控制方式。過去，我國這方面的發(fā)展較晚，電子化程度遠低于國外，因此空調(diào)控制采用人工機械控制。人工控制的主要不良影響有兩種：一是手動控制不能及時、準確地調(diào)節(jié)溫度，影響乘客乘坐汽車的經(jīng)驗；二是手動控制要求駕駛員操作。這會影響到司機的注意力，也會影響到司機的安全。隨著計算機控制技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代車輛上的電子設(shè)備和控制單元急劇增加，各個控制單元對系統(tǒng)響應時間也有不同的要求。有些控制單元要求很高的實時性，因為如果系統(tǒng)的命令不及時響應，就會產(chǎn)生非常嚴重的后果，甚至對人造成嚴重的影響，如安全氣囊的控制。剎車、防抱死控制等.而且有些控制單元對實時性的要求不高，如空調(diào)控制、照明控制等，使以往的獨立控制不能滿足要求。在上述研究的基礎(chǔ)上，現(xiàn)代車輛控制系統(tǒng)進行了很多改進，其中當然包括空調(diào)控制系統(tǒng)。因此，CAN總線技術(shù)應運而生?，F(xiàn)代汽車通過CAN總線網(wǎng)絡連接各種控制單元，不僅簡化了線束連接，而且使系統(tǒng)更加可靠。就CAN總線技術(shù)而言，在現(xiàn)代汽車中的應用較好。國外著名的汽車制造商，如寶馬、法拉利、悍馬、大眾、瑪莎拉蒂、梅賽德斯-奔馳等，已經(jīng)在產(chǎn)品中采用了CAN總線技術(shù)。總之，一套基于CAN總線的空調(diào)控制系統(tǒng)對于提高汽車市場競爭力具有重要意義。因此，本文研究了CAN總線技術(shù)和空調(diào)系統(tǒng)的控制原理，并設(shè)計了相應的硬件和軟件。設(shè)計了一套可靠的汽車空調(diào)自動控制系統(tǒng)1。1.2 國內(nèi)外發(fā)展狀況近些年國內(nèi)汽車空調(diào)控制系統(tǒng)已經(jīng)有了一些很大的進步,但相較于國外來說，整體的設(shè)計和制造水平還是偏低在。在80年代末90年代初，汽車空調(diào)才算是正式在我國開始步入正軌。管理信息系統(tǒng)近些年來逐步在我國開始普及，國內(nèi)許多廠家開始了對適合各自企業(yè)發(fā)展信息管理系統(tǒng)進行引進的嘗試。舉例說明：上海德爾福汽車空調(diào)系統(tǒng)有限公司就引進了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)IPMPDM，并且該公司通過對此系統(tǒng)的應用，統(tǒng)一了管理了管理產(chǎn)品設(shè)計信息和工藝信息，使該公司擁有了技術(shù)先進的工程信息數(shù)據(jù)庫，通過ERP系統(tǒng)的管理信息數(shù)據(jù)庫與計算機網(wǎng)絡進行資源共享，并進行有效信息的交換，最終實現(xiàn)了公司CIMS的總體規(guī)劃標準，并使公司進入了信息化時代。盡管如此，汽車空調(diào)在我國發(fā)展的時間還是太短，國內(nèi)大部分汽車空調(diào)廠家不具有很強的設(shè)計力量，技術(shù)水平又落后，所以普遍存在差、散、亂、的3種現(xiàn)狀。對于國內(nèi)主要幾家汽車空調(diào)廠而言，他們?nèi)匀惶幱诜轮茋饪照{(diào)系統(tǒng)的階段。為了提高技術(shù)水品，國內(nèi)部分廠家首先引進了UG，Catia等三維設(shè)計軟件，但由于設(shè)計人員基本上對蒸發(fā)器、暖風機和鼓風機沒有完整的認識及開發(fā)能力，所以對于這些軟件的使用效率非常低。在組裝方面，我國汽車空調(diào)主要依賴CKD組裝。但是汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，導致市場對高性能、高質(zhì)量汽車空調(diào)的需求量越來越大。因為大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平比較低，不能滿足這個需求，所以很多企業(yè)從國外引進成套生產(chǎn)設(shè)備和先進技術(shù)，也有很多地方開始引進外資，進行汽車空調(diào)項目合作。為了積極推動汽車空調(diào)的國產(chǎn)化進程,國內(nèi)各大汽車空調(diào)廠商與各高等學校進行合作,鼓勵國內(nèi)設(shè)計人員進行獨立研究,以此來盡快掌握屬于我們自己的蒸發(fā)器、鼓風機和暖風機的開發(fā)技術(shù)。從戴姆勒制造出第一輛汽車以來，人們對汽車的開發(fā)已經(jīng)有了110年的歷史。由于剛開始設(shè)計的汽車比較簡單，使得乘坐這種汽車的人們夏天汗流滿面，冬天手腳發(fā)麻。在研制出汽車加熱裝置和汽車空調(diào)設(shè)備之后,人們就開始乘坐裝有空調(diào)的汽車了。美國人是這些設(shè)備的最先體驗者，例如，早在上世紀30年代時，當時的汽車廠商就可以根據(jù)客戶的要求給汽車安裝加熱裝置了。而歐洲是在1950年才制造出第一輛安裝有加熱裝置的汽車。這臺汽車的加熱裝置還帶有電子新鮮空氣送風機，是由貝洱公司提供的。1963年，德國的一個卡車制造公司于自己的貨車上安裝了送風和加熱裝置。1953年，美國某公司在行李箱上安裝了蒸發(fā)器，這是空調(diào)第一次作為一個系統(tǒng)進行生產(chǎn)，后來又將蒸發(fā)器和通風管道結(jié)合在了儀表板內(nèi)。汽車空調(diào)在30年多的發(fā)展過程中經(jīng)歷了很多改變。1971年，加熱和空調(diào)裝置集成一體的裝置首次問世。1981年，第一臺可以分開控制的空調(diào)被制造出，駕駛員和乘客都可以根據(jù)自身的需求來調(diào)節(jié)氣溫。1994年又開發(fā)出了可以左右分開調(diào)控空氣量的空調(diào)。如果仍然遵循溫度單獨調(diào)控原理，也可以把后排與前排乘客分開各自調(diào)控自己需要的溫度。到現(xiàn)在為止，把第二個空調(diào)裝置安裝在后排，已經(jīng)可以實現(xiàn)我們所想的四區(qū)空調(diào)裝置2。1.3 汽車空調(diào)的特點及其控制系統(tǒng)的難點對于汽車空調(diào)來說，它和建筑內(nèi)的空調(diào)有著很大的不同。首先，汽車在工作時它是不停地移動的，因而外界環(huán)境氣候也會隨時變化，車外的溫度變化會很大，這就導致在進行車外設(shè)計時我們無法得到一個確定的參數(shù)值。其次，由于汽車是需要載客的，載客多了產(chǎn)生的熱量就會很多，車內(nèi)空間又是固定的而且比較小，因此對汽車空調(diào)的制冷能力有很大的要求，無論是駕駛員還是乘客，在進入車內(nèi)時往往會第一時間打開空調(diào)，并且希望在短時間內(nèi)就能享受到空調(diào)效果；而汽車在開啟空調(diào)時車內(nèi)的溫度又很高，這幾種因素導致汽車空調(diào)必須有著極大的工作負荷，才能讓車內(nèi)溫度迅速滿足乘客的需求。因此，從工作負荷方面來講，汽車空調(diào)機組的工作負荷應該比建筑內(nèi)的空調(diào)大。除此之外，汽車通常情況下是高速行駛的，與外界環(huán)境接觸時間長，而且車身隔熱困難，門窗所占汽車比例又大，所以車內(nèi)溫度變化頻繁。還有許多復雜的情況，例如：汽車長時間暴露在太陽直射下(或風雪下)，進入車內(nèi)的熱負荷(或冷負荷)比一般室內(nèi)的要大得多；夏天汽車停在烈日下時間過長，車內(nèi)溫度甚至會上升到50以上。汽車所在的外界環(huán)境復雜多變，很有可能會十分的惡劣，這些環(huán)境因素往往會影響到汽車電子裝置的性能，甚至使某些裝置損壞而不能工作。因此與一般的空調(diào)控制系統(tǒng)相比，汽車空調(diào)控制系統(tǒng)有其特殊的要求：第一，要能夠保證汽車在外界溫度和濕度的考驗下還可以正常工作。通常汽車外部的環(huán)境溫度最高為50，最低為-40，但汽車內(nèi)部各零件卻有著各不相同的最佳工作溫度。第二，汽車空調(diào)對其承受沖擊和振動的能力有一定的要求。如果汽車行駛在狀況很糟糕的路面上，汽車各零部件必須承受住較大的振動和沖擊力。第三，要滿足電氣環(huán)境要求，汽車電源波動和瞬時過電壓等將形成較壞的電氣環(huán)境。 1.4 課題的提出與研究內(nèi)容隨著汽車制造商越來越重視汽車空調(diào)，對汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究就顯得尤為重要了。如今，廣大汽車廠商與汽車使用者已經(jīng)普遍認可了汽車空調(diào)是用戶乘坐舒適性的重要指標之一。完善的汽車空調(diào)系統(tǒng)可以對車內(nèi)空氣的溫度、濕度、清潔度、風速、通風等進行自動調(diào)節(jié)，提高了乘坐舒適度，減少疲勞，為安全駕駛提供了一定的保證。以CAN總線構(gòu)建網(wǎng)絡，單片機為控制核心構(gòu)成的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)，其硬件簡單，軟件豐富，性能優(yōu)良，運行穩(wěn)定可靠且成本低。設(shè)計要求如下： 了解并學習CAN總線及其原理 簡介汽車空調(diào)的基本工作原理 對空調(diào)控制系統(tǒng)進行硬件設(shè)計 對空調(diào)控制系統(tǒng)進行軟件設(shè)計38第2章 汽車空調(diào)系統(tǒng)工作原理2.1 汽車空調(diào)的總成結(jié)構(gòu)空氣調(diào)節(jié)器，簡稱為空調(diào)。它主要的功能是調(diào)節(jié)室內(nèi)的空氣，使空氣的溫度、濕度、流速、和潔凈度等達到人體所需要的舒適范圍。汽車空調(diào)是空氣調(diào)節(jié)器的一個重要分支，屬于舒適性空調(diào)，它是為了車室內(nèi)或駕駛室內(nèi)的空氣質(zhì)量和數(shù)量達到舒適性標準而進行調(diào)節(jié)的裝置。汽車空調(diào)一般由制冷系統(tǒng)、暖風系統(tǒng)、通風系統(tǒng)以及空氣凈化系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等幾個部分組成，具體可以通過六個受控裝置來控制，它們分別是膨脹閥、鼓風機、儲液干燥器、壓縮機、冷凝器和蒸發(fā)器。各部件主要功用：壓縮機：提高制冷劑的壓力，促使其在冷凝器中液化放熱，并且作為動力源，促使制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動。它是空調(diào)系統(tǒng)的心臟。冷凝器：將高溫高壓氣態(tài)制冷劑冷卻為高溫高壓液態(tài)制冷劑。儲液干燥器：過濾制冷劑中的水分和雜質(zhì)，儲存制冷劑，保障制冷劑不間斷地輸送到膨脹閥。膨脹閥：通過節(jié)流將高溫高壓液態(tài)制冷劑變?yōu)榈蜏氐蛪阂簯B(tài)制冷劑。蒸發(fā)器：低溫低壓液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器里吸熱，進行熱交換，變成低溫低壓氣態(tài)制冷劑。鼓風機：將冷卻后的空氣不斷吹入車廂。現(xiàn)代汽車空調(diào)系統(tǒng)總成一般是采用冷暖完全合一型，其風道系統(tǒng)如圖2.1所示。2車內(nèi)進風1車外進風3內(nèi)外循環(huán)風門 4鼓風機5混合風門6制冷蒸發(fā)器9除霜風口10下吹風口7暖風散熱器11前吹風口8風向風門圖2.1 汽車空調(diào)結(jié)構(gòu)2.2 汽車空調(diào)系統(tǒng)基本工作原理汽車空調(diào)制冷工作原理：從蒸發(fā)器流出的低壓、低溫的制冷劑蒸汽，經(jīng)壓縮機壓縮后，成為高壓、 氣體，然后進入冷凝器。在汽車空調(diào)調(diào)節(jié)器中，均采用容積式壓縮機。經(jīng)壓縮機排出的高溫制冷劑氣體進入冷凝器內(nèi)，與外部的冷卻介質(zhì)進行熱交換，其自身放出熱量，發(fā)生相變，最終成為液態(tài)制冷劑流出冷凝器。膨脹閥對制冷劑節(jié)流降壓，在降壓的同時使制冷劑降溫。制冷劑在流經(jīng)膨脹閥時一部分液體成為氣體。膨脹閥還起到控制制冷劑流量的作用，以保持冷凝器中制冷劑壓力高于蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑壓力。蒸發(fā)器是輸出冷量的設(shè)備。節(jié)流后的制冷劑液體流經(jīng)蒸發(fā)器時，吸收車室內(nèi)空氣的熱量，液體氣化吸熱，從而達到制冷的目的，獲得降溫的效果。制冷劑經(jīng)蒸發(fā)器后已變成低溫低壓氣態(tài)，再經(jīng)壓縮機壓縮，進入下一個循環(huán)，實現(xiàn)連續(xù)制冷3。下圖2.2為基本工作原理圖。圖2.2 空調(diào)系統(tǒng)基本工作原理圖第3章 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)本文是研究基于CAN總線的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計，在本系統(tǒng)中以中央節(jié)點為中心，多個控制執(zhí)行機構(gòu)節(jié)點和信號采集節(jié)點掛接在CAN總線上，以此來完成信息的交互和命令的執(zhí)行。下圖3.1為該控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖。3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.2 主要元件的選取3.2.1 單片機選擇單片機又可以看做微型計算機，它是由微處理器、一定容量的RAM和ROM以及I/O口、定時器等電路集成在一塊芯片上構(gòu)成的。一個單片機好壞決定了整個系統(tǒng)快慢。目前，單片機對于我們來說不應該是陌生的東西了。因為它早就遍布了我們的周圍。不僅是在我們的生活中，還有工業(yè)領(lǐng)域，醫(yī)療領(lǐng)域，計算機領(lǐng)域等等都離不開單片機。那么當然，汽車也是如此。那么車用單片機又有什么不一樣的呢？車用單片機不同于一般的消費用單片機，其最大區(qū)別在于車用單片機經(jīng)常會被要求在極苛刻的環(huán)境下運行。例如可能要工作在-40到+120的環(huán)境中，這就要求車用單片機需要有穩(wěn)定性和可靠性。本設(shè)計使用到的MCU選用8位單片機，型號為8051。至于為什么選用這款單片機,在這里我簡單說明一下。首先由于該款單片機出貨量大，因此成本低，并且該單片機的功能也滿足本設(shè)計的需求。再者，它的指令簡單，很容易讓人學會。還有它的外圍電路簡單，硬件設(shè)計方便。還有許多優(yōu)點在此就不一一說明了。因此這款單片機適合采用。1981年，英特爾公司推出了以MCS-51為內(nèi)核的8位微處理器，8051單片機。8051單片機包含以下部件：（1） 一個8位微處理器CPU。（2） 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM和特殊功能寄存器SFR。（3） 片內(nèi)程序存儲器ROM。（4） 兩個定時/計數(shù)器T0、T1，可用作定時器，也可用以對外部脈沖進行計數(shù)。（5） 四個8位可編程的并行I/O端口，每個端口既可作輸入，也可作輸出。（6） 一個串行端口，用去數(shù)據(jù)的串行通信。（7） 中斷控制系統(tǒng)。（8） 內(nèi)部時鐘電路。8051單片機的引腳分布圖如圖3.2所示：圖 3.2 8051引腳分布圖單片機的40個引腳大致可分為4類：電源、時鐘、控制和I/O引腳。電源:VCC-芯片電源，接+5V；VSS-接地端；時鐘:XTAL1、XTAL2-晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。控制線:控制線共有4根 ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖ALE功能：用來鎖存P0口送出的低8位地址PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。PSEN:外ROM讀選通信號。RST/VPD:復位/備用電源。 RST（Reset）功能：復位信號輸入端。VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。 Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。I/O線8051共有4個8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個引腳。P3口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線）。8051系列單片機最大特點就是他有4個復用的接口它們分別為圖中P0系列接口，P1系列接口，P2系列，P3系列，每個系列接口都有8個接口。下面介紹下各個接口的功效:P0定義為數(shù)據(jù)地址復用線，具體可以根據(jù)具體情況選擇到底是用作傳送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線，還是用作傳輸?shù)刂返牡刂房偩€。但是，這樣使用的前提是單片機需要外接存儲器或其他控制器的功用，當不接外部儲存器亦可以可用于通用I / O，但作為輸入或輸出的內(nèi)部裸露電阻應連接至外部上拉電阻。P1端口僅用于I / O端口：內(nèi)部有一個上拉電阻。P2的功效和之前p0接口相同也是數(shù)據(jù)地址復用線，也可以用作接I/O接口，但是不可以接那種內(nèi)部有一個上拉電阻。P3有兩個功能，一方面他可以作為數(shù)據(jù)地址的復用線。另一方面它也作為控制總線這個功能是由特殊寄存器設(shè)置。3.2.2 CAN控制器的選擇CAN控制器是CAN局域網(wǎng)控制器的簡稱，它是一種串行數(shù)據(jù)通信總線，開發(fā)出它的目的在于實現(xiàn)了汽車上許多部件之間的數(shù)據(jù)交換4。CAN控制器用于實現(xiàn)CAN總線的協(xié)議底層以及數(shù)據(jù)鏈路層，用于生成CAN幀并以二進制碼的方式發(fā)送，在這個過程中進行位填充、添加CRC校驗、應答檢測等操作；將接收到的二進制碼進行解析并接受，在此過程中進行收發(fā)對比、去位填充、執(zhí)行CRC校驗的操作。除此以外還要進行沖突判斷、錯誤處理的其他任務。CAN控制器分為兩類：獨立CAN控制器和集成于微處理器中的CAN控制器。在前面我們選擇了8051單片機，而該單片機不帶有CAN控制器，所以選擇獨立CAN控制器。目前市場上主流的 獨立CAN 控制器有兩種：MCP510和SJA1000。MCP510出現(xiàn)的時間比SJA1000晚，因而它的性能比較強大，但隨之帶來的問題是它比SJA1000復雜，而在本設(shè)計中只需要簡單地對空調(diào)系統(tǒng)進行控制，所以本人選擇了既簡單又可以滿足本設(shè)計需求的SJA1000.下面簡單介紹下它。SJA1000是Philips公司生產(chǎn)的一種獨立CAN控制器，用于控制移動目標和工業(yè)環(huán)境中的區(qū)域網(wǎng)絡。它全面兼容CAN2.0B協(xié)議，同時支持11位和29位標識碼，位速率可達1Mbits/S。SJA1000有兩種工作模式：BasicCAN模式和PeliCAN模式。SJA1000的主要硬件組成及各自的職能：接口管理邏輯（IML）：負責解釋來自CPU的命令，控制 CAN 寄存器的尋址，向主控制器（CPU）提供中斷信息和狀態(tài)信息。發(fā)送緩沖器（TXB）：是CPU 和位流處理器（BSP）之間的接口，負責存儲發(fā)送到CAN總線上的一條完整的報文。發(fā)送緩沖器的長度為13個字節(jié)，由CPU寫入、位流處理器讀出。接收緩沖器（RXB、長度為13個字節(jié)）：是驗收濾波器和 CPU之間的接口，用來存儲從CAN總線上接收并被確認的信息。作為接收FIFO（RXFIFO，長度為64字節(jié)）的一個窗口，接收緩沖器可被CPU訪問。CPU在接收FIFO的支持下，可以在處理一條報文的同時接收其他報文。驗收濾波器（ACF）：將一條接收到的報文標識碼與驗收濾波器中的預設(shè)值相比較，以決定是否接收這條報文。在純粹的接收測試中，所有的報文都保存在接收FIFO中，但只有驗收濾波通過且無差錯的報文，才能被保存在接收緩沖器中。 位流處理器（BSP）：是一個控制發(fā)送緩沖器、接收FIFO和CAN總線之間數(shù)據(jù)流的程序裝置。它還執(zhí)行總線上的錯誤檢測、仲載、總線填充和錯誤處理。位時序邏輯（BTL）：監(jiān)視串行的CAN總線和位時序。它在信息開頭“弱勢支配”的總線傳輸時，同步CAN總線位流（硬同步），接收報文時再次同步下一次傳送（軟同步）。錯誤管理邏輯（EML）：負責限制傳輸層模塊的錯誤。它接收來自位流處理器的出錯報告，然后把有關(guān)錯誤統(tǒng)計告訴位流處理器和接口管理邏輯（IML）。SJA1000的芯片原理圖如下圖所示：圖 3.3 SJA1000芯片原理圖SJA1000一共有28個引腳，8個數(shù)據(jù)地址復用線可以與之前選的8051系列單片機直接連接。具體的引腳如下圖所示：圖 3.4 SJA1000引腳圖3.2.3 CAN驅(qū)動器選擇CAN驅(qū)動器是 CAN 控制器與物理總線之間的接口，它的職能主要是在物理層方面。首先它將控制器發(fā)送的信號進行轉(zhuǎn)變，使得此信號符合物理層標準，然后在將此信號放大以及傳輸。另外，由于總線上發(fā)送過來的信號不能直接被控制器接收，所以它需要將信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娖叫盘?。市面上現(xiàn)在存在的CAN收發(fā)器主要是飛利浦公司的PCA82C250系列，基于JFET結(jié)構(gòu)（PCA82C250系列的升級版）TJA1040系列，IT公司的SN65HVD251系列和Freescale公司的MC33901系列。這些驅(qū)動器都能滿足本設(shè)計的要求，但是后面幾種是近幾年才出現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)較為復雜，而且太熟悉，加上PCA82C250能夠和SJA1000很好的兼容，所以選擇了PCA82C250CAN驅(qū)動器。下圖是它的引腳圖：圖 3.5 PCA82C250引腳圖PCA82C250工作原理：PCA82C250主要是通過發(fā)送數(shù)據(jù)的串行輸入線TXD端口接收控制器發(fā)來的串行信息，再將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到達驅(qū)動器上，通過驅(qū)動器和連個三極管實現(xiàn)差動的發(fā)送高低電平，高電壓流到CANH，低的則到CANL上。CANH與CANL就是負責高低電流的輸入和輸出，其兩個端口就是接到總線上的。在接收總線來的消息時，高低電壓主要經(jīng)過接收器譯碼成串行數(shù)據(jù)，再通過輸出端口RXD輸出6。引腳Rs主要是控制收發(fā)器的工作方式不同的電流下有不同的工作方式，當RS電流為VCC接口上的0.75倍時，收發(fā)器處于待機狀態(tài)。當電流為10微安到200微安時，處于斜率控制狀態(tài)。而當Rs端電流大于0.3倍的VCC時，收發(fā)器處于高速狀態(tài)。3.3 主要電路設(shè)計3.3.1 電源電路穩(wěn)定的電源對于汽車儀表系統(tǒng)來說非常重要,在現(xiàn)代的微型汽車中,蓄電池是汽車儀表系統(tǒng)電源的最主要的電力來源7。蓄電池正常能夠提供12V的電壓，然而在本文的設(shè)計中所選取的微控制器、CAN的收發(fā)器等元件所需要的供電電壓為5V。因此為了達到5V電壓的需求，我們需要設(shè)計一個穩(wěn)定的電源電壓輸出電路。在汽車儀表工作過程中，電源需供給穩(wěn)定的電壓，才能確保儀表系統(tǒng)工作穩(wěn)定、及時、精確。在這里我們采用了比較常見的電路芯片7805將12V轉(zhuǎn)換為5V，它的實物圖如圖3.6所示：圖 3.6三穩(wěn)壓集成電路芯片7805為了達到減少振動和噪聲,我們在電路中接了去耦電容。反接二極管的目的是防止短路，起到保護電源電路的作用。電源模塊電路如下：圖 3.7電源電路模塊3.3.2 顯示模塊電路顯示模塊主要顯示車內(nèi)溫度。本系統(tǒng)使用帶背光的RT-1602C液晶顯示屏。1602液晶顯示器也叫1602字符型液晶顯示器，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等點陣型液晶顯示器，它由若干個57或者511等點陣字符組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔 ，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此 ，所以他不能顯示圖形。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應用于市面上大部分的字符型液晶顯示器8。1602LCD的特性：1、+5V電壓，對比度可調(diào)。2、內(nèi)含復位電路。3、提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能。4、有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRAM。5、內(nèi)建有160個57點陣的字型的字符發(fā)生器CGROM。6、8個可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM。字符型LCD1602通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線VCC(15腳)和地線GND(16腳)9。顯示屏1602的液晶接口及引腳1602液晶顯示屏具體引腳如圖3.8所示。引腳功能見表3.1。圖3.8 1602液晶顯示屏接口圖表3.1 1602具體原理表格以及引腳對應：引腳號引腳名電平輸入/輸出作用1Vss電源地2Vcc電源（+5V）3Vee對比調(diào)整電壓4RS0/1輸入0-輸入指令1-輸入數(shù)據(jù)5R/W0/1輸入0-向LCD寫入指令數(shù)據(jù)1-從LCD讀取數(shù)據(jù)6E1輸入使能信號，1時讀取信息10執(zhí)行指令7DB00/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line0（最低位）8DB10/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line19DB20/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line210DB30/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line311DB40/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line412DB50/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line513DB60/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line614DB70/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line7（最高位）15A+VccLCD背光電源正極16K接地LCD背光電源負極3.3.3 按鍵輸入電路本系統(tǒng)中需要8個按鍵，分別為啟動鍵、風向鍵1（吹臉）、風向鍵2（吹腳）、除霜鍵、內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)以及“+”、“-”按鍵。這些按鍵直接接在8051的通用輸入輸出口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7上，當某一個開關(guān)閉合，電路導通，所接的端口置為高電位。具體的電路圖如下所示:圖3.9 按鍵輸入電路圖3.3.4 8051單片機最小系統(tǒng)電路單片機的最小系統(tǒng)是基于單片機測控系統(tǒng)的核心部分,是整個系統(tǒng)能否正常運行的關(guān)鍵。隨著目前單片機技術(shù)的不斷發(fā)展,最小系統(tǒng)的定義也在不斷的變化。按照字面理解,單片機最小系統(tǒng)是指使單片機上電之后能夠正常自動運行,預先由用戶燒寫在程序存儲器中代碼的最小硬件構(gòu)成,因此一般的單片機最小系統(tǒng)通常由以下幾個部分構(gòu)成：單片機最小系統(tǒng)=電源+復位電路+時鐘電路+單片機也有的人愿意把LED指示燈、數(shù)碼管或是按鍵等加入進去構(gòu)成最小系統(tǒng),當然根據(jù)需要來設(shè)計自己的系統(tǒng)是沒問題的。以前單片機的片內(nèi)資源還不是很豐富的時候,所謂的最小系統(tǒng)也是很大的。比如 Intel的8031很流行時,最小系統(tǒng)至少還要包括一片ROM芯片,因為8031本身是沒有內(nèi)置ROM的。而現(xiàn)在的一些單片機,有的已經(jīng)把上電復位電路集成在了片內(nèi),因此復位電路也可以省去了10。本設(shè)計最小系統(tǒng)電路如下圖所示：圖 3.10 8051最小系統(tǒng)電路P0.0到P0.7的功能為地址與數(shù)據(jù)復用線,故將其與AD0到AD7相連;用于和CAN通信的IO端口：P2.0、P2.1、P2.2、P2.3，分別接SJA1000的、ALE。3.3.5 CAN收發(fā)接口電路根據(jù)SJA1000和CAN控制器的引腳功能將他們連起來接入到CAN總線上。SJA1000內(nèi)部自帶時鐘，只需要在XTAL1與XTAL2之間相接一個諧振器和電容就能產(chǎn)生時鐘信號。在CAN控制器的RS接口上接了一個電阻大小可調(diào)的斜率電阻后再與電源相連，目的是為了根據(jù)傳輸?shù)乃俣茸龀稣{(diào)整。另外收發(fā)器也不是直接將CANH、CANL直接接入CAN總線中，需要在兩者之間串聯(lián)個電阻，起到保護電路的作用?？刂破魃线€需要有復位電路，這里我直接將其接一個電容后接地。其余引腳均可對應著其功能或者相應的字母相互連接即可，這里不再一一說明。SJA1000和PCA82C250的連接電路如圖3.11所示：圖 3.11 CAN收發(fā)接口電路3.3.6 信號采集節(jié)點電路本系統(tǒng)有三個溫度采集節(jié)點，分別是車內(nèi)溫度、車外溫度和蒸發(fā)器表面溫度。如果要系統(tǒng)正確運行，那么溫度測量就必須十分精確，因此高精度的溫度傳感器對本系統(tǒng)來說是必不可少的。溫度傳感器的種類有很多，本設(shè)計一開始想選用的是AD590溫度傳感器，但之后發(fā)現(xiàn)其一些缺點并不適用本系統(tǒng)。比如說：它需要一個模擬信號轉(zhuǎn)熟悉信號的電路；它的成本較高；它的精確度比較低，不滿足本設(shè)計要求；它的測溫點數(shù)量少；它的電路連接比較復雜繁多；它對線阻有要求。經(jīng)過比較，最后本設(shè)計選用了DS18B20溫度傳感器。DS18B20溫度傳感器是由DALLAS（達拉斯）公司生產(chǎn)的，它是一種數(shù)字溫度傳感器，所以只需要本身一個元件就可以工作，也因此它的電路連接比其他溫度傳感器要簡單的多。此外，它的體積很小，成本比較低，精確度卻很高，信號線距離遠，雖然它的測溫范圍較小，但是已經(jīng)足夠滿足本系統(tǒng)的要求。 DS18B20的主要特征如下：數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換和輸出；先進的單總線數(shù)據(jù)通信；它的最高分辨率為12位，精確度為0.5攝氏度；12位分辨率的最大工作時間為750毫秒；可選擇寄生工作方式；檢測溫度范圍為-55CX 125C(-67)F_(257)F(7)；64位光刻ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，易于與多臺機器連接.各種包裝形式，適合不同的硬件系統(tǒng)。DS18B20的溫度檢測和數(shù)字數(shù)據(jù)輸出都集成在一塊芯片上，抗干擾能力更強。一個工作周期可以分為兩個部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。18B20有三種類型的內(nèi)存資源，即：只讀存儲器，用于存儲DS18B20ID編碼。前8位為單行串行碼，DS18B20為19 HN碼，后48位為該芯片的唯一序列號。最后8位是上述56位的CRC碼(冗余校驗)。用戶不會更改生產(chǎn)設(shè)置中的數(shù)據(jù)。DS18B20是64位ROM。RAM數(shù)據(jù)寄存器，用于內(nèi)部計算和數(shù)據(jù)訪問，數(shù)據(jù)斷電后丟失總共9字節(jié)RAM，每字節(jié)8位。第一字節(jié)和第二字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第三和第四字節(jié)是用戶EEPROM的鏡像(通常用于存儲溫度報警值)。當重置啟動時，該值將被刷新。第五個字節(jié)是用戶第三個EEPROM的鏡像。第六、第七和第八個字節(jié)是計數(shù)寄存器，旨在使用戶獲得更高的溫度分辨率，以及用于溫度轉(zhuǎn)換和計算的內(nèi)部瞬態(tài)存儲單元。第九個字節(jié)是CRC代碼的前八個字節(jié)。EEPROM非易失性存儲器用于存儲需要長時間保存的數(shù)據(jù)，上限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)DS18B20有3位EEPROM，RAM中有鏡像，便于用戶操作11。 DS18B20只需要接到控制器（單片機）的一個I/O口上，它的運行依靠接受控制器的指令，它指令如圖3.12所示。圖 3.12 DS18B20指令DS18B20與單片機的連接十分簡單，通常來說DS18B20不需要外接電源，可以通過數(shù)據(jù)線獲得。但是本系統(tǒng)中為了保證其在動態(tài)轉(zhuǎn)換周期獲得足夠的電流供應，所以使用VCC單獨外接電源供電。由于車內(nèi)外溫度和蒸發(fā)器表面溫度采集電路比較簡單，而且結(jié)構(gòu)差不多，所以這里就不一一說明了。具體電路圖如圖3.13所示：圖 3.13 溫度采集電路3.3.7 壓縮機電機啟?？刂齐娐繁鞠到y(tǒng)對于壓縮機的控制：首先通過蒸發(fā)器溫度采集節(jié)點采集到溫度信號并發(fā)送給中央節(jié)點，中央節(jié)點經(jīng)過運算再向壓縮機控制節(jié)點發(fā)送控制指令。如果蒸發(fā)器中的溫度很低，那么中央節(jié)點發(fā)出的指令就是停止壓縮機的運行，那么驅(qū)動壓縮機運行的電機就要停止工作；相反，如果蒸發(fā)器中的溫度過高，那么系統(tǒng)就會發(fā)出運行壓縮機的指令，則電機需要啟動。由于在壓縮機控制節(jié)點上的8051的I/O口的輸出電流較小，不能直接驅(qū)動電機，需要加驅(qū)動電路。本設(shè)計采用繼電器來驅(qū)動電機，因為繼電器可能會出現(xiàn)反向電壓的現(xiàn)象，所以采用三極管作為驅(qū)動元件，三極管可以承受很高的反向。電壓繼電器選用JZX-18F，它的輸出電壓為12V，最大工作電流為3A，并且體積小，進入工作狀態(tài)快。電路設(shè)計如圖3.14所示。圖 3.14 壓縮機電機啟停控制電路本設(shè)計中加入了光電藕和三極管，這樣可以加強抗干擾能力和增加驅(qū)動能力。當單片機的P3.0口輸入高電平時，光耦輸入端產(chǎn)生電流，光耦內(nèi)部的發(fā)光二極管開始發(fā)光，使得輸出端的光敏三極管導通，繼電器線圈通電，最終驅(qū)動電機。當P3.0口為低電平時，光耦輸入端無電流產(chǎn)生，繼電器線圈沒有通電，電機不工作。同時二極管可以通過釋放繼電器線圈中的反電流，產(chǎn)生續(xù)流的作用，從而使繼電器安全工作。3.3.8 風門控制電路風門控制電路用于控制冷熱空氣混合閥和出口風閥擋板的開度，從而控制出風的溫度和方向。擋板開度控制的實質(zhì)是控制電機的旋轉(zhuǎn)角度。這種控制方法非常適合于步進電機的控制。步進電機是一種能將脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移或線性位移的機電元件。實際上，它是一種單相或多相同步電動機。單相步進電機采用單通道電脈沖驅(qū)動，輸出功率通常很小，其用途是小功率驅(qū)動。多相步進電機采用多相方波脈沖驅(qū)動，應用廣泛。采用多相步進電機時，利用脈沖分頻器將單通道脈沖信號轉(zhuǎn)換為多相脈沖信號，經(jīng)功率放大后送入步進電機各相繞組。當每個脈沖輸入到脈沖分配器時，電機的每個相位的電狀態(tài)都會發(fā)生變化，轉(zhuǎn)子繞一定的角度(稱為步進角)旋轉(zhuǎn)。在正常情況下，步進電機的總旋轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比。當某一頻率的脈沖連續(xù)輸入時，電機的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率保持嚴格的對應關(guān)系。不受電壓波動和負荷變化的影響。由于步進電機可以直接接收數(shù)字輸入，特別適合微機控制?？偟膩碚f，步進電機有如下優(yōu)點： 1、不需要反饋，簡單控制。2、與微機的連接、速度控制(起動、停、反)以及驅(qū)動電路的設(shè)計相對簡單。3、無角累積誤差。4、當旋轉(zhuǎn)停止時，你也可以保持旋轉(zhuǎn)距離。5、無舵機等機械部件，不需維修，成本低。6、精確定位，即使沒有傳感器。7、根據(jù)給定的脈沖周期，它可以任意速度旋轉(zhuǎn)。 考慮到以上考慮，本設(shè)計采用兩相四線步進電機作為節(jié)流控制電機.為了保證電路的正常運行，步進電機的繞組必須具有足夠的電壓、電流和正確的波形。同時，必須保證驅(qū)動電路功率放大裝置的安全運行。采用集成芯片L298N作為步進電機的驅(qū)動芯片。L298N是SGS公司設(shè)計的雙通道推挽功率放大器ASIC，用于控制和驅(qū)動電機。將離散電路集成到單個集成電路中，降低了外圍設(shè)備的成本，提高了整機的可靠性12。其具體的電路連接如下圖3.15所示：圖 3.15 風門控制電路3.3.9 鼓風機控制電路由于風機節(jié)點需要實現(xiàn)風速的調(diào)節(jié)，即控制直流電機的轉(zhuǎn)速。8051單片機內(nèi)部定時器可編程實現(xiàn)PWM波形的輸出。因此，它可以用來通過脈寬調(diào)制來調(diào)節(jié)直流電機的轉(zhuǎn)速。由于具有兩個H橋的高壓、大電流全橋驅(qū)動器，可用于驅(qū)動直流電機、步進電機、繼電器線圈等感應負載；采用標準邏輯電平信號控制；有兩個使能控制終端。該芯片可以驅(qū)動兩相步進電機或四相步進電機，也可以驅(qū)動兩臺直流電機。因此，這里直流電機調(diào)速的驅(qū)動芯片采用L298N，其電路連接圖如下3.16所示：圖 3.16鼓風機控制電路 在這里，由于只需要控制電機的轉(zhuǎn)速，不需要控制電機的正負旋轉(zhuǎn)，所以In3，IN4不再連接到單片機的IO端口，而是直接固定在高低電平上，使電機始終保持轉(zhuǎn)向。ENA和ENB與單片機T0和T1接口相連，用C語言編程，通過輸出不同占空比的PWM波形，實現(xiàn)電機調(diào)速。第4章 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計對于CAN系統(tǒng)的開發(fā)需要哪些軟件要根據(jù)系統(tǒng)而定，如果用SJA1000組成CAN系統(tǒng)，就需要一個控制器；如果控制器 是單片機，那么就需要單片機的相關(guān)開發(fā)環(huán)境（IDE）；如果控制器是DSP或者FPGA，那就需要用相應廠家的IDE13。對于本系統(tǒng)而言，它的軟件設(shè)計包括兩個部分：單片機功能模塊的軟件設(shè)計和CAN 總線節(jié)點的軟件設(shè)計。本人采用的編程語言是C語言，因為C語言在大學課程中學習過，有一定的知識基礎(chǔ)，而且C語言是現(xiàn)在軟件編程使用的最廣泛的語言，所以用C語言編程是個很好的選擇。4.1 單片機Keil開發(fā)環(huán)境簡介單片機開發(fā)可以說是“硬件十軟件”的結(jié)合體,有了硬件后,就要設(shè)計相應的軟件。目前開發(fā)単片機程序主要有匯編和C語言兩種,其區(qū)別是匯編與硬件結(jié)合緊密,時間控制準確,效率高,但是模塊化程度不高,而且對于初學者往往比較難;C語言則相對簡單,由于一般的理工科學生都接觸過像C這樣的高級程序語言,所以上手比較容易。不管用哪種語言,都需要一個高效、方便的編譯環(huán)境,這個編譯環(huán)境的作用說的簡單一點就是:幫助我們檢查程序的語法正確姓,進行必要的仿真,進行程序語言到機器碼的轉(zhuǎn)換,最后生成下載程序所需的.hex文件。把這個.hex文件下載進單片機后,單片機就能夠按照我們的思路進行工作了。目前編譯環(huán)境有很多,德國的開發(fā)軟件Keil應用比較廣14。4.2 CAN總線節(jié)點的程序設(shè)計對于CAN節(jié)點的程序設(shè)計，我們首先要分析該設(shè)計要實現(xiàn)的功能；然后對程序進行規(guī)劃，繪制流程圖；最后再編寫程序代碼。以下涉及到的具體編程都會在附錄里說明。4.2.1 主節(jié)點程序設(shè)計主節(jié)點的工作主要包括通過CAN網(wǎng)絡接收信息采集的子節(jié)點發(fā)送的傳感器的采用信息、按鍵輸入設(shè)置溫度的接收、根據(jù)用戶設(shè)定的溫度對傳感器的操作以及傳感器的采樣信息。將控制信息發(fā)送給控制子節(jié)點，在液晶顯示屏上實時顯示溫度、光照等當前狀態(tài)信息15。整個程序開發(fā)的過程如下圖4.1所示：圖 4.1 總體程序流程圖CAN節(jié)點初始化CAN節(jié)點的初始化就是對SJA1000的寄存器進行必要的配置，使其根據(jù)配置進行工作。首先將與8051與CAN模塊連接的IO進行地址映射，然后完成CAN收發(fā)器SJA1000的初始化工作，其流程如下圖4.2所示：圖4.2 CAN節(jié)點初始化流程圖CAN節(jié)點發(fā)送程序設(shè)計根據(jù)要發(fā)送信息的目的地址，正確配置分組標識符寄存器；同時，信息標識符在自接收模式下仍然有效，準備要發(fā)送的數(shù)據(jù)并配置適當?shù)募拇嫫?。流程圖4.3如下：圖4.3 CAN節(jié)點發(fā)送程序流程圖CAN節(jié)點接收程序設(shè)計檢測CAN控制器的狀態(tài)以確定接收緩沖區(qū)中存在可讀消息。讀取接收緩沖器中的數(shù)據(jù)并釋放接收緩沖器。讀取仲裁損失捕獲寄存器和錯誤代碼捕獲寄存器以重新激活它們。具體的流程如下圖4.4所示：圖4.4 CAN節(jié)點接收程序流程圖在本系統(tǒng)中主節(jié)點在進行CAN節(jié)點通信的同時，還要進行運算及人機交換任務，所以我們這里采用了多線程編程，也就是在主線程創(chuàng)建子線程，由這些子線程執(zhí)行其他任務。在這里簡單介紹下主線程和幾個子線程的運行過程：主線程首先需要完成CAN模塊的初始化，接著打開配置文件，以此來設(shè)定溫度，風門開度等信息，然后創(chuàng)建可以保存車內(nèi)外溫度，冷凝器溫度等信息的緩存區(qū)，最后創(chuàng)建子線程，完成溫度控制的工作，并等待子線程退出。子線程主要有三個：一個是人機交換線程，它用來接收用戶的按鍵;二是信息采集子線程，它的功能是讀取CAN控制器的接收數(shù)據(jù)緩存區(qū)；三是運算線程，用來進行數(shù)據(jù)運算并根據(jù)所得的運算結(jié)果調(diào)用控制傳輸函數(shù)，并發(fā)出控制信息。程序流程圖4.5如下：圖4.5 主節(jié)點程序流程圖4.2.2 子節(jié)點程序設(shè)計溫度采集節(jié)點程序設(shè)計本設(shè)計中有3個溫度采集子節(jié)點，但是由于它們結(jié)構(gòu)相同，所以不需要一一設(shè)計。此程序首先需要CAN節(jié)點和溫度傳感器芯片DS18B20初始化，開始定時中斷，完成后進入大周期。在循環(huán)中，根據(jù)中斷標記位置，判斷溫度轉(zhuǎn)換的需要，8051單片機通過P2.0端口將測溫命令發(fā)送給溫度傳感器芯片，溫度傳感器接收命令。溫度測量完成后，將測量結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，發(fā)送給單片機。流程圖4.6如下：圖4.6 溫度采集節(jié)點程序流程圖壓縮機控制節(jié)點程序設(shè)計壓縮機控制節(jié)點程序設(shè)計比較簡單，在這里就不做具體的說明了。因為它的工作狀態(tài)只有運轉(zhuǎn)或停止，如果當主節(jié)點命令其關(guān)閉時，只需將其相應的I/O端口設(shè)置為低級別，然后繼電器失去電源并彈出打開，壓縮機完成關(guān)閉命令；相反，端口被設(shè)置為較高級別。風門控制節(jié)點程序設(shè)計主節(jié)點向該子節(jié)點發(fā)送信息，子節(jié)點分析并確定信息中的風門轉(zhuǎn)動方向和角度，然后8051單片機驅(qū)動步進電機做出反應。具體流程圖4.7如下：圖4.7 風門控制節(jié)點程序流程圖鼓風機控制節(jié)點程序設(shè)計鼓風機的功能是調(diào)節(jié)風速，只有直流電機的轉(zhuǎn)速才能被控制。通過對8051單片機內(nèi)部定時器的編程，實現(xiàn)了PWM波形的輸出，控制了直流電機的轉(zhuǎn)速。因此，當節(jié)點從主節(jié)點接收指令時，通過單片機內(nèi)部定時器實現(xiàn)PWM波形的輸出，通過調(diào)整占空比來控制直流電機的轉(zhuǎn)速。其具體流程圖4.8如下：圖4.8 鼓風機控制節(jié)點程序流程圖第5章 總結(jié)與展望5.1 全文總結(jié)本文在參考并翻閱了大量文獻的基礎(chǔ)上簡單介紹了汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的組成與基本的工作原理，然后通過深入學習CAN總線技術(shù)，構(gòu)建CAN網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，以8051單片機為控制核心創(chuàng)建CAN主節(jié)點和子節(jié)點。然后完成對主要元件的選取，設(shè)計出各節(jié)點，各模塊的硬件電路，最后再進行軟件設(shè)計，畫出流程圖，然后利用C語言編程完成整個汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計。5.2 展望隨著電子控制技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，未來汽車空調(diào)控制系統(tǒng)也一定會被持續(xù)地進行改進。本人認為未來汽車空調(diào)控制系統(tǒng)主要有以下兩個個方面的發(fā)展趨勢：（1）綜合考慮多種因素，繼續(xù)創(chuàng)造更好的車內(nèi)環(huán)境，包括對溫度、濕度、空氣潔凈度的調(diào)節(jié)，甚至是輻射等。（2）汽車空調(diào)控制系統(tǒng)需要不斷地向智能控制方向發(fā)展，這樣能夠使控制系統(tǒng)更精確，及時地完成各種指令，使汽車空調(diào)在運行中能保證駕駛員與乘客處在最舒適的狀態(tài)。最后對于個人而言，以后本人還需要繼續(xù)深入學習，爭取進一步改進本系統(tǒng)設(shè)計。參考文獻1彭軼濤. 基于CAN總線的乘用車內(nèi)部空調(diào)智能控制系統(tǒng)研究與設(shè)計D.華南理工大學,20142陳文鑫. 基于CAN總線及智能控制算法的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計D.上海交通大學,2009.3杜飛. 汽車CAN總線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)設(shè)計及應用D.石家莊鐵道大學,2013.4王琦. 基于CAN總線的Bootloader研究與實現(xiàn)D.南京郵電大學,2016.5秦慧敏. 基于CAN總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計D.吉林大學,2016.6覃新居. 基于CAN總線技術(shù)在汽車中的實際應用J.大眾科技,2012,14(08)7劉文浩,項小東,李志遠. 基于CAN總線的汽車儀表設(shè)計J.信息通信,2017(07)8毛澤強,楊耀權(quán). 基于CAN總線的汽車虛擬儀表系統(tǒng)設(shè)計J.儀器儀表用戶,2017,24(12)9李靜. 基于CAN總線