汽车空调自动控制系统设计

汽车空调自动控制系统设计

摘要

随着现代汽车技术的发展，汽车的空调技术已经很发展的成熟，可是随着社会的进步，人们对舒适性的要求也越来越来高了。由于人们的要求提高了，从而反应出现代汽车空调系统的几大缺点，需要进行改进。本设计就是根据几大缺点进行的改进设计，设计提供一种8位单片机为控制核心的汽车自动控制系统。

本文针对现代汽车的不足之处进行改进，采用8位单片机为核心，以数字温度传感器、车速传感器、发动机转速传感器作为测量元件，并实时监测、显示车内温湿度、车速和发动机转速，通过控制电路的通断来达到对汽车空调自动控制功能。另外本文还加了一个延时电路，来控制风扇后关闭。本文还阐述了汽车空调及系统的组成及原理，并完成总体硬件设计和软件的编写。

关键词 ：汽车空调自动控制, 单片机, 传感器

，

…

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目录

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1 绪论..........................................................1

1．1 课题来源及产生背景.......................................1 1．2 课题研究的目的及意义.....................................1 1．3 课题研究的主要内容.......................................1 1．4 本课题的主要任务.........................................1 2 汽车空调及空调自动控制系统的概述............................2 2．1 汽车空调的概述...........................................2 2．2 汽车空调自动控制系统的工作原理...............................3

^

3 汽车自动控制系统的总体设计方案....................................4 4 汽车空制系统的设计原则.............................4

5 主要设计硬件的选择............................................5 4．1 单片机ATS52............................................5 4．1．1 主要性能............................................5 4．1．2 功能特性描述........................................5 4．1．3 引脚结构............................................6

'

4．1．4 方框图..............................................9 4．2 数字温湿度传感器DHT11...................................11 4．2．1 DHT11的概述........................................11 4．2．2 传感器性能特点.....................................11

4．2．3 DHT11的特点....................................12 4．2．4 串行接口(单线双向).................................12 4．3 车速传感器..............................................14 6 系统的软件的选择.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16

)

主程序的设计及流程图.。。。。。。。。。。。。17

7 系统的调试.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。22

系统硬件调试.。。。。。。。。。。。。。。。24 系统软件的调试.。。。。。。。。。。。。25

7.2.1个功能子程序的调试.。。。。。。。。。。。。25 7.2.2 系统软件流程的调试.。。。。。。。25 对整个程序的调试.。。。。。。。。。25 8，总结。。。。。。。。。。。。。26

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27 28 29

1 绪论

：

课题产生的背景

随着人们生活水平的提高，汽车的消费量也在与日俱增，人们在购买汽车

的同时对汽车的舒适可靠性提出了更高的要求，空调作为汽车的重要部件，它的好坏直接影响到整车的性能和舒适。虽然现代汽车空调技术已经比较成熟完善了，可不免还是有些不足之处，针对这一些不足之处而提出一些改进方案。

基于单片机的实用性和可靠性，再加上它的体积小等特点，已被广泛用于生活中的各个领域，而且得到了大家的肯定和认同。在近几年单片机技术已经发展的很成熟，因此，本文采用单片机为核心来设计汽车空调自动控制系统。 课题研究的目的及意义

汽车空调的作用大家都知道，尤其是随着地球的气温逐渐变化无常，人们对空调的需求也越来越迫切，随着人们的生活水平的提高，对空调的要求也越来越高。本课题是基于提高汽车的舒适性，采用单片机为核心的控制系统，对现有空调系统的一些不足进行改进。目前汽车对中国这个发展中国家而言只是在发展初期，还未达到顶峰，而汽车空调是汽车上重要的组成部分，都具有很大的发展空间，所以笨课题的研究很具有经济意义。 课题研究的主要内容

1.利用延时电路使空调制冷系统先关闭，风扇继续工作，这样可以使空调通气道吹干，减少细菌的滋生。

2.停车自动关闭空调系统。利用单片机配合车速传感器和发动机转速传感器进行实时监测车速和发动机转速，使停车之前空调系统自动关闭。 3.《

4.

自动控制车内温湿度并自动开断系统。利用单片机配合数字温湿传感器对

车内温湿进行实时监测，当温度达到设定值范围之内，系统会自动关闭，少于这个范围时会自动打开，这样会减少功率的输出，使它更经济。 本课题的主要工作

1. 对汽车空调及空调系统的简单阐述。

2. 对本课题要用的主要部件功能进行简单介绍。 3. 具体对汽车空调系统的硬件电路和软件进行设计。

2 汽车空调及空调自动控制系统的概述

—

汽车空调的概述

汽车空调技术是随着汽车的普及和高新技术的应用而发展起来的。汽车空调

技术的发展经历了由低级到高级，由单一到多功能的五个阶段。

第一个阶段，单一取暖。 第二个阶段，单一制冷。 第三个阶段，冷暖一体化。 第四个阶段，自动控制。 第五个阶段，微机控制。

完善的汽车空调系统一般由制冷系统、取暖系统、配气系统、电器控制系统四大部分组成。制冷系统由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、冷凝器散热风扇、制冷管道、制冷剂等组成。取暖系统由加热器、水阀、水管、发动机冷却液组成。配气系统由进气模式风门、鼓风机、混合气模式风门、气流模式风门、导风管等组成。电器控制电路包括点火开关、A/C开关、电磁离合器、鼓风机开关及调速电阻器、各种温度传感器、制冷剂高低压力开关、温度控制器、送风模式控制装置、各种继电器。

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汽车空调自动控制系统的概述

手动控制的空调系统，它只按驾驶员所设定的鼓风机转速去运转，压缩机的通与断动作变化只按驾驶员所设定的温度去动作。它不能依据车内外温度的变化对冷气负荷作出任何任何修正动作。配气系统各个风门位置的变化也是由面板功能键通过拉索与风门刚性连接完成。

为了减轻驾驶员的负担，避免手动调节麻烦，现代汽车安装了空调自动控制系统。它能根据驾驶员所设定的温度不断监测车内的温度、湿度等，自动调节鼓风机转速，保持车内温度在设定范围内，有些还可以进行进气控制，气流方式控制和压缩机控制等。

压缩机将气态制冷剂压缩成高温高压的制冷剂气体后排出压缩机；高温高压制冷剂气体经管路流入冷凝器后，在冷凝器内散热、降温,冷凝成高温高压的液态制冷剂流出；高温高压液态制冷剂经管路进入干燥储液器内，经过干燥、过滤后流进膨胀阀；高温高压液态制冷剂经膨胀阀节流，状态发生急剧变化，变成低

温低压的液态制冷剂。低温低压液态制冷剂立即进入蒸发器内，在蒸发器内吸收流经蒸发器的空气热量，使空气温度降低，吹出冷风，产生制冷效果，制冷剂本身因吸收了热量而蒸发成低温低压的气态制冷剂。低温低压的气态制冷剂经管路被压缩机吸入，进行压缩，进入下一个循环，只要压缩机连续工作，制冷剂就在空调系统中连续循环，产生制冷效果；压缩机停止工作，空调系统内制冷剂随之停止流动，不产生制冷效果。

3 汽车自动控制系统的总体设计方案

采用温湿传感器对车内的温湿度进行采集，然后将采集的数据通过数字传感器进行处理，再送入单片机进行处理，用液晶显示器把车内的温湿度显示出来，驾驶员可以通过按键把温湿度设置在一定范围内，经过单片机进行控制，实现空调系统的自动控制。此方案使用的是数字温湿传感器精度较高，而且连接简单，LED的显示的内容较多，并减少了很多I/O接口。

4 汽车空制系统的设计原则

…

由于汽车空调工作在一个特殊的环境中，空调系统又工作在一个复杂的电磁

环境中，所以设计要符合以下原则：

1.可靠性。在任何系统中都要保证这个原则，根据环境在设计的时候，通过硬件软件的设计，尽量不让系统受到干扰。进行屏蔽设计或者数字滤波等。

2.控制的准确性。系统要根据几大传感器的信号来确定系统的工作状态，所以需要信号的准确性，避免控制偏差。

3.响应的快速性。系统响应的快慢决定其工作效率的好坏。

4.可维护性。系统的设计要尽量简易方便，以尽可能少的原件实现多功能的控制，避免原件的多而带来的维护不方便。

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5 主要硬件的选用

单片机ATS52 4.1.1 主要性能

与MCS-51单片机产品兼容

8K字节在系统可编程Flash存储器 1000次擦写周

全静态操作：0Hz～33Hz

…

三级加密程序存储器 32个可编程I/O口线 三个16位定时器/计数器 八个中断源

全双工UART串行通道 低功耗空闲和掉电模式 掉电后中断可唤醒 看门狗定时器

&

双数据指针 掉电标识符

4.1.2 功能特性描述

ATS52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得ATS52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。ATS52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，ATS52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

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4.1.3 引脚结构

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4.1.4 方框图

VCC：电源 GND：地

P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在 flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 [

P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器

能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 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）。此外，和分别作定时器/计数器2的外部计数输入（T2）和时器/计数器2的（T2EX），具体如下表所示。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（在系统编程用） MISO（在系统编程用） SCK（在系统编程用） P2 口：P2 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（IIL）。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（例如执行MOVX @DPTR）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（如MOVX @RI）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ATS52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。 % 第二功能 引脚号 RXD（串行输入） TXD（串行输出） INT0(外部中断0) & INT0(外部中断0) T0（定时器0外部输入） T1（定时器1外部输入） WR(外部数据存储器写选通) RD(外部数据存储器写选通) RST: 复位输入。晶振工作时，RST脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。

ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或

时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE 仅在执行MOVX 或MOVC指令时有效。否则，ALE 将被微弱拉高。这个ALE 使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。

PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。ATS52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。EA/VPP:访问外部程序存储器制信号。为使能从0000H 到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。在flash编程期间，EA也接收12伏VPP电压。 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。 数字温湿度传感器DHT11 、

4.2.1 DHT11的概述

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为4 针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。

表1 传感器性能特点 参数 湿度 分辨率 重复性 精度 25℃ 0—50℃ （条件 Min Typ Max * 单位 1 \" 1 8 ±1 ±4 1 — %RH Bit %RH %RH %RH ±5 0℃ 25℃ 50℃ 30 20 ， 20 %RH %RH %RH 互换性 量程范围 响应时间 迟滞 长期稳定性 温度 . 分辨率 重复性 精度 量程范围 响应时间 1/e(63%)25℃ 6 1m/s空气 典型值 1 — 8 ) 。 15 1 8 ±2 50 30 S ￥10 ±1 ±1 1 8 ±1 > %RH %RH/yr ℃ Bit < ℃ ±1 0 6 ℃ ℃ S 1/E(63%)

DHT11的测量范围20－90％RH 0－50℃、测湿精度±5％RH、测温精度±2℃、分辨力为1、供电电压为3－。4 针单排直插，传感器上电后，要等待1s 以越过不稳定状态在此期间无需发送任何指令。电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF 的电容，用以去耦滤波。 4.2.3 DHT11的特点： a.相对湿度和温度测量 b.全部校准，数字输出 ·

c.卓越的长期稳定性 d.无需额外部件

e.超长的信号传输距离 f.超低能耗 引脚安装 h.完全互换

4.2.4 串行接口(单线双向)

连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻 -

图1 典型电路图

DATA 用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:一次完整的数据传输为40bit,高位先出。数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。 通讯过程如图1所示

图2

总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号.主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后, 读取DHT11的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可, 总线由上拉电阻拉高。

图3 ]

总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开始,高电平的长短定了数据位是0还是1.格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平,则DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常.当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。 数字0信号表示方法如图4所示

图4

数字1信号表示方法.如图5所示

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图5

车速传感器

车速传感器检测电控汽车的车速，控制电脑用这个输入信号来控制发动机怠速，自动变速器的变扭器锁止，自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其它功能。车速传感器的输出信号可以是磁电式交流信号，也可以是霍尔式数字信号或者是光电式数字信号，车速传感器通常安装在驱动桥壳或变速器壳内，车速传感器信号线通常装在屏蔽的外套内，这是为了消除有高压电火线及车载电话或其他电子设备产生的电磁及射频干扰，用于保证电子通讯不产生中断，防止造成驾驶性能变差或其他问题，在汽车上磁电式及光电式传感器是应用最多的两种车速传感器，在欧洲、北美和亚洲的各种汽车上比较广泛采用磁电式传感器来进行车速(VSS)、曲轴转角(CKP)和凸轮轴转角(CMP)的控制，同时还可以用它来感受其它转动部位的速度和位置信号等。

光电车速传感器型号:NS43NCT1

NS43NCT1光电车速传感器是为汽车行驶性能试验设计的非接触式车速传感器，安装在车辆上用于测量行驶速度和距离。它采用光电空间相关滤波技术，把路面图象变换为与车速成正比的频率信号，供给二次仪表或计算机进行数据采集处理显示。传感器拍摄路面图象需要足够亮度，所以传感器座装有照明灯。

光电车速传感器的输出信号是不规则的小信号，必须通过跟踪滤波器变为与车速成正比的基波信号并转换为二次仪表或计算机能够接受的 TTL电平的脉冲信号。为了方便传感器安装在车上，配套设计制造了一套带真空吸盘的安装支架。使用真空吸盘可以方便地吸牢在被测车辆的平整表面上，只要不漏气，吸盘的吸附力大于 100Kg。支架由多关节组成，可以根据实际需要选择部分或全部使用。(1) 技术指标

a速度量程：1－200km/h b精度：±%(距离≥100m) c光电头安装高度：500mm±100mm d脉冲当量：约4mm/脉冲 e输出信号：TTL脉冲 f跟踪带宽：50Hz－20KHz j跟踪速率：≥1g

h白线信号输出：正脉冲，TTL电平

m速度模拟信号：0－5V/0－200Km/h，线性度% k传感器及滤波器电源： 5－12VDC，约3W l照明灯电源：12V，55W

n重量：光电传感器(含照明灯)，跟踪滤波器 (2)技术性能

光电车速传感器和跟踪滤波器的主要功能是安装在被测车辆上，输出与速度成正比的数字脉冲信号，脉冲当量约4mm/脉冲。本产品根据用户要求，可以选装速度模拟电压信号，把0—200km/h速度变化转换成0—5V 直流电压输出，线性度为%。本产品备有白线信号输出，用于仪器现场精度检定。光电车速传感器安装在被测车辆上，路面相隔一定距离(例如300m)贴两张白纸或刷两道白漆，车辆驶过时将输出 TTL脉冲信号。利用它控制仪器的开始和停止，对比仪器显示距离和实际距离，就能检定出仪器的误差。

NS43NCT1跟踪滤波器是为国产光电车速传感器配套设计的，经过参数调整，也可以与德国、日本进口光电速度传感器配套使用。

6 系统的软件的选择

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在硬件电路设计好以后，软件设计则是最重要的一个设计部分，由于空调自

动控制的大部分智能化功能都是软件来完成，这样就使得硬件电路设计的简化和成本低可以得到实现。然而，ATS52单片机采用的是与其物理地址联系非常紧密地C语言来进行编程的。我们知道C语言相对于高级语言而言，它的速度是比较快的，而且它的指令代码也非常简单，但前提是编程人员要对ATS52单片机内部硬件电路非常熟悉。这对编程人员的要求是比较高的。

在进行软件编程时，我们仍然要采用结构化模块方式编程，从而可以把一些非常大的程序逐步分解为几个小程序，这对于编程人员非常重要的。对于本课题而言，由于它最终要设计成样机形式。因此，我们就得对整机进行监控，这个监控程序中应包括各种芯片的初始化程序、自诊断程序及许多中断子程序等事实上，在对空调器上电后，它应在单片机的控制下自动转入监控程序的执行。我们在编制时把监控程序作为本机的主程序来进行工作。任何故障都会从监控程序的执行中得到响应，而且任何故障给予的响应方式和代码不同，因此这很方便的可以查找到该故障部位。显然，这只对硬件电路的故障有效。对于软件程序的执行故障，我

们目前只能通过软件程序的调试安装及仿真来判别它是否正常运行。因为单片机毕竟不是微机或上位机。它所能容纳的程序能力也是有限的。当然，我们可以采用各种技术进行优化，这样就可以最大限度的直至软件程序的出错运行。各种子程序模块都挂接在该主程序上。编制它时，我们尽可能充分利用ATS52单片机的软件资源及内部寄存器资源，这样可以提高其运行速度。

主程序的设计及流程图

本课题的主要思想之一就是检测温度，控制制冷压缩机对室温进行恒定控制。并且将温度显示在七段码显示器上，还可通过键盘控制设定温度的增加和减少。主程序通常包括可编程硬件、输入、输出端口和参数的初始化，自诊断管理模块以及实时中断管理和处理模块等。我们采用“自顶向下”结构化设计，它属于该设计中的第一层次，除了初始化和自诊断外，主程序一般总是把其余部分联接起来，构成一个无限循环图，空调温度的自动控制的所有功能都在这一循环圈中周而复始地、或有选择地执行，除非掉电或按复位键，它不会跳出这一循环圈。

对于主程序，由于本设计设有键盘和显示子程序，实验结果一目了然。

本主程序从整个系统的上电复位开始运行，然后对各种可编程器件及单片机堆栈和参数进行初始化。接着对各软、硬件模块进行自诊断，并同时判断有无中断，等待是哪儿硬件或软件出错。一旦发生这种出错情况，则判明后进行相应的服务模块，然后进一步自诊断，以达到运行正常，否则就跳出，进行出错处理；若无中断请求，我们开始进行实时处理状态，调用A/D转换子程序，同时我们采用BCD码运算，这样进行十六位二进制数转换为BCD的子程序。这样，进行各种功能处理模块，数据融合技术子程序或多线段逼近温补子程序，处理完毕，我们判断是子程序，恢复二进制数码，同时，判断误差程度，若满足，输出启动D/A子程序。整个测量过程是否结束，若结束，则返回，若误差过大，则重新调用数据融合技术进行计算处理。若没有完成，则回到初始化阶段循环再做。这就是整个空调温度控制的主程序的设计思想。

、

{

(

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}

。 开始系统初始化 温度设定 温度检测 两种温度比较 PID运算 设定温度高 N 启动信号 Y 】 D/A转换显示温度 启动压缩机 结束 图 软件设计流程图

…

*

温度测量通过DHT11数字温湿度传感器测量室内温度，将室内温度值转化为数字量接入ATS52单片机中，并将对应的数字量储存在TEP1L、TEP1H中。在通过与控制温度比较对压缩机运转进行控制。

|

初始化

：

跳过ROM 变换温度

【

等待1S 初始化 设置DHT11

匹配ROM 读存储器

室内温度值和控制温度值都要通过七段码显示器显示出来，显示子程序必不可少，将要显示的室内温度和控制温度所对应的BCD码存入ATS52中SEGDATA储存单元中，通过控制信号显示在相应的显示器上。

有的车主常常在熄火之后才想起关闭空调，这对发动机是有害的，因为这样在车辆下次启动时，发动机会带着空调的负荷启动，这样的高负荷会损伤发动机。因此每次停车后应先关闭空调再熄火，而且也应该在车辆启动两三分钟、发动机得到润滑后，再打开空调。而且在关闭之前就应该把空调通道中得水汽吹干，不然很容易滋生细菌，这样对人有危害。所以在关空调之前应该延迟风扇转动的时间，以达到吹干水汽的效果。

7 系统的调试

系统完成设计后，并不是立即可以正常工作的，通常要经过反复几次的调试才能达到预期效果，系统软件、硬件能否完成设计的功能。系统调试包括硬件和软件调试。

本设计的调试方式采用逐级，分模块的调试方法，即将各个软件功能模块设计后，结合单片机开发板对每个功能子模块进行调试，仿真，直到满足系统设计要求。这样做的好处是能够确保每个功能子模块的正常工作，不至于系统整机调试时找不到错误的地方，大大缩减项目开发周期，而且提高了调试效率，系统调试方式结构图如附图。

附图 系统调试方式结构图

系统硬件调试

本系统的硬件调试首先是保证系统各个元件及各个模块之间的连接正确并且接触良好，这是硬件电路系统能够正常工作的前提，接着分别测试各个硬件模块的性能。按照测试性质的不同可分为电压测试和信号测试两种。

本系统主要涉及主要电源电路，单片机最小系统，压缩机控制电路和冷凝器控制电路的调试。

对电源电路主要进行电压测试。通过测试接入+12V电源后集成稳压芯片工作正常，电压稳定在+5V左右，负载接通后电压稍有波动，但波动不大，基本对电路无影响；单片机供电电压为+5V，显示器电源电压也稳定在+5V，电源电路的测试都在正常范围之内。

对单片机最小系统进行信号测试。单片机引脚输出脉冲电压，证明单片机正常工作，对单片机进行复位，单片机第9引脚输出为高电平，复位电路正常。单片机ea引脚为高电平，使用内部程序存储器。

对压缩机和冷凝器控制电路测试，将两电路的晶体管基极基地后，压缩机和冷凝器的继电器都产生了动作，说明压缩机和冷凝器工作正常。

经过对系统各个模块硬件电路的测试，系统硬件电压，信号都满足要求，系统硬件正常工作。 系统软件的调试

7.2.1个功能子程序的调试

将各个功能的子模块程序下载到MON51仿真芯片内部，通过KeiluVision3中得调试坏境察看看各个I\\O口的状态和时序，判断功能子程序是否正常工作，时序符合要求，最后将硬件连入单片机开发板，通过LCM1602显示运行效果，这是一方式对测试DHT11和AT24C04子程序很奏效。 7.2.2 系统软件流程的调试

在这一项调试中主要验证程序的大体流程是否正确，程序某一时刻运行位置是否正确，中断程序是否正常运行，这一过程直接在硬件系统上进行调试的，在调试过程中采用了多种手段，如对中断暂时屏蔽，判断其他模块是否正常运行，屏蔽某几项子程序，程序能否按流程运行，对中断子程序在进入不同功能子模块能否运行都做了相应的调试。 对整个程序的调试

通过对整个程序的通调可以判断整个程序模块能否按照程序流程正常的运行，并对软件存在的问题进行修补，改进，这个过程是软件调试的最后阶段，也是关键阶段，程序中存在的问题都是在这个阶段出现的。在此阶段设置了不同的的温度值，对系统的有效响应做了测试，并对相关程序做了优化和改进。

通过硬件软件调试，系统基本实现了控制要求，软件和硬件工作正常可靠，系统在测试条件下稳定运行，整个系统的测试和调试阶段还是很成功的。