Techniques of Automation & Applications | 107智能汽车温度控制系统赵　宇（黑龙江省直属机关老干部活动中心，黑龙江　哈尔滨　１５００９１）摘 要：采用单片机对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标。

文章通过国产某型轿车的空调系统，介绍了汽车内智能温控系统的相关软、硬件设计。

关键词：汽车温度；智能温度控制；８９Ｃ５２单片机中图分类号：ＴＰ２９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－７２４１（２００９）０５－０１０７－０３Air Conditioning T emperature Control of a CarZHAO Yu( The V eteran Cadre Center of the Heilongjiang Province, Harbin 150091 China )Abstract: This paper introduces the application of AT89C52 microcomputer in the car’s air conditioning system of the Red Flagautomobile. The hardware and software of the system are outlined.Key word: car’s sair conditioning; 89C52 microcomputer; temperature control收稿日期：２００９－０２－１８１ 引言随着现代控制技术的发展，在工业控制领域需要对现场数据进行实时采集，在一些重要场合对数据采集的要求更高，例如在电厂、钢铁厂、化工领域的生产中都需要对大量数据进行现场采集，而温度采集又是其中极为重要的部分，所以，需要一种高精度、低成本的温度采集与控制系统。

其中以单片机为核心对温度的控制问题是目前工业生产中经常遇到的控制问题。

因此，对单片机温度智能控制系统的设计和应用进行探讨具有十分重要的理论价值和实践意义。

而汽车内实现智能温度控制对于具有较好的舒适性和节能性以及方便驾驶员操作等优点将会越来越受到人们喜爱。

本文通过国产某型轿车的空调系统，介绍了汽车内智能温控系统的相关软、硬件设计。

２ 汽车智能温控系统的硬件设计汽车智能温控系统是一种用于实现车厢气温自动调节的装置，能够使车厢温度快速准确地达到乘客期望的舒适性要求。

智能温控系统的总体框图如图１所示。

由图１可知，智能温控系统主要由单片机、温度信号采集电路、人机接口电路、串行存储及系统监控电路、混合风门步进电机驱动电路和串行通信接口电路等几部分组成。

２．１ 单片机的选择汽车智能温度控制系统是通过采用单片机控制，使车内温度能够在设定值及变化范围内变化。

采用单片机来实现温度控制不仅具有控制方便、简单、灵活等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标［１］。

本系统选用ＡＴＭＥＬ公司的ＡＴ８９系列单片机中的ＡＴ８９Ｃ５２，ＡＴ８９Ｃ５２单片机是一种新型的低功耗、高性能且内含８Ｋ字节闪电存储器（Ｆｌａｓｈ　Ｍｅｍｏｒｙ）的８位ＣＭＯＳ微控制器，与工业标准ＭＣＳ－５１指令系列和引脚完全兼容，有超强的加密功能，其片内闪电存储器的编程与擦除完全用电实现，数据不易挥发，编程／擦除速度快［２］。

２．１．１ 单片机内部基本结构８９Ｃ５２单片机的内部基本结构包含下列功能部件：（１） 一个８位的微处理器ＣＰＵ。

图１ 汽车温控系统的总体结构108 | Techniques of Automation & Applications（２） １２８字节的片内数据存储器和１２８字节的特殊功能寄存器。

（３） ４个８位并行Ｉ／Ｏ端口（Ｐ０～Ｐ３）。

（４） ２个１６位的定时器／计数器。

（５） 允许两级嵌套的中断控制系统。

ＡＴ８９Ｃ５２芯片内部有６个中断源：两个外部中断ＩＮＴＯ和ＩＮＴ１，三个定时器中断（定时器０，１，２）和一个串行口中断。

在本系统中涉及到ＡＴ８９Ｃ５２芯片的中断源有五个：分别是外部中断ＩＮＴ１，定时／计数器Ｔ０，Ｔ１和Ｔ２以及串行口中断。

（６） 一个全双工串行口。

（７） ６４ＫＢ的外部程序和６４ＫＢ的外部数据存储器的扩展空间和控制电路。

（８） １个片内振荡器和时钟发生电路。

８９Ｃ５２单片机内部为单总线结构，以上功能部件均通过内部总线相连构成一个整体。

２．１．２ 单片机引脚功能８９Ｃ５２单片机是采用ＨＭＯＳ工艺制造的，外形为４０引脚的双列直插式封装，如图２所示。

２．２ A/D采样器Ａ／Ｄ采样器ＡＤＣ０８０９是一个采用ＣＭＯＳ工艺制造的双列直插式单片８位Ａ／Ｄ转换器，采用８位８输入逐次逼近方式，有８通道开关控制，可以直接接入８个单端模拟量，可将放大电路输入的电压模拟信号转换成８位数码信号。

其工作频率为６４０ｋＨＺ，易与单片机连接。

ＡＤＣ０８０９与单片机８９Ｃ５２　的连接如图３所示。

２．３ 单片机与PC机的串行接口微机串口通常采用ＲＳ２３２电平，而单片机串口是ＴＴＬ电平，二者不兼容。

所以，接口必须做电平转换处理。

本文采用的是ＭＡＸＩＭ公司的ＭＡＸ２３２电平转换芯片。

单片机串行口的ＴＸＤ，ＲＸＤ和ＧＮＤ经电平转换分别与微机的ＲＸＤ，　ＴＸＤ和ＳＧ相连，如图４所示，ＭＡＸ２３２电平转换芯片的第９，１０引脚分别接单片机的１０和１１引脚。

ＤＢ９串口的第２，３引脚分别接ＭＡＸ２３２电平转换芯片的７，８引脚。

通过ＭＡＸ２３２的ＴＴＬ电平和ＲＳ２３２的输入／输出端口，自动地调节了单片机串口的ＴＴＬ电平信号和ＲＳ２３２的串行通信信号的电平匹配。

数据发送是由一条写发送寄存器（ＳＢＵＦ）的指令开始，随后在串行口由硬件自动加入起位和停止位，构成一个完整的帧格式，然后在移位脉冲的作用下，由ＴＸＤ端串行输出。

一个字符帧发送完后，使ＴＸＤ输出线维持在“１”状态下，并将串行控制寄存器ＳＣＯＮ的ＴＩ位置“１＂，通知ＣＰＵ可以接着发送下一个字符。

３ 轿车空调智能温控系统的软件设计国产某型轿车系列车型的车内温度控制是采用冷暖完全合一型，制冷与加热使用一套温度控制系统，整个汽车温度控制系统可以通过六个受控装置来控制，它们分别是内外循环电磁阀、鼓风机调速模块、混合风门电机、压缩机电磁阀、暖水电磁阀和风向风门电机。

主程序流程图如图５所示，其中ＦＯ用于存放ＬＥＤ显示器的开关状态。

它的工作模式分为“正常运行模式”、“软关机模式”、“手动控制模式”和“自动控制模式”。

系统上电时，软件进入上电自检状态，这时系统会首先从监控芯片ｘ２５０４５读入上次断电前存入ＥＥＰＲＯＭ的系统状态信息，初始化各个中断并恢复空调控制器到上次关机前状态。

经过上电初始化，智能温控系统会恢复到上次图３ ADC0809连接电路图４ 单片机与PC机的串行接口图２ 89C52单片机引脚图（下转第１１４页）114 | Techniques of Automation & Applications需要手动控制时可直接搏动各地址所对应的手动开关即可。

地址分配见表１。

５ 结束语本系统自投入使用以来运行稳定，未发生任何故障。

事实证明以ＰＬＣ为控制核心的水处理自动控制系统，完全能满足水表１ 输入地址分配表作者简介：印涛（１９８２－），男，助理工程师，在读硕士研究生，主要从事油田注气锅炉及其水处理自动控制方面的工作。

处理的生产要求，而且提高了生产效率，为企业带来了较好的经济效益。

参考文献：［１］　宋业林．锅炉水处理实用手册［Ｍ］．北京：中国石化出版社，２００７．［２］　周欣欣，李洋．基于ＰＬＣ的电厂软化水监控系统的实现［Ｊ］．通化师范学院学报，２００６，２７（６）：４０－４１．［３］　杨公源．可编程控制器（ＰＬＣ）原理与应用［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００４．１０．作者简介：赵宇（１９７１－），男，本科，工程师，研究方向：电气自动化技术的应用。

关机前的“正常运行模式”。

此时，通过温度调节按键可以设定需要的温度值，温度传感器定时检测车厢温度，显示器显示温度设定值和温度测量值，混合风门的开度会根据温差和温差变化自动调节，温控系统能够与ＰＣ机通过串口通讯交换数据。

按一下“ＯＮ／ＯＦＦ”键，可使温控系统进入“软关机模式”。

此时，系统不能再进行温度检测、温度设定和串行通讯，显示器熄灭，混合风门步进电机停止运转。

同时，系统在关机前自动把温控系统的状态信息（如混合风门的开度位置，自动控制模式下的温度设定值或手动控制模式下的风门档位值）保存到Ｘ２５０４５的ＥＥＰＲＯＭ中。

如果再按一下“ＯＮ／ＯＦＦ＂键，系统将恢复到“正常运行模式”。

当处于“手动控制模式”时，可以直接调节混合风门开度档位（由全制冷到全加热分为５档）。

当处于“自动控制模式”时，智能温控系统根据温度设定值与测量值的偏差自动调节混合风门的开度，使车厢温度能满足乘客期望的舒适度要求。

４ 结束语随着智能化控制理论的发展和微电子技术、自动控制技术和传感器技术的发展以及人们对舒适性要求的提高，对于影响温度的调节机构，除混合风门外，还有其他一些环节，如采暖系统热水阀的开度，空气压缩机的启停，制冷剂的流量控制等等，要使空调工作于最佳状态，对上述环节的控制也是有必要的；除此之外，为使车厢内的空气环境能满足乘客更高的舒适性要求，还必须对包括车厢湿度、清洁和二氧化碳浓度等物理量进行有效的控制。

参考文献：［１］　何立民，单片机高级教程－－－应用与设计［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２０００．［２］　李朝青，单片机原理及接口技术［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２０００．（上接第１０８页）图５ 主程序流程图。