汽車空調(diào)控制系統(tǒng)研究-畢業(yè)設計

畢業(yè)設計〔論文〕誠信承諾書本人承諾呈交的畢業(yè)設計《汽車空調(diào)控制系統(tǒng)研究》是在指導教師的指導下，獨立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點和材料，均在文后按順序列出其參考文獻，設計使用的數(shù)據(jù)真實可靠。本人簽名：日期：年月日汽車空調(diào)控制系統(tǒng)研究摘要隨著國內(nèi)汽車行業(yè)的高速開展，汽車空調(diào)越來越受到汽車制造商的重視。傳統(tǒng)的手動機械式汽車空調(diào)難以滿足乘客對汽車舒適性的需求，以及汽車企業(yè)對提升整車產(chǎn)品技術含量的要求，在一定程度上限制了汽車工業(yè)的開展。本文通過運用CAN總線技術，實現(xiàn)了基于CAN總線的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)，大大提高了汽車空調(diào)的可操作性。本文首先對汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡化進行研究，結合CAN總線技術要求，采用CAN控制器SJA1000和CAN收發(fā)器PCA82C250設計了汽車空調(diào)系統(tǒng)中的CAN節(jié)點。在此根底上構建了基于CAN總線的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)，并參照汽車領域中應用最廣泛的SAEJ1939協(xié)議制定了空調(diào)系統(tǒng)的CAN通訊協(xié)議。文中詳細介紹了CAN節(jié)點的軟硬件設計，設計了溫度傳感器、液晶顯示屏、步進電機和直流電機等設備的驅動電路，以及為系統(tǒng)各節(jié)點進行了相應的軟件設計和實現(xiàn)。本文將汽車空調(diào)控制系統(tǒng)CAN網(wǎng)絡化，使得分散在不同位置的空調(diào)系統(tǒng)各節(jié)點可以共享信息，更好的配合?；贑AN總線的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的開發(fā)不僅提高了汽車空調(diào)的舒適性，而且還使得汽車空調(diào)能與其它車載CAN網(wǎng)絡進行互連，從而加速了車身一體化的進程。關鍵字：汽車空調(diào)、CAN總線、AT89C52Automobileair-conditioningcontrolsystemresearchAbstractAlongwithrapiddevelopmentofthedomesticautomobileindustry,moreandmoreattentionhadbeenpaidtotheautomobileair-conditioningbyautomobilemanufacturer.Nowthedomesticallyproducedautomobileair-conditioningcontrollergenerallyusedthemanualmachinerycontrolmode，fallenbehindgreatlytheinternationalstandard，hadlimitedtheautomobileindustrydevelopment.ThispapercenteredonthescientificandtechnologicalprojectofChangchuncitywhichwasnamed“BCMbasedonmulti-busconnection”.ByusingCANbustechnology,wehadrealizedautomobileairconditionercontrolsystemwhichhadbeenconnectedtoawholenetwork.WehaddevelopedtheprotocolaccordingtoSAEJ1939.Theautomobileairconditionercontrolsystemwasimplementedinthispaper.ByusingCANbus,automobileairconditionercontrolsystemwoulddeveloptonetworkingandintelligence.Thenetworkingmodelofairconditionercontrolsystemwasimplemented.Wehadrealizedthesystemwitheightnodes.Westudyonautomaticcontrol,andthiswouldbecomeafoundationofBCMbasedonmulti-busconnectionintheoryandpractice.Keywords:automobilecontrollerCANbusAT89C52目錄摘要IAbstractII1緒論1本文背景與研究意義1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及開展趨勢1國外研究現(xiàn)狀2國內(nèi)研究現(xiàn)狀2課題研究意義和目的2本文主要研究內(nèi)容32汽車空調(diào)控制系統(tǒng)總體設計4汽車空調(diào)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡化4汽車空調(diào)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡4汽車總線網(wǎng)絡通訊標準簡介52.3.1A類汽車網(wǎng)絡通訊標準52.3.2B類汽車網(wǎng)絡通訊標準62.3.3C類汽車網(wǎng)絡通訊標準63汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的硬件設計7汽車空調(diào)控制系統(tǒng)組成7微控制器AT89C52的選擇73.3CAN接口電路設計83.3.1CAN控制器及驅動器的選擇83.3.2CAN接口電路設計8電源模塊設計9汽車空調(diào)控制系統(tǒng)主要節(jié)點硬件設計9主控節(jié)點硬件設計9溫度采集節(jié)點硬件設計10顯示節(jié)點硬件設計12調(diào)溫門節(jié)點硬件設計13鼓風機節(jié)點硬件設計14內(nèi)外循環(huán)風門節(jié)點硬件設計16各送風口節(jié)點硬件設計164汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的軟件設計18軟件設計要求及開發(fā)平臺18汽車空調(diào)控制系統(tǒng)主要節(jié)點軟件設計18主控節(jié)點軟件設計20溫度采集節(jié)點軟件設計21顯示節(jié)點軟件設計22調(diào)溫門節(jié)點軟件設計22內(nèi)外循環(huán)風門節(jié)點軟件設計24各送風口節(jié)點軟件設計25除霜／吹腳風口節(jié)點軟件設計26結論27參考文獻28致謝291緒論本文背景與研究意義人類掌握制冷技術總共120多年時間，但第一臺汽車空調(diào)裝置到1927年才出現(xiàn)。當時的汽車空調(diào)的內(nèi)容僅是具備加熱器及空氣經(jīng)過過濾的通風系統(tǒng)。直到1940年才由英國帕卡德(P.ackard)汽車公司第一次提供了通過制冷方式使車室內(nèi)空氣涼爽的方法。第二次世界大戰(zhàn)后，汽車空調(diào)開始了實質性的進展。直到如今，汽車空調(diào)作為提高汽車乘坐舒適性的一種重要手段己被廣闊汽車制造工作者及用戶認可，人們越來越認識到汽車裝有空調(diào)的好處。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)，并使車內(nèi)空氣以一定速度和方向流動，給乘員提供一個良好的小氣候，保證在各種外界氣候和條件下使乘員都能處于一個舒適的空氣環(huán)境之中，提高了乘坐舒適性，在空調(diào)環(huán)境中司機能保持頭腦清醒、提高工作效率、能減少疲勞和車禍的發(fā)生，使駕駛員保持清晰的視野，為平安駕駛提供根本保證。1988年，美國生產(chǎn)的汽車〔包括轎車、卡車和其他車輛〕就有90.3%裝備了空調(diào)系統(tǒng)，到1993年，上升到94%。我國在這方面起步較晚，從60年代初，才開始在紅旗轎車上安裝空調(diào)。但近年來開展速度很快，國內(nèi)轎車上80%裝有空調(diào)系統(tǒng)．在工程車、旅游車及城市公交車上也開始大量安裝空調(diào)系統(tǒng)。對汽車空調(diào)系統(tǒng)進行優(yōu)化控制，可以改善和提高其性能。由于微型計算機具有結構緊湊、工作可靠、功能強大、響應快速和價格低廉等優(yōu)點，特別適宜于作為汽車計算機控制系統(tǒng)的控制器。計算機技術的開展也為汽車實現(xiàn)計算機控制提供了技術支持和保證，汽車計算機控制己經(jīng)成為汽車的一個主要開展方面。汽車實現(xiàn)計算機控制可以改善和提高汽車的控制質量。汽車空調(diào)技術是隨著汽車的普及而開展起來的。從市場需求方面看汽車空調(diào)裝置應進一步減輕重量，降低本錢，提高燃油經(jīng)濟性；從制造方面看，隨著車廂地板的降低以及車輛向小型化、高級化開展，需進一步提高汽車空調(diào)各組成裝置的緊湊性和效率；從乘員和駕駛員方面看，車內(nèi)溫度場要合理分布、設備操作要簡便，空調(diào)裝置應向季節(jié)型開展。汽車空調(diào)的主要開展趨勢有如下幾個方面：日趨自動化。提高舒適性。高效節(jié)能、小型輕量化。清潔環(huán)?；?。采用新技術。汽車空調(diào)的開展歷史并不算長，比汽車的出現(xiàn)整整晚了半個世紀，但其開展速度是驚人的?，F(xiàn)在美國、日本生產(chǎn)的所有小轎車中，90%以上都裝備了空調(diào)系統(tǒng)。1925年美國最早出現(xiàn)了利用汽車發(fā)動機的冷卻水進行取暖的單一取暖的汽車空調(diào)。1939年美國又出現(xiàn)了單一制冷的汽車空調(diào)，這種方法目前仍然在熱帶、亞熱帶的地區(qū)使用。直到1954年才出現(xiàn)了冷暖一體式的汽車空調(diào)，其最大特點是同時具有冷調(diào)和熱調(diào)的功能。至此汽車空調(diào)才根本上具有調(diào)節(jié)控制車內(nèi)溫度和濕度的功能。自從冷暖一體式汽車空調(diào)出現(xiàn)后，人們就一直研究具有自動控制功能的空調(diào)控制器，并于1964年首次研制成功安裝在凱迪萊克轎車上。1977年汽車空調(diào)經(jīng)歷了歷史性的進程：使用微型計算機控制汽車空調(diào)。微機控制的汽車空調(diào)功能更加豐富：冷、暖、通風、凈化、顯示一體化，并且通過微機按照車內(nèi)外環(huán)境變化的需求，實現(xiàn)精確化調(diào)節(jié)。通過微機的控制，實現(xiàn)了空調(diào)運行與汽車運行的相關統(tǒng)一，極大地提高了制冷效果，節(jié)約了燃料，從而在提高汽車整體性能的同時，還使乘員獲得了最正確的舒適性。20世紀60年代，我國曾經(jīng)有利用汽車發(fā)動機排出的高溫廢氣來取暖的供熱系統(tǒng)。20世紀80年代初，我國從日本購進降溫用汽車制冷系統(tǒng)，裝在我國生產(chǎn)的紅旗等轎車上，并開展成為單一的降溫汽車空調(diào)。80年代中后期，我國一汽集團從日本和德國引進了先進的空調(diào)生產(chǎn)線和生產(chǎn)技術，使我國汽車空調(diào)技術接近了國際先進水平，為我國汽車空調(diào)技術的開展打下了良好的根底。我國的汽車空調(diào)研究及生產(chǎn)起步比擬晚，汽車空調(diào)技術一直開展緩慢。近幾年來，國內(nèi)汽車空調(diào)技術的研究和開發(fā)與國外的差距正在逐漸減小。從國內(nèi)汽車空調(diào)技術水平來看，盡管我國汽車空調(diào)產(chǎn)品的設計開發(fā)水平有了大幅度提高，但其技術含量仍低于國際先進水平，我國汽車空調(diào)面臨產(chǎn)品升級換代的問題，尤其是在自動空調(diào)的研究開發(fā)上進行的工作還比擬少。因此開發(fā)和生產(chǎn)具有自主知識產(chǎn)權的汽車空調(diào)系統(tǒng)具有深遠的現(xiàn)實意義和時代意義。轎車空調(diào)作為一種舒適性車載設備，不僅是人民生活水平提高的標志，也是提高轎車市場競爭能力的重要手段。隨著科學技術的開展和人民生活水平的不斷提高，人們對轎車空調(diào)的溫度控制性能提出了更高的要求。國外一些大轎車公司的高檔轎車上紛紛裝有全自動的空調(diào)系統(tǒng)，而國內(nèi)大局部高檔轎車的空調(diào)控制器是進口的?？傮w看來，我國目前轎車空調(diào)系統(tǒng)的電子化程度較低，大多數(shù)仍采用手動機械式控制。手動控制一方面會出現(xiàn)車內(nèi)溫度與乘員舒適要求相差很大，不能滿足舒適性和節(jié)能性的要求；另一方面容易分散駕駛員的注意力，降低行車的平安性手動操作控制已成為轎車空調(diào)進一步開展的瓶頸問題。國外率先將先進的轎車空調(diào)控制技術申請了專利，對知識產(chǎn)權進行了保護，因此無法破解其核心技術，這樣就形成了引進——落后——再引進——落后的惡性循環(huán)，嚴重阻礙了我國轎車工業(yè)的開展。隨著全球貿(mào)易市場的形成，國外先進的轎車空調(diào)控制技術對國內(nèi)轎車工業(yè)造成了很大的沖擊和壓力，國產(chǎn)轎車工業(yè)又面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。我們只有自主開發(fā)適合我國交通、氣候的轎車空調(diào)控制系統(tǒng)，形成自主知識產(chǎn)權，制定轎車空調(diào)控制系統(tǒng)的產(chǎn)品標準，才能提高我國轎車工業(yè)的整體水平，因而加緊轎車空調(diào)控制系統(tǒng)的研究勢在必行。本課題是在對一汽集團捷達轎車的空氣混合型的轎車空調(diào)系統(tǒng)進行研究的根底上，結合目前實用性較強的總線網(wǎng)絡，以及嵌入式系統(tǒng)在車身系統(tǒng)的應用，提出了基于CAN總線的轎車空調(diào)控制系統(tǒng)。本課題對轎車空調(diào)控制系統(tǒng)的控制方法進行了深入研究，并探索了轎車空調(diào)控制系統(tǒng)中的核心局部——空調(diào)系統(tǒng)自動控制模式下的智能溫控系統(tǒng)。本文只要設計一款滿足溫度環(huán)境、振動沖擊環(huán)境、電氣環(huán)境要求。汽車空調(diào)控制器。與一般建筑空調(diào)相比，汽車空調(diào)有其特殊性。汽車空調(diào)所要求的負荷大，要求降溫(或升溫)迅速。因此，汽車空調(diào)機組的制冷(或采暖)能力應該比房間空調(diào)大。汽車的使用環(huán)境非常嚴酷，這些環(huán)境因素往往造成汽車電子裝置的性能惡化，甚至不能完成規(guī)定的功能或損壞，出現(xiàn)可靠性故障。因此與一般控制系統(tǒng)相比，汽車空調(diào)控制系統(tǒng)也有其特殊要求。通過對汽車空調(diào)工作原理和空調(diào)總成的結構分析，設計以AT89C52為核心的單片機控制系統(tǒng)，并對控制器硬件電路局部做設計：〔1〕設計的系統(tǒng)能夠實驗根本的空調(diào)控制功能?！?〕硬件系統(tǒng)采用單片機是系統(tǒng)的主控單元?！?〕軟件方面利用C語言進行編程。2汽車空調(diào)控制系統(tǒng)總體設計隨著網(wǎng)絡技術和汽車制造技術的不斷開展，網(wǎng)絡和汽車一體化的步伐將進一步加快，這種“網(wǎng)絡化”汽車將集各種先進的電子元器件，如、電腦、電視、音響、衛(wèi)星接收和全球定位系統(tǒng)集于一身，在車輛上形成一個功能非凡的“汽車網(wǎng)絡”。傳統(tǒng)的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的控制方法都是直接控制：簡單的控制功能通過控制開關直接實現(xiàn)；復雜的控制功能由控制器完成。實現(xiàn)汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡化，就是改變這種傳統(tǒng)的控制方法——控制對象和被控制信號之間不再是單純的直接控制關系，而是根據(jù)實際的需要由網(wǎng)絡上的各個模塊分別執(zhí)行信號采集或控制功能。圖2-1空調(diào)系統(tǒng)結構圖圖2-1是汽車空調(diào)的混合式配氣系統(tǒng)的風道結構圖，由三局部組成：第一局部為空氣進入段，主要由內(nèi)外循環(huán)風門和鼓風機組成，用來控制車外新鮮空氣和車內(nèi)循環(huán)空氣的比例；第二局部為空氣混合段，主要由蒸發(fā)器、加熱器和調(diào)溫門組成，用來提供所需溫度的空氣；第三局部為空氣分配段，使空氣吹向指定的方位。工作過裎如下：車外新鮮空氣+車內(nèi)循環(huán)空氣一進入鼓風機一空氣進入蒸發(fā)器冷卻一由風門調(diào)節(jié)局部空氣進入加熱器加熱一進入各風口。根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)結構圖抽象出汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡模型，該網(wǎng)絡模型是基于CAN總線的分布式控制模型。即將圖2-1中的各功能模塊建模為相應的CAN網(wǎng)絡節(jié)點；并加上負責控制整個系統(tǒng)的主控節(jié)點；顯系統(tǒng)信息的顯示節(jié)點；及采集車內(nèi)溫度的溫度采集節(jié)點。圖2—2為抽出來的分布式總線網(wǎng)絡模型，其中，虛線框出的節(jié)點是為了更加精確的控制其它執(zhí)行機構而預留的傳感器節(jié)點。圖2-2空調(diào)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡模型汽車作為一種交通工具，目前承當起了越來越多的功能。現(xiàn)代科技已經(jīng)將網(wǎng)際網(wǎng)絡、無線連接、個人通訊電子裝置、娛樂設備等整合到汽車內(nèi)部，與動力系統(tǒng)相結合，為乘客提供了前所未有的便利。而這一切都有賴于汽車網(wǎng)絡技術，它是汽車電子開展的重要方向之一。隨著汽車電子控制單元以及汽車電子裝置的不斷增多，采用串行總線實現(xiàn)多路傳輸，組成汽車電子網(wǎng)絡，是一種既可靠又經(jīng)濟的做法。同時現(xiàn)代汽車基于平安性和可靠性的要求，正越來越多地考慮使用電控系統(tǒng)代替原有的機械和液壓系統(tǒng)。國際上眾多知名汽車公司早在20世紀80年代就積極致力于汽車網(wǎng)絡技術的研究及應用，迄今為止，已有多種網(wǎng)絡標準。目前存在的多種汽車網(wǎng)絡標準，其側重的功能有所不同。為方便研究和設計應用，SAE車輛網(wǎng)絡委員會將汽車數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)劃分為A、B、C三類：2.3.1A類汽車網(wǎng)絡通訊標準A類的網(wǎng)絡通信大局部采UART標準。UART使用起來既簡單又經(jīng)濟，但隨著技術的開展，預計在今后幾年中將會逐步在汽車通信系統(tǒng)中被停止使用。A類目前首選的標準是LIN。LIN的標準簡化了現(xiàn)有的基于多路解決方案的低端SCI，同時將降低汽車電子裝置的開發(fā)、生產(chǎn)和效勞費用。LIN采用低本錢的單線連接，傳輸速度最高可達20kb/s，對于低端的大多數(shù)應用對象來說，這個速度是可以接受的。它的媒體訪問采用單主/多從的機制，不需要進行仲裁，在從節(jié)點中不需要晶體振蕩器而能進行自同步，這極大地減少了硬件平臺的本錢。2.3.2B類汽車網(wǎng)絡通訊標準B類中的國際標準是CAN總線。CAN總線是德國BOSCH公司從20世紀80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它是一種多主總線，通信介質可以是雙絞線、同軸電纜或光導纖維。CAN總線技術特點:(1)低本錢；(2)極高的總線利用率；(3)很遠的數(shù)據(jù)傳輸距離〔長達10km〕；(4)高速的數(shù)據(jù)傳輸速率(高達1mb/s)；(5)可根據(jù)報文的ID決定接收或屏蔽該報文；(6)可靠的錯誤處理和檢錯機制；(7)發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā)；(8)節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能；(9)報文不包含源地址或目標地址，僅用標志符來指示功能信息、優(yōu)先級信息。2.3.3C類汽車網(wǎng)絡通訊標準C類網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)傳輸速率通常為125Kb/s或者更高的速率，它是面向高速、實時閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)絡標準。主要應用于與汽車平安相關的車上實時控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的傳送，如發(fā)動機控制、牽引控制、懸架系統(tǒng)控制和ABS等系統(tǒng)之間的通訊，以簡化分布式控制系統(tǒng)的設計，提高汽車的性能。C類網(wǎng)絡通訊的協(xié)議主要有：高速控制器局域網(wǎng)CAN和時間觸發(fā)的控制器局域網(wǎng)TTCAN。3汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的硬件設計汽車空調(diào)控制系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的汽車空調(diào)系統(tǒng)中引入微控制器和CAN網(wǎng)絡，使得對汽車空調(diào)各部件的控制更簡單、準確，同時也可以使一些由不同模塊使用的傳感器等信號在CAN網(wǎng)絡上實現(xiàn)共享，節(jié)省了器件本錢，簡化了網(wǎng)絡控制的復雜性。汽車空調(diào)控制系統(tǒng)主要由以下幾個功能模塊構成：主控模塊、溫度采集模塊、顯示模塊、溫度調(diào)節(jié)模塊、送風模塊、內(nèi)外循環(huán)模塊以及駕駛室出風口模塊等。而各模塊主要由微控制器、CAN接口電路和電源模塊組成。AT89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含8kbytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，與標準MCS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲單元，功能強大AT89C52單片機適合于許多較為復雜控制應用場合。本系統(tǒng)中的微控制器應該滿足以下原那么：與MCS-51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容8k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：OHz-24MHz三級加密程序存儲器256×8字節(jié)內(nèi)部RAM32個可編程I/O口線3個16位定時／計數(shù)器8個中斷源可編程串行UART通道低功耗空閑和掉電模式根據(jù)以上原那么，選擇ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗、高性能CMOS8位單片機，該片采用了ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，其主要特點如下：兼容標準8052指令系統(tǒng)及引腳的8位CPU。8052架構的ALU具備一般處理器具備的計算能力，包含了111條指令，5種尋址方式。8052架構的CPU因其簡單實用的特點已廣泛應用于工業(yè)控制領域。簡單實用的中斷系統(tǒng)。AT89C52最多提供6個中斷源，5個在數(shù)據(jù)手冊上可用的中斷。每個中斷源都可以被程序設定為高優(yōu)先級和低優(yōu)先級。中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng)。3.3CAN接口電路設計3.3.1CAN控制器及驅動器的選擇CAN是總線形結構的一種適合工業(yè)現(xiàn)場控制的計算機局域網(wǎng)絡。在網(wǎng)絡層次結構中，數(shù)據(jù)鏈路層和物理層是保證通信質量至關重要、不可或缺的局部，也是網(wǎng)絡協(xié)議中最復雜的局部。CAN控制器就是一塊實現(xiàn)這些功能的可編程芯片，因此在選擇CAN控制器時充分考慮上述因素的同時，還應該根據(jù)系統(tǒng)的要求確定選擇標準：支持標準的通信協(xié)議，便于與其它系統(tǒng)或產(chǎn)品兼容。應該滿足系統(tǒng)對通信速率的要求。使用靈活，可以與多種類型的單片機及總線互連。開發(fā)技術容易掌握，芯片性價比高，容易獲得。根據(jù)以上的選型原那么，選擇了Philips公司生產(chǎn)的獨立CAN控制器SJAIOOO，獨立CAN控制器SJAIOOO具有如下一些特點：支持CAN2.OA協(xié)議標準的同時，全面支持具有很多新特性的。獨立CAN控制器，可以和不同的微處理器接口。高性能低本錢，國內(nèi)市場上容易購置，開發(fā)本錢低廉。SJAIOOO以與不同類型的微控制器接口，再加上總線收發(fā)器就組成了一個CAN應用系統(tǒng)的核心。本系統(tǒng)中總線發(fā)送／接收驅動器〔又稱總線收發(fā)器或總線驅動器〕采用的是Philips公司生產(chǎn)的PCA82C250。它是CAN控制器與物理總線之間的接口，可以提供對總線的差動發(fā)送和接收功能。它是一種高速率的總線驅動器，速率最高可以到達1Mbps，能夠與SJAIOOO的傳輸速率相匹配。3.3.2CAN接口電路設計本系統(tǒng)的CAN節(jié)點是由三局部構成的：微處理器AT89C52、獨立CAN控制器SJAIOOO和總線收發(fā)器82C250，具體電路圖如3-1所示。圖3-1CAN接口電路電源的穩(wěn)定性是整個系統(tǒng)能夠正常工作的根底，在本系統(tǒng)中，多數(shù)器件都采用+5V直流電壓，而車載蓄電池只能提供+12V電壓。為了滿足系統(tǒng)的需要，提高電壓穩(wěn)定性，采用德州儀器公司生產(chǎn)的固定正電源輸出、低壓差三端穩(wěn)壓器LM7805實現(xiàn)電平轉換。LM7805是最常用的三端穩(wěn)壓電源之一，有以下幾個特性：(1)三端穩(wěn)壓電源是串聯(lián)型電壓源，輸出電壓與輸入電壓具有共同的電壓參考點，即“公共端”(GND)；(2)在三端電源輸入范圍之內(nèi)，輸出電壓在一定精度內(nèi)保持恒定；(3)調(diào)整公共端電壓可以比例改變輸出電壓；(4)三端穩(wěn)壓電源具有過流保護、過熱保護電路，能夠抗擊短時間的輸出短路。電源模塊的電路圖如圖3-2所示。電容在電源模塊中起濾波作用，濾波能有效抑制噪聲干擾。在數(shù)字電路中，當電路從一個狀態(tài)轉換成另一個狀態(tài)時，就會在電源線上產(chǎn)生一個很大的尖峰電流，形成瞬變的噪聲電壓。當電路接通或斷開電感負載時，產(chǎn)生的瞬變噪聲干擾往往會嚴重影響系統(tǒng)的正常工作，所以參加電源濾波電路，可以消弱瞬變噪聲的干擾。電源模塊中設計了短路、過流保護電路，保證了電源模塊的可靠性和平安性；通過計算合理迭取濾波電容和耦合電容的容量，充分抑制了輸出紋波的幅值，保證了輸出電壓、電流的穩(wěn)定。該電源模塊電路本錢較低，輸出穩(wěn)定，滿足系統(tǒng)對電源模塊的要求。圖3-2電源模塊主控節(jié)點作為CAN總線網(wǎng)絡的中央控制節(jié)點起到組織、協(xié)調(diào)和監(jiān)控整個控制網(wǎng)絡的作用，主要負責完成顯示節(jié)點、溫度采集節(jié)點、調(diào)溫門節(jié)點、以及鼓風機節(jié)點等節(jié)點之間數(shù)據(jù)信息的交換。圖3-3主控節(jié)點硬件電路原理圖主控節(jié)點是由CAN接口電路和鍵盤接口電路組成的。鍵盤接口電路是由控制鼓風機鍵盤電路、控制循環(huán)風門鍵盤電路、控制調(diào)溫門鍵盤電路、控制中央風門鍵盤電路和控制除霜／吹腳風門鍵盤電路組成。主控節(jié)點負責采集其它各個執(zhí)行節(jié)點需要的控制信息，主控節(jié)點采集到控制信息后，將該控制信息封裝成CAN數(shù)據(jù)幀，以一定的控制優(yōu)先級發(fā)送到相應的執(zhí)行節(jié)點，由執(zhí)行節(jié)點根據(jù)具體命令做出反響。綜上所述，主控節(jié)點通過采集和發(fā)送控制命令來實現(xiàn)對汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的組織和協(xié)調(diào)。圖3-4主控節(jié)點實物圖溫度采集節(jié)點作為CAN總線網(wǎng)絡的一個數(shù)據(jù)采集節(jié)點，負責采集車內(nèi)溫度，主要由CAN接口局部和溫度采集局部組成。其中溫度采集局部主要包括溫度傳感器AD590及外圍電路、由集成運算放大器UA741組成的三級運算放大電路以及模數(shù)轉換ADC0804及其外圍電路。圖3-5溫度采集節(jié)點電路原理圖溫度采集模塊的設計思想：首先利用AD590把溫度轉換成模擬電壓，經(jīng)由ADC0804轉換成數(shù)字信號，然后數(shù)字信號經(jīng)過AT89C52的數(shù)字濾波等處理由CAN接口電路發(fā)送到總線網(wǎng)絡上。溫度傳感器AD590：AD590是AD公司利用PN結正向電流與溫度的關系制成的單片集成端感溫的電流輸出型溫度傳感器。AD590的測溫范圍為-55℃～+150℃。電源電壓范圍為4V～30V。它有非常好的線性輸出性能，溫度每增加1度，其電流增加1uA。流過器件的電流〔uA〕等于器件所處環(huán)境的熱力學溫度〔開爾文〕度數(shù)，即：Ir/T=1uA/K(3-1)Ir-流過AD590的電流，單位為uA;T-熱力學溫度，單位為K。運算放大器模塊是信號調(diào)理電路的核心局部。通常傳感器輸出信號的量值都很小，需要通過放大來增加分辨率和敏感性，即將信號放大為A/D轉換所需的電平范圍。由于芯片輸出阻抗一般都很高，輸出電壓信號幅度都很小，加上不同的工作環(huán)境會有不同程度的電磁干擾口朝。因此選擇運算放大器時，要選擇具有高輸入阻抗、高共模抑制比、高閉環(huán)增益、低溫漂、低失調(diào)、低噪音、高穩(wěn)定性及良好的線性度的器件。綜上所述，本系統(tǒng)選擇美國FC公司生產(chǎn)的UA741運算放大器。圖3-6溫度采集節(jié)點實物圖顯示節(jié)點作為整個系統(tǒng)與用戶的交互界面，應該能夠顯示系統(tǒng)所處的工作狀態(tài)以及各個節(jié)點的信息。這些信息主要包括車內(nèi)溫度，鼓風機的工作狀態(tài)，汽車空調(diào)的工作模式等。顯示節(jié)點主要由液晶顯示模塊和CAN接口模塊構成，其中液晶顯示模塊采用了字符型液晶顯示器。圖3-7顯示節(jié)點硬件電路原理圖液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧、使用方便等諸多優(yōu)點，在數(shù)據(jù)通訊、車載設備、儀器儀表、電子設備、家用電器等低功耗應用系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。由于汽車空調(diào)需要顯示的信息量不大，本系統(tǒng)選擇了TC1602字符型液晶顯示設備。圖3-8顯示節(jié)點實物圖調(diào)溫門節(jié)點根據(jù)從CAN網(wǎng)絡上接收的信息控制該節(jié)點的步進電機，而步進電機那么通過機械裝置控制汽車空調(diào)系統(tǒng)中負責冷熱空氣混合的空氣混合擋板的開度，從而實現(xiàn)對空調(diào)送風溫度的調(diào)節(jié)。這也是該節(jié)點命名的原因，節(jié)點是由CAN接口模塊和步進電機驅動模塊組成。圖3-9調(diào)溫門節(jié)點電路原理圖調(diào)溫門節(jié)點設計思想：首先選擇帶動空調(diào)冷熱空氣混合擋板的設備，如直流電機或步進電機等；選擇了相應設備后，根據(jù)設備選擇設備驅動芯片；最后為設備驅動芯片設計相應的驅動電路。選擇驅動設備：調(diào)溫門安裝在進氣風道中，調(diào)溫門的開度決定了進入車內(nèi)的冷氣和熱氣的混合比例，從而決定送風溫度，起到調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣溫度的作斥調(diào)溫門按驅動方式的不同可以分為四種：直流電機驅動型、步進電機驅動型、內(nèi)含微芯片的伺服電機驅動型和真空伺服電機驅動型。其中直流電機驅動型必須在直流電機內(nèi)部安裝一個位置傳感器，ECU控制直流電機動作，電機帶動調(diào)溫門移動，同時也帶動位置傳感器的觸點移動。而步進電機驅動型那么不需要位置傳感器，因為步進電機具有自定位的功能，從而簡化了生產(chǎn)工藝、降低了本錢。至于后兩種驅動方式都使用了伺服電機，伺服電機的本錢要遠高于前兩種驅動方式，而且開發(fā)及設計工藝的難度也增加了。綜上所述，在本系統(tǒng)中選擇步進電機作為驅動設備。步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機一個脈沖信號，電機就轉過一個步距角。因為存在這個線性關系，加之步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差的特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機的控制變得非常的簡單方便。圖3-10調(diào)溫門節(jié)點實物圖鼓風機節(jié)點作為汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的一個執(zhí)行機構，負責向駕駛室內(nèi)送風。根據(jù)乘員對溫度變化速度的要求不同，鼓風機的風速可以分為不同的幾個檔次：低速(LOW)，中速1(MIDl)，中速2〔MID2〕，高速(HIGH)以及停轉(OFF)。這就需要主控節(jié)點將不同的輸入封裝成CAN數(shù)據(jù)幀通過網(wǎng)絡傳送給鼓風機節(jié)點，鼓風機節(jié)點根據(jù)數(shù)據(jù)幀的相應信息控制直流電機以不同的轉速帶動風扇送風。因此，鼓風機節(jié)點應該由CAN接口模塊和直流電機驅動模塊組成。圖3-11鼓風機節(jié)點硬件電路原理圖鼓風機節(jié)點設計首先要確定可以調(diào)節(jié)送風速度的設備，本系統(tǒng)選擇直流電機帶動風扇作為調(diào)節(jié)送風速度的設備。首先選擇直流電機驅動芯片，然后為指定驅動芯片設計驅動電路，以實現(xiàn)微控制器控制直流電調(diào)節(jié)轉速。由于鼓風機節(jié)點需要實現(xiàn)的是風速的調(diào)節(jié)，也就是控制直流電機的轉速。要實現(xiàn)這個功能，可以通過對直流電機進行脈寬調(diào)制(PWM)的方式來實現(xiàn)。而與傳統(tǒng)汽車空調(diào)鼓風機控制邏輯不同的是：傳統(tǒng)空調(diào)是通過串聯(lián)不同的電位器，以增加或減少直流電機串聯(lián)電阻的方法來調(diào)節(jié)流經(jīng)鼓風機電機的電流，從而到達控制鼓風機轉速的目的。本系統(tǒng)的控制方法減少了不必要的器件，減輕了系統(tǒng)負重，節(jié)約了本錢；而且將手動調(diào)節(jié)鼓風機電位器的操作進行了徹底的改變：通過按鍵即可實現(xiàn)鼓風機風速的調(diào)節(jié)，這也為汽車空調(diào)的自動控制奠定了理論和實踐的根底。由于微控制器AT89C52本身具備一定的驅動能力，I/0口的電流在lOmA左右，像驅動發(fā)光二極管就不需要額外的驅動電路。但是對于直流電機這類負載較大的器件，微控制器的輸出功率相對來說就顯得微缺乏道，所以需要外加驅動電路來提供足夠大的驅動電流。本系統(tǒng)中直流電機的驅動芯片仍選擇前文中介紹過的SGS公司生產(chǎn)的智能功放集成芯片L298N，但是這里僅僅使用其內(nèi)部的一組H橋驅動電路對直流電機進行驅動，這與驅動步進電機時使用兩組H橋驅動電路是不同的。圖3-12鼓風機節(jié)點實物圖L298N驅動直流電機韻驅動電路與驅動步進電機的驅動電路類似：將INI、IN2引腳作為控制信號的輸入端；ENA為使能端；OUT1、OUT2為連接電機的輸出端。同樣在電路中參加續(xù)流二極管為電機中可能的大電流提供一條釋放的通路，從而起到保護作用，防止了電機過熱而引起的燒毀。內(nèi)外循環(huán)風門是控制車內(nèi)空氣和車外新鮮空氣混合的執(zhí)行機構。通過控制直流電機帶動內(nèi)外循環(huán)風門處的擋板，來控制新鮮空氣的進氣量，保證車內(nèi)乘員的身體健康。內(nèi)外循環(huán)風門節(jié)點是由CAN接口模塊和直流電機驅動模塊組成的。這里的直流電機帶動的負載僅僅是風門擋板，驅動電流遠小于鼓風機節(jié)點的驅動電流。因此為實現(xiàn)硬件設計和電器元件的復用，我們使用與鼓風機相同的驅動芯片以及相應的驅動電路，只是在軟件設計上采用不同的策略使兩個電機按照不同的要求執(zhí)行相應的動作，實現(xiàn)不同的功能。這種設計方法在設計上和具體的實際應用中，都會在很大程度上節(jié)約開發(fā)和生產(chǎn)的本錢，降低系統(tǒng)的復雜性。送風口節(jié)點同樣是通過直流電機帶動擋板運動，實現(xiàn)送風不同的控制，其主要的硬件實現(xiàn)可以采用與內(nèi)外循環(huán)風門相同的策略。即使用相同的CAN接口電路和相同的驅動電路實現(xiàn)與內(nèi)外循環(huán)風門相同的控功能。因此在這里就不再做重復性的工作了，而是使用LED來代替系統(tǒng)中運轉的電機，這樣可以在不改變控制邏輯的根底上減少驅動芯片、驅動電路等器件的使用，從而降低了開發(fā)和研究的本錢。如圖3-13所示：圖3-13中央風口節(jié)點電路原理圖送風口節(jié)點主要包括：中央風口節(jié)點和除霜／吹腳風口節(jié)點，而中央風口節(jié)點又由左風口、中風口和右風口組成。使用三種顏色的LED代表三個風口的狀態(tài)：綠色LED代表左風口；黃色LED代表中風口；紅色LED代表右風口。LED亮代表該風口為翻開狀態(tài)，該風口可以送風；相反，那么代表關閉該風口，禁止該風口出風。根據(jù)同樣的原那么，除霜／吹腳風口節(jié)點的狀態(tài)使用兩種顏色的LED表示：綠色LED亮表示除霜風口開啟；紅色LED亮表示吹腳風口開啟。由于除霜／吹腳風口節(jié)點的電路原理與中央風口節(jié)點大致相同，所以僅給出中央風口節(jié)點的電路原理圖。4汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的軟件設計汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的軟件設計應該以高穩(wěn)定性、易操作性、強可讀性為設計目標，并在設計中嚴格遵守軟件設計的需求分析、充分考慮到軟件設計的技術要求和實際應用情況。本系統(tǒng)采用的微控制器是AT89C52,本系統(tǒng)采用星研集成開發(fā)環(huán)境作為軟件開發(fā)平臺。在星研集成開發(fā)環(huán)境上使用C語言作為開發(fā)語言。C語言作為高級語言，既具有匯編語言的功能，又在很大程度上提高了軟件代碼的可讀性，而且不必將大量精力花在內(nèi)存分配等底層工作上。在星研開發(fā)環(huán)境下開發(fā)軟件系統(tǒng)的過程如下：啟動星研開發(fā)環(huán)境，設置AT89C52目標板相關參數(shù)；根據(jù)系統(tǒng)需求，按照軟件的系統(tǒng)設計方案，以模塊為單位編寫功能代碼；經(jīng)縞譯器進行語法檢查，無誤后生成目標代碼文件；利用ISP下載模塊以及ISP下載軟件將目標代碼文件下載到AT89C52目標板；在AT89C52目標板上調(diào)試軟件：在相應功能電路上是否能夠起到相應的作用，如不成功，那么重新編寫代碼并重新下載。由于本系統(tǒng)中的各個節(jié)點都是連接在CAN網(wǎng)絡上執(zhí)行相應功能的獨立模塊，因此CAN通信模塊在軟件設計上是相類似的，只是不同節(jié)點根據(jù)通信協(xié)議的定義具有不同的節(jié)點地址。CAN通信主要包括三個局部：CAN初始化、CAN數(shù)據(jù)發(fā)送和CAN數(shù)據(jù)接收。CAN初始化。CAN初始化就是對SJAIOOO進行初始化并設置相應的通信參數(shù)。而SJAIOOO的初始化應在復位模式下進行，所以在SJAIOOO的初始化程序中首先要將工作方式置為復位模式；然后設置驗收濾波方式和波特率參數(shù)；以及初始化相關的存放器：總線定時器0(BTRO)、總線定時器1(BTRI)、輸出控制存放器(OCR)、接受代碼存放器(ACR)、接受屏蔽存放器(AMR)。另外，只有當控制存放器(CR)中的復位要求位(CR．0)置為高時，上述存放器才可以被訪問。CAN協(xié)議物理層中的同步跳轉寬度和通信波特率的大小由總線定時器BTRO和BTRI的內(nèi)容決定。這里需要注意的是：對于同一個CAN系統(tǒng)中的所有節(jié)點，這兩個存放器的內(nèi)容必須相同，否那么將無法進行通信。初始化設置完成后，將復位請求位置“0"，SJAIOOO就可以進入工作狀態(tài)，執(zhí)行正常的通信任務。CAN通信模塊的初始化流程如圖4-1所示：圖4-1CAN通信模塊初始化流程圖CAN數(shù)據(jù)發(fā)送。數(shù)據(jù)從CAN控制器發(fā)送到CAN總線是由CAN控制器自動完成的。發(fā)送程序只需把發(fā)送的信息幀送到CAN的發(fā)送緩沖區(qū)，啟動發(fā)送命令即可。在發(fā)送報文時，發(fā)送緩沖區(qū)對寫操作是鎖定的，這樣微控制器AT89C52必須查詢狀態(tài)存放器的發(fā)送緩沖區(qū)狀態(tài)標志TBS，以確定是否可以將新的報文寫入發(fā)送緩沖區(qū)。CAN報文的發(fā)送采取的是查詢方式，程序流程圖如圖4-2所示：圖4-2CAN數(shù)據(jù)發(fā)送程序流程圖CAN數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)從CAN總線到CAN接收緩沖區(qū)是由CAN控制器自動完成的。接收程序只需從接收緩沖區(qū)讀取要接收的信息幀即可。需要注意的是：讀接收緩沖區(qū)內(nèi)容后，微控制器AT89C52必須通過將釋放接收緩沖位置高來釋放緩沖區(qū)，使得下一報文可以被接收。在本系統(tǒng)中CAN報文的接收也是通過查詢方式完成的，程序流程圖如圖4-3所示：圖4-3CAN數(shù)據(jù)接收程序流程圖主控節(jié)點的軟件設計主要是完成人機交互的相關功能：通過鍵盤輸入控制其它節(jié)點執(zhí)行相應動作，因此主控節(jié)點的軟件設計主要是監(jiān)控并提取鍵盤操作，并根據(jù)不同的按鍵操作向相應的節(jié)點發(fā)送控制命令。主控節(jié)點程序流程圖知圖4-4所示：圖4-4主控節(jié)點程序流程圖溫度采集節(jié)點軟件設計實現(xiàn)的功能主要包括初始化相應參數(shù)和變量，采集車內(nèi)溫度，將溫度值封裝成CAN信息幀發(fā)送到CAN網(wǎng)絡上。因此溫度采集程序的設計和實現(xiàn)是溫度采集節(jié)點軟件設計的核心。ADC0804的轉換子程序：首先將CS、WR置低從而啟動轉換，延時0.1ms等待轉換完成，再將CS、RD置低即可讀取轉換的數(shù)據(jù)。為使采集的溫度值更加精確，轉換子程序采用了軟件濾波，即連續(xù)讀取10次轉換結果，將最大值和最小值忽略，然后對剩余的8次數(shù)據(jù)取平均值。該溫度平均值作為一次溫度采集的結果。獲得經(jīng)軟件濾波的采樣數(shù)據(jù)后，將其保存在變量中，以供節(jié)點主程序使用。AD轉換子程序流程圖如圖4-5所示：圖4-5AD轉換子程序流程圖顯示節(jié)點的軟件設計完成的主要功能是接收來自CAN網(wǎng)絡上的信息幀，并且根據(jù)相應的信息內(nèi)容在液晶顯示模塊顯示這些信息。所以液晶顯示模塊的軟件設計是該局部軟件設計的重點。顯示節(jié)點軟件程序流程圖如圖4-6所示：圖4-6顯示節(jié)點程序流程圖調(diào)溫門節(jié)點的軟件設計目標是通過編程來控制調(diào)溫門的開度變化，改變冷熱空氣的混合比，從而實現(xiàn)對車內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。由于在硬件電設計中調(diào)溫門是由步進電機帶動的，所以如何編程驅動步進電機轉動是該局部軟件設計的重點。調(diào)溫門節(jié)點接收到來自CAN網(wǎng)絡的信息幀后，提取CAN信息幀中的相關數(shù)據(jù)，參照設計好的通訊協(xié)議對數(shù)據(jù)進行一一解釋，然后調(diào)用步進電機驅動程序控制步進電機做出正轉或反轉等動作。調(diào)溫門節(jié)點軟件程序流程圖如圖5-7所示：圖4-7調(diào)溫門節(jié)點程序流程圖步進電機的驅動程序一般有三種形式：單拍方式、雙拍方式、半拍方式。單拍方式是每次僅給一個繞組通電，轉子永磁體旋轉到與相反極性的繞組對齊的方式。雙拍方式是同時給兩個繞組通電，轉子永磁體旋轉到兩個通電繞組中間位置時到達平衡的方式。半拍方式那么是通過對單個繞組與兩個繞組交替通電實現(xiàn)的。在三種驅動方式中雙拍方式的輸出力矩最大，因此本系統(tǒng)對步進電機的控制采取雙拍方式。雙拍方式的控制策略如表4-1所示：表4-1兩相步進電機雙拍方式控制策略鼓風機節(jié)點軟件設計主要是根據(jù)接收到的CAN信息幀來控制鼓風電機的轉速。鼓風電機屬于直流電機，所以在該節(jié)點的軟件設計中采用脈寬調(diào)制(PWM)的方法對直流電機的轉速進行調(diào)節(jié)。不同的轉速是通過軟件PWM調(diào)速完成的，即調(diào)節(jié)電機轉動和停轉的比例，到達使電機平穩(wěn)地以某一速度轉動的目標。鼓風機節(jié)點軟件程序流程圖如圖4-8所示：圖4-8鼓風機節(jié)點程序流程圖脈寬調(diào)制子程序采用的是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法，它通過調(diào)制方波的占空比來對電機的驅動信號進行編碼。在脈寬調(diào)制程序執(zhí)行的任何時刻，編碼后的方波信號可以使得對電機的直流供電要么完全有，要么完全無，有供電的時候電機正常轉動，供電被斷開的時候電機停止轉動。不同時刻的供電斷電可以使得電機的轉速也不同。也就是給電機送“0”時電機停轉，送“1”時電機轉動，可以通過控制送“0”和送“1”的比例來控制電機轉速。根據(jù)這個思想在鼓風機節(jié)點軟件程序中設計了五個不同的脈寬調(diào)制子程序：OUTPWMO()：設置占空比為0，此時電機停轉，鼓風機風速狀態(tài)為OFF。OUTPWMI()：設置占空比為25%，在100個信號中有25個信號觸發(fā)電機轉動，電機轉速為電機全速工作時的四分之一，此時鼓風機風速狀態(tài)為LOW。設置占空比為50%，電機轉速為電機全速工作時的半，此時鼓風機風速狀態(tài)為為MIDI。OUTPWM3()：設置占空比為75%，電機轉速為電機全速工作時的四分之三，此時鼓風機風速狀態(tài)為為MID2。OUTPWM4()：設置占空比為100%，電機全速工作，此時鼓風機風速狀態(tài)為HIGH。內(nèi)外循環(huán)節(jié)點軟件設計完成的主要功能是接收來自主控節(jié)點的CAN信息幀，并根據(jù)幀信息控制直流電機的正反轉，從而帶動內(nèi)外循環(huán)風門的翻開或關閉。因此內(nèi)外循環(huán)節(jié)點軟件設計的重點是通過編程對直流電機的正反轉進行控制。內(nèi)外循環(huán)風門節(jié)點主程序軟件流程圖如圖4-10所示：圖4-10內(nèi)外循環(huán)風門節(jié)點程序流程圖對直流電機的正反轉的控制一般采用正向供電和反向供電來實現(xiàn)。在前面的硬件電路設計中微控制器AT89C52的P1.0和P1.1與電機驅動芯片L298N的INI和IN2相連，P1.0和P1.1分別為0和1時，L298N內(nèi)部H橋正向導通，對電機正向供電，電機正轉。P1.0和P1.1分別為1和0時，L298N內(nèi)部H橋反向導通，電機反轉。可見通過設置P1.0P1.1的上下電平就可以控制電機正轉或反轉。在本節(jié)點軟件程序中電機控制子程序nei()設置P1.0為0，P1.1為1，電機正轉并帶動循環(huán)風門到內(nèi)循環(huán)的位置；電機控制子程序wai()設置P1.0為1，P1.1為0，電機反轉并帶動循環(huán)風門到外循環(huán)的位置。中央風口節(jié)點是由左風口、中風口和右風口組成。中央風口節(jié)點的功能主要是根據(jù)主控節(jié)點的輸入進行出風模式的選擇。在該節(jié)點的軟件設計中首先接收來自主控節(jié)點的CAN信息幀，然