基于單片機(jī)的汽車溫濕度控制系統(tǒng)

向 楠

(安徽國(guó)防科技職業(yè)學(xué)院汽車工程系， 安徽 六安 237011)

基于單片機(jī)的汽車溫濕度控制系統(tǒng)

向 楠

(安徽國(guó)防科技職業(yè)學(xué)院汽車工程系， 安徽 六安 237011)

設(shè)計(jì)一種適用于汽車的溫濕度控制系統(tǒng)，系統(tǒng)由電源模塊、核心控制模塊、LCD顯示模塊、溫濕度傳感器模塊AM2320、按鍵模塊(溫路和濕路)、溫度控制模塊、濕度控制模塊等組成。該系統(tǒng)能夠代替原有的汽車空調(diào)系統(tǒng)，而且功能更為全面。

溫濕度控制系統(tǒng)； AM2320； 溫度控制模塊； 濕度控制模塊

在現(xiàn)代社會(huì)，人們對(duì)于汽車的舒適性要求越來越高。目前，絕大部分汽車都配有自動(dòng)溫度控制模塊(汽車空調(diào))，但都不能控制濕度。本實(shí)用新型的研究目的是設(shè)計(jì)一款適用于汽車的溫濕度控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫度和濕度的雙重控制。系統(tǒng)的硬件模塊比原先汽車上安裝的空調(diào)成本更低，智能化更高，操作更為簡(jiǎn)單，而且可移植性強(qiáng)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

汽車溫濕度控制系統(tǒng)由電源模塊(穩(wěn)壓)、核心控制模塊、LCD顯示模塊(1602)、溫濕度傳感器模塊(AM2320)、按鍵模塊(溫路和濕路)、溫度控制模塊、濕度控制模塊等組成。圖1所示為汽車溫濕度控制系統(tǒng)原理圖。

1.1 電源模塊

整個(gè)系統(tǒng)采用5V(穩(wěn)壓)電壓供電[1]，單片機(jī)和傳感器均只需5V(穩(wěn)壓)電壓供電，連接常用的穩(wěn)壓模塊，可以獲得穩(wěn)定的電源。此模塊為常用模塊，在此不贅述。

1.2 中心控制模塊

STC89C52RC是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8KiB系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但經(jīng)過很多改進(jìn)，使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。

圖1 汽車溫濕度控制系統(tǒng)原理圖

中心控制模塊為最小的單片機(jī)系統(tǒng)，主要由宏晶科技推出的新一代單片機(jī)STC89C52芯片及其外圍振蕩電路組成。圖2所示為單片機(jī)控制模塊原理圖。

1.3 LCD顯示模塊

系統(tǒng)顯示方式選用液晶顯示，模塊選用芯片LCD1602[1]，液晶顯示模塊與單片機(jī)P0口相連接。LCD1602，即顯示的內(nèi)容為16×2，每行16個(gè)字符，可以顯示2行，一行顯示溫度，一行顯示濕度，符合本系統(tǒng)要求。

1.4 溫濕度傳感器模塊

AM2320數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合型傳感器。采用專用的溫濕度采集技術(shù)，確保此產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括1個(gè)電容式感濕元件和1個(gè)高精度集成測(cè)溫元件，并與1個(gè)高性能微處理器相連接。這種傳感器具有品質(zhì)卓越、響應(yīng)超快、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。

圖2 單片機(jī)控制模塊原理圖

AM2320通信方式采用單總線和標(biāo)準(zhǔn)I2C通信方式。標(biāo)準(zhǔn)單總線接口，是系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。此款傳感器體積超小，功耗很低，信號(hào)傳輸距離逾20 m，適用于要求較嚴(yán)苛的環(huán)境。I2C通信方式采用的是標(biāo)準(zhǔn)通信時(shí)序，用戶端可直接掛在I2C通信總線上，無需額外布線，使用簡(jiǎn)單。

這款溫濕度傳感器模塊可調(diào)節(jié)的溫度范圍為-40～80 ℃，濕度范圍為0～99.9，完全滿足汽車的車內(nèi)溫度和濕度調(diào)節(jié)需求。SDA與單片機(jī)P1.1相連接、SDL與單片機(jī)P1.0相連接，VDD接電源，GND接地。

1.5 按鍵模塊(溫路按鍵和濕路按鍵)

一共有2組按鍵：一是用溫路按鍵，用于調(diào)節(jié)溫度，降溫(+，-)；二是用濕路按鍵，用于調(diào)節(jié)濕度，加濕和除濕(+，-)。溫路按鍵(+，-)連接到單片機(jī)P2.0和P2.1;濕路按鍵(+，-)連接到單片機(jī)P2.2和P2.3，其原理如圖3所示。

圖3 按鍵原理圖

1.6 溫度控制模塊

溫度控制模塊主要由核心控制模塊(單片機(jī))通過繼電器來驅(qū)動(dòng)。當(dāng)汽車正常行駛的時(shí)候，車內(nèi)溫度由傳感器AM230來檢測(cè)，并通過LCD顯示。當(dāng)車內(nèi)溫度需要下調(diào)時(shí)，乘客按下溫路調(diào)節(jié)按鍵“-”，則核心控制模塊溫度控制模塊得到信息而命令繼電器驅(qū)動(dòng)溫度控制模塊，于是該模塊驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)工作，降低車內(nèi)溫度。反之，當(dāng)覺得車內(nèi)溫度需要調(diào)高時(shí)，可以按下溫路調(diào)節(jié)按鍵“+”，單片機(jī)通過繼電器驅(qū)動(dòng)溫度控制模塊，啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī)熱源)，進(jìn)行制熱。 溫度控制模塊通過繼電器連接到單片機(jī)的P3.1則加熱，連接到單片機(jī)的P3.2則降溫。

1.7 濕度控制模塊

濕度控制模塊主要由核心控制模塊(單片機(jī))通過繼電器來驅(qū)動(dòng)。當(dāng)汽車正常行駛的時(shí)候，車內(nèi)濕度由傳感器AM230來檢測(cè)，并通過LCD顯示，當(dāng)車內(nèi)濕度較高時(shí)，乘客按“-”調(diào)節(jié)濕路按鍵，核心控制模塊濕度控制模塊得到信息后會(huì)命令繼電器驅(qū)動(dòng)濕度控制模塊，該模塊驅(qū)動(dòng)新鮮循環(huán)電機(jī)工作，進(jìn)行車內(nèi)干燥。反之，當(dāng)覺得車內(nèi)干燥，需要加濕，就可以按下“+”鍵，單片機(jī)通過繼電器驅(qū)動(dòng)濕度控制模塊，啟動(dòng)車內(nèi)的加濕器，進(jìn)行加濕，有效地提高舒適度。 濕度控制模塊通過繼電器連接到單片機(jī)的P3.3則加濕，連接到單片機(jī)的P3.4則除濕。

2 結(jié) 語

目前的大部分汽車只配置有調(diào)節(jié)溫度的控制系統(tǒng)(汽車空調(diào))，不能調(diào)節(jié)濕度。為此，設(shè)計(jì)一款用于調(diào)節(jié)汽車內(nèi)溫度和濕度的控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)溫度和濕度的雙重控制?？刂葡到y(tǒng)由電源模塊、核心控制模塊、LCD顯示模塊、溫濕度傳感器模塊AM2320、按鍵模塊(溫路和濕路)、溫度控制模塊、濕度控制模塊等組成。本系統(tǒng)能夠代替原有的汽車空調(diào)系統(tǒng)，而且功能更為全面。系統(tǒng)的硬件模塊比原本汽車上安裝的空調(diào)成本更低，智能化更高，操作更為簡(jiǎn)單，而且可移植性強(qiáng)。

[1] 鮑磊.基于單片機(jī)的微型汽車空調(diào)控制器設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016(17):256-257.

[2] 彭偉.單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009：10-15.

[3] 魏冬至.基于STC單片機(jī)的汽車空調(diào)溫度控制器[J].商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011(2):93-94.

Automobile Temperature and Humidity Control System Based on Single Chip Microcomputer

XIANGNan

(Department of Automotive Engineering, Anhui National Defence Vocational College, Lu′an Anhui 237011, China)

This paper introduces a kind of temperature and humidity control system suitable for automobile. The system consists of several modules, such as power supply module, core control module, LCD display module, temperature and humidity sensor module AM2320, key module (temperature and humidity line), temperature control module, humidity control module and so on. The system can replace the original car air conditioning system, and the function is more comprehensive.

temperature and humidity control system; AM2320; temperature control module; humidity control module

2017-03-23

安徽省質(zhì)量工程項(xiàng)目 —— 省級(jí)專業(yè)綜合改革試點(diǎn)項(xiàng)目“汽車電子技術(shù)專業(yè)綜合改革試點(diǎn)”(2015ZY123)；安徽省質(zhì)量工程項(xiàng)目 —— 大規(guī)模在線開放課程MOOC示范項(xiàng)目“汽車單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”(2014MOOC089) ；安徽省2016年高校領(lǐng)軍人才引進(jìn)與培育計(jì)劃項(xiàng)目“2016年高校優(yōu)秀青年人才支持計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目階段性成果”(GXYQZD2016462)

向楠(1983 — )，女，湖北恩施人，碩士，副教授，研究方向?yàn)槠囯娮蛹夹g(shù)。

TP272

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1673-1980(2017)04-0116-03