汽车单片机应用技术 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 主讲：向楠.

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1 汽车单片机应用技术 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 主讲：向楠

2 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 核心任务 1.8汽车自动空调系统的单片机综合控制 温度采样电路 （1） AD590型温度传感器 AD590是电流型温度传感器，通过对电流的测量可得到所需要的温度值。在被测温度一定时，AD590相当于一个恒流源，AD590温度感测器是一种已经IC化的温度感测器,它会将温度转换为电流,由于此信号为模拟信号，因此，要进行进一步的控制及数码显示，还需将此信号转换成数字信号。它的主要特性如下： ①流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数；即： 式中： Ir—流过器件（AD590）的电流，单位为mA；T—热力学温度，单位为K。 ②AD590的测温范围为-55℃～+150℃；

3 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 ③AD590的电源电压范围为4V～30V； （2）温度采样工作原理 因为AD590是将温度转换为电流，而单片机对电压信号更好测量，所以要将电流转化为电压，同时对电压信号进行放大后输入A/D转换ADC0801的VI-端口。 电流转化为电压表达式如下： 由反相比例运算放大电路，根据“虚断”，“虚短”，集成运放净输入电压为零，净输入电流为零，净输入电流为零等推算出表达式为： 最后由上式得到： 图 1-23 温度采样电路

4 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 1.8.2汽车全自动空调控制器硬件 1.工作原理 汽车全自动空调控制器实际上就是根据人们对空调控制器的设定值， 控制汽车空调系统各个环节，使车厢内空调环境达到设定目标的电子控制设备。为了实现对汽车空调各个执行机构实现自动控制控制，必须要对车内环境状况做出监控。一般是采用安装在车内不同位置的各种传感器经过A/D转换成数字量，再传到微处理进行检测和决策。微处理根据检测的数据和温度设定值进行决策处理后，通过各个执行机构的驱动模块实现空调执行机构的改变，从而最终实现对车内环境的改变。 2.硬件组成 汽车全自动空调控制器的核心部分，是由微处理器为核心的电子线路系统。包括主机和I/O接口设备。主机包括中央处理器，主机依

5 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 靠I/O接口设备来输入信息(键盘、传感器信号)，输出指令控制命令、显示等。 智能温控系统的硬件结构框图如图1-28所示。由图可知，智能温控系统的硬件主要由单片机、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和串行通信接口电路等几部分组成。 图1-28 全自动空调控制器硬件组成

6 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 1.8.3压缩机驱动电路 1.压缩机驱动控制 8051的RXD的引脚与7404的引脚相连接，从RXD发出的控制信号经7404和ULN2003到达压缩机，驱动压缩机的运行和停止。 ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。 其中ULN2003是由7个NPN具有用共阴二极管夹紧来转换电感负载的高压输出特征的达林顿晶体管组成。当前一对单精度型的额定电流为500mA，有比较高的电流容量，它的应用软件包括继电器驱动器、显示驱动器，线驱动器和逻辑缓冲器等。在本驱动电路中的作用是增大电流驱动能力。该芯片采用16脚的DIP 封装,其中第9为公共输出端COM，有一个输出端为高电平，COM就为高电平。压缩机驱动电路图1-29 所示。

7 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 图1-29 压缩机驱动电路 2.软件设计思路 软件设计的任务包括启动A/D转换、读A/D转换结果、设置温度、温度控制等，其中启动A/D转换、读A/D转换结果、设置温度等工作在主程序中完成，温度控制在中断服务程序中完成，即每隔一段时间对比测量温度与设定温度之间的大小关系，根据对比结果给出控制信号，令压缩机的运行或停止，实现温度调控。

8 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 3.程序流程 主程序流程图如图1-30所示 中断服务程序流程图1-31所示 主程序图1-30 图1-31

9 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 4. 程序内容编写 ORG 0000H JMP START1 ; ORG 000BH ; 定时器/计数器0溢出中断 JMP TIM0 ; 转中断程序 START1: MOV TMOD,#01H; 设定定时器0工作方式1 MOV TH0 , #HIGH( ); 设定初值 MOV TL0,#LOW( ); SETB TR0; 启动定时器0 MOV IE,#82H; 定时器0开放中断 MOV 24H,#0FFH; ANL P1,#00H; MOV R0,#14; 延时 START: 启动A/D转换

10 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 WAIT: JNB P2.1,SET0; 检测温度输入 JB P2.0,ADC; 检测转换是否完成 JMP WAIT ADC: MOVX 将转换好的值送入A LCALL L1; LCALL DISP; JMP START L1: CLR C; 清0 MOV 20H,#00H; MOV 21H,#00H; MOV R3,#08H; 显示位数 NEXT: RLC A; 将A的内容和Cy左移一位，显示准备 MOV R2,A; MOV A,20H;

11 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 ADDC A,20H DA A; 对A进行十进制调整 MOV 20H,A; MOV A,21H; ADDC A,21H MOV 21H,A; MOV A,R2; DJNZ R2,NEXT; R2-1≠0 循环计数 L2: MOV A,20H ADD A,20H; DA A; ADDC A,21H;

12 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 DA A; MOV 21H,A; RET DISP: MOV A,20H; 显示程序 ANL A,#0F0H SWAP A; 交换高低位 MOV 22H,A MOV A,21H; ANL A,#0FFH SWAP A ; ORL A,22H; MOV 23H,A MOV P1,A; MOV R7,#0FFH; DJNZ R7,$; 是否显示完

13 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 RET SET0: LCALL DELAY; JNB P2.1,$; 等待按键操作 LCALL DELAY; 消除按键抖动 A2: CJNE R0,#0FFH,A1; MOV R0,#14; 延时 A1: MOV A,R0; MOV DPTR,#TABLE ; 数据指针指向表头 MOVC 查表 MOV P1,A; MOV 24H,A; MOV R5,#4FH; D4: MOV R7,#0FFH

14 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 D2: MOV R6,#0FFH D1: JNB P2.1,SET1; 有按键按下 转SET1 DJNZ R6,D1 DJNZ R7,D2 DJNZ R5,D4 JMP START; SET1: LCALL DELAY; JNB P2.1,$; 等待按键操作 LCALL DELAY; 消除抖动 DEC R0; JMP A2; TIM0: PUSH ACC; 保护现场 PUSH PSW MOV TH0,#HIGH ( ); 重装定时初值 MOV TL0,#LOW ( )

15 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 CLR C ; 进位标志清0 MOV A,24H; 比较温度 SUBB A,23H; JNC OFF; CLR C; MOV A,24H; JNC OFF; CLR P3.0; 压缩机停止工作 RETURN: POP PSW POP ACC RETI ; 中断返回 OFF: SETB P3.0;驱动 压缩机开始工作 JMP RETURN DELAY: MOV R7,#60; 延时程序

16 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 D3: MOV R6,#248 DJNZ R6,$ DJNZ R7,D3 RET TABLE: DB 20H,21H,22H,23H,24H; DB 25H,26H,27H,28H,29H DB 30H,31H,32H,33H,34H END

17 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 拓展任务 空调系统ECU的故障检测与维修 故障现象：空调系统OBD故障诊断 1.汽车空调故障诊断方法 汽车空调故障诊断是通过看（察看系统各设备各部位的温度）、测（利用压力表、温度计、万用表、检测仪检测有关参数）等手段来进行的。同时还应仔细向驾驶员询问故障情况，判断是操作不当，还是设备本身造成的故障。若属前者，则应向驾驶员详细介绍正确的操作方法；若属后者，就应按上述四个方面进行综合分析，找出故障所在，查出故障原因，然后再进行修理。

18 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 2.故障诊断流程

19 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 3.基本检查 （1）打开点火开关或起动发动机，同时按下空气循环按钮和空气分配按钮“↑”，松开两个按钮，显示“01C”，表示进入模式1。 （2）按下“+”按钮，显示“02C”，进入模式2。每按一下“+”按钮，系统会跳到下一个诊断模式，直到出现数字“61”，然后显示返回模式1。 （3）诊断模式显示各自的线路，而不是故障码，要取出某一模式的信息，需选择相应的模式，按下空气循环按钮。 （4）如果选到模式52，而且空调压缩机处于关闭状态，则“88.8”将分段显示并指出原因。 （5）模式53用来识别哪一个空调电气元件工作，当选到模式53时，根据不同的状态，“88.8”将显示特定的部分。 （6）如果系统正常，模式52、53的“88.8”将同时显示7、14和21。

20 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 （7）如要退出OBD诊断，只需按下“AUTO”按钮或关闭点火开关即可。 4.故障码的读取与清除 根据诊断模式，可以通过空调控制板读取故障码，若有故障码，将在模式1上显示；若无故障码，将显示“00.0”。 按故障码进行修理，见故障码表，之后用VAG1551仪表清除故障码。

21 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 5.故障码表 故障码 原因 00.0 无故障 车内温度传感器（位于车顶） 车内温度传感器（位于仪表板内） 外部空气吸人温度传感器 外部空气温度传感器 发动机冷却液温度传感器（ECT） 外部空气风机温度传感器 （1）温度调节器阀门起动机电位计 （1）温度调节器中央阀门起动机电位计 （1）向下/除霜器阀门起动机电位计 17.O 车速信号 外部空气风机（电压不符）

22 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 （2）压缩机（电压不符） （3）空调高压开关 空调皮带打滑 注：（1）表示电机不自控； （2）表示电压高于10.8V保持25s以上，压缩机起动； （3）表示开关闭合，压缩机起动。

23 学习情景1： 汽车空调系统的单片机控制 小 结 本章是从汽车空调的温度单片机的控制项目入手，介绍了单片机最小应用系统的概念、功能及使用。 本章讲述了MCS-51单片机芯片的硬件结构及工作特性。 本章讲述了汽车空调的结构、工作原理可控制。 MCS-51单片机是由一个8位CPU，一个片内震荡器及时钟电路，4KB ROM ，128B片内RAM，21个特殊功能寄存器，两个16位定时/计数器，4个8位并行I/O口，一个串行输入/输出口和5个中断源等电路组成。 汽车空调系统由制冷系统、取暖系统、配气系统、控制系统四大部分组成。