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基于MC9S12G240的汽车自动空调电子控制系统设计

作者:施长浩,陈鹏,刘振时间:2012-11-16来源:电子产品世界

  摘要
  本汽车自动空调电子控制系统参考设计集合了S12G微控制器产品系列和模拟器件(MC33905、MC33932、MC33937),具有可驱动汽车空调系统中的直流无刷/有刷及步进电机等三种类型电机的功能。同时,汽车自动空调电子控制系统功能丰富,具有根据环境温度、湿度及空气质量等参数的变化,自动调节车内温度和吹风模式并具有去雾、除霜、自动切换空气内外循环等功能。而且,参考设计中的液晶屏(由飞思卡S08LG微控制器控制)可显示丰富的内容,包括日历、温度、风速等,从而实现更加便捷、舒适和安全的驾驶体验。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/138996.htm

  引言

  汽车空调系统()是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。

  基于MC9SS12G240为核心的汽车自动空调系统设计,通过对环境温度,湿度,光强,空气质量的采样,可扩展的自动气候控制的软件算法,自动调节车内温度和吹风模式并具有去雾、自动切换空气内外循环等功能。

  系统选用直流无刷电机控制作为空调风机,采用反电动势检测(无传感器)的控制方法的控制方法,极大的降低了能耗及噪音;另外,针对空调挡板电机,方案同时支持伺服电机及步进电机的软硬件控制,方便终端客户选用。

  系统支持多种传感器接口,矩阵式键盘,编码器式旋钮,段码式LCD液晶显示CAN/LIN通信及继电器输出等,此外还可以扩展触摸按键及触摸屏功能。

  系统硬件设计

  自动空调电子控制系统设计框图可分为控制板及驱动板两部分,由下图一,图二所示。

  控制板包括以下功能电路:

  1) 电源及通信电路
  控制板电源及通信电路围绕MC33905实现,其集成了CAN收发器,LIN收发器,2路LDO等。

  2) 环境采样及调试电路
  环境采样及调试电路围绕MC9S12G240实现,包括温度,湿度,光强,空气质量等,由相应的采样电路转换成模拟电压或PWM占空比,通过MC9S12G240的ADC模块,Timer模块检测输入。此外控制板还预留了SCI调试接口,与LIN通信复用。

  3) 人机接口电路
  人机接口电路由MC9S08LG32实现,功能包括3×3矩阵键盘,2路编码器型旋钮及4×37段码式LCD输出。

  4) 鼓风机控制电路
  鼓风机采用直流无刷电机,使用反电动势检测(无传感器)的控制方法。控制电路包括死区控制电路,PWM产生电路,硬件保护电路及采样调理电路等。

  5) 挡板电机及继电器控制电路
  挡板电机同时选用伺服电机和步进电机,系统集成了两种电机的软硬件控制方法。

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