基于STM32的汽车空调调速模块信号发生器的设计

1.6 系统电源电路

　　系统直接采用220V市电供电，输入首先经过一个100mA/250V的自恢复保险丝，确保内部发生意外短路故障时能快速有效地保护系统。再通过L1共模电感和C1安规电容构成的EMI电路，提高系统受外部电网波动或电源噪声等EMI干扰^[6]。再使用15V/5W的工频变压器将电压降到15V，并通过整流、滤波转换成直流电压输出。系统需要较多种类电源电压，首先通过高效率的降压型DC-DC芯片LM2576-ADJ将电压稳压到5V供PWM电路和切换信号输出通道的继电器使用;MCU及其外围电路工作需要的3.3V电源则由一片LDO芯片LD1117-3.3将5V进一步稳压到3.3V得到。另外通过使用一片LDO芯片HT7550对地串联一个6.8V稳压管可直接将15V电源稳压到12V，来为LIN通信电路提供工作电源。图6为系统电源电路。

　　电路中还设计了一个掉电检测电路，当系统发生断电情况时可迅速通知MCU将用户当前的操作设定存入EEPROM中，下次开机上电时再将数据读取出来使用。将15V电源经30kΩ和10kΩ电阻分压后接到比较器LM311的同相端，反相端接到由LM385BZ-2.5基准电路输出的2.5V参考电压上。当断电瞬间电源电压从15V跌到10V时比较器迅速反转产生一个下降沿输出，触发MCU的外部中断，通知其进行掉电保护操作。

2 软件设计

　　系统软件采用C语言编写，主程序包含了DC输出及校准、PWM输出、LIN通信帧编码及输出、显示及按键扫描、掉电保护等几个功能函数。

　　系统校准是厂家出厂前使用的校准程序，用于信号发生器首次上电开机时，DC通道的输出值校准，校准采用上/下限两点式线性校准方式，分别校准1V和10V输出点，校准公式为y=x*(y2-y1)/(x2-x1)+y1。只需校准一次，校准值存入EEPROM，断电不丢失。

　　系统使用MCU内部锁相环将系统8M外部主时钟倍频到72MHz，保证在PWM输出时可通过分档改变TIME1的时钟预分频系数，实现频率1Hz～1kHz，占空比0%～100%范围内1%的分辨率和准确度。DC输出时则需要根据输出设定值，结合两点式线性校准公式调整输出PWM的占空比，从而改变输出的电压值。

　　LIN通信则按照LIN 2.0总线标准，使MCU的USART工作在LIN模式下，并编写了一个LIN数据帧编码及发送函数，波特率为9600，数据位8位，停止位1位，无校验位。报文帧由报文头和响应内容组成，见图7：报文头包括13位长度的同步间隔，同步域0x55，标识符场0x61;响应内容为5个字节，包括data1(给定速度0～255间任意值)、data2、data3、data4分别为固定值0x02、0x20、0x00。校验和域是数据域所有字节的和的反码。

　　系统采用一个外部中断用于掉电检测，当中断事件发生时，立即将用户当前设定的参数写入EEPROM。等待下次开机时再从EEPROM中读取方便用户继续使用上次设定。存储的主要参数有当前信号类型、DC输出值、PWM输出频率和占空比、LIN模块型号和档位、测试/老化模式等。测试模式下，用户可手工设置当前输出具体值，并作出任意调整。老化模式下，用户则只需选择信号类型和模块型号，信号发生器将定时每间隔5分钟自动每次按满量程的10%步进循环输出。

3 结论

　　采用本方法设计的汽车空调调速模块信号发生器已经达到了设计要求，并已形成产品在汽车空调调速模块产品的测试、老化等生产检测环节中使用，并取得了良好的使用效果。

参考文献：

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