基于MC9S12G240的汽車自動(dòng)空調(diào)電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　摘要
　　本汽車自動(dòng)空調(diào)電子控制系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)集合了飛思卡爾S12G微控制器產(chǎn)品系列和模擬器件(MC33905、MC33932、MC33937)，具有可驅(qū)動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)中的直流無刷/有刷及步進(jìn)電機(jī)等三種類型電機(jī)的功能。同時(shí)，汽車自動(dòng)空調(diào)電子控制系統(tǒng)功能豐富，具有根據(jù)環(huán)境溫度、濕度及空氣質(zhì)量等參數(shù)的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度和吹風(fēng)模式并具有去霧、除霜、自動(dòng)切換空氣內(nèi)外循環(huán)等功能。而且，參考設(shè)計(jì)中的液晶屏(由飛思卡S08LG微控制器控制)可顯示豐富的內(nèi)容，包括日歷、溫度、風(fēng)速等，從而實(shí)現(xiàn)更加便捷、舒適和安全的駕駛體驗(yàn)。

　　引言

　　汽車空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)是實(shí)現(xiàn)對(duì)車廂內(nèi)空氣進(jìn)行制冷、加熱、換氣和空氣凈化的裝置。

　　基于MC9SS12G240單片機(jī)為核心的汽車自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過對(duì)環(huán)境溫度，濕度，光強(qiáng)，空氣質(zhì)量的采樣，可擴(kuò)展的自動(dòng)氣候控制的軟件算法，自動(dòng)調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度和吹風(fēng)模式并具有去霧、自動(dòng)切換空氣內(nèi)外循環(huán)等功能。

　　系統(tǒng)選用直流無刷電機(jī)控制作為空調(diào)風(fēng)機(jī)，采用反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)(無傳感器)的控制方法的控制方法，極大的降低了能耗及噪音;另外，針對(duì)空調(diào)擋板電機(jī)，方案同時(shí)支持伺服電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)的軟硬件控制，方便終端客戶選用。

　　系統(tǒng)支持多種傳感器接口,矩陣式鍵盤，編碼器式旋鈕，段碼式LCD液晶顯示CAN/LIN通信及繼電器輸出等，此外還可以擴(kuò)展觸摸按鍵及觸摸屏功能。

　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　自動(dòng)空調(diào)電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖可分為控制板及驅(qū)動(dòng)板兩部分，由下圖一，圖二所示。

　　控制板包括以下功能電路：

　　1) 電源及通信電路
　　控制板電源及通信電路圍繞MC33905實(shí)現(xiàn)，其集成了CAN收發(fā)器，LIN收發(fā)器，2路LDO等。

　　2) 環(huán)境采樣及調(diào)試電路
　　環(huán)境采樣及調(diào)試電路圍繞MC9S12G240實(shí)現(xiàn)，包括溫度，濕度，光強(qiáng)，空氣質(zhì)量等，由相應(yīng)的采樣電路轉(zhuǎn)換成模擬電壓或PWM占空比，通過MC9S12G240的ADC模塊，Timer模塊檢測(cè)輸入。此外控制板還預(yù)留了SCI調(diào)試接口，與LIN通信復(fù)用。

　　3) 人機(jī)接口電路
　　人機(jī)接口電路由MC9S08LG32實(shí)現(xiàn)，功能包括3×3矩陣鍵盤，2路編碼器型旋鈕及4×37段碼式LCD輸出。

　　4) 鼓風(fēng)機(jī)控制電路
　　鼓風(fēng)機(jī)采用直流無刷電機(jī)，使用反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)(無傳感器)的控制方法。控制電路包括死區(qū)控制電路，PWM產(chǎn)生電路，硬件保護(hù)電路及采樣調(diào)理電路等。

　　5) 擋板電機(jī)及繼電器控制電路
　　擋板電機(jī)同時(shí)選用伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，系統(tǒng)集成了兩種電機(jī)的軟硬件控制方法。