汽車電動(dòng)空調(diào)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究

1 引言
汽車空調(diào)作為車內(nèi)溫度小環(huán)境的控制中心，其作用不言而喻。由于過(guò)去的汽車空調(diào)檢測(cè)系統(tǒng)因?yàn)榭刂撇呗詥握{(diào)而沒有使用綜合檢測(cè)平臺(tái)的必要，即使有控制過(guò)程檢測(cè)，大都使用昂貴的采集設(shè)備如數(shù)據(jù)采集卡，其通信方式也以串行口通信為主，無(wú)法接入整車環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控[1]。針對(duì)這一情況，本文所設(shè)計(jì)開發(fā)的檢測(cè)系統(tǒng)主要對(duì)電動(dòng)汽車空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中的四個(gè)工程物理量進(jìn)行檢測(cè)分析：風(fēng)機(jī)的電壓、電流，壓縮機(jī)端口的高壓、低壓。本課題來(lái)源于某汽車空調(diào)系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程中所需檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要用于使空調(diào)系統(tǒng)的控制策略的執(zhí)行更加透明化、直觀化，為控制策略的優(yōu)化提供數(shù)字依據(jù)；為汽車空調(diào)后續(xù)開發(fā)提供可靠的保證。
2采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1總體設(shè)計(jì)

如圖 1所示，在該系統(tǒng)中， DSP部分的軟件設(shè)計(jì)主要完成以下工作：數(shù)據(jù)采集周期的設(shè)定、AD轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)校正及濾波等。并可以接收上位機(jī)通過(guò) CAN總線發(fā)來(lái)的采集開始指令打開采集或關(guān)閉采集功能，在采集開始后按照要求對(duì)四路信號(hào)進(jìn)行采樣及軟件校正，校正完成后將采集結(jié)果保存在 CAN郵箱內(nèi)，通過(guò) CAN控制模塊進(jìn)行發(fā)送。在本系統(tǒng)中，電壓、電流采
2.2硬件部分
以 TI公司的 TMS320F2812為該四通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心。該款 DSP芯片是 TI公司 2000系列中的一員，最高主頻可達(dá)到 150MHz，具有強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理能力[2]。片內(nèi)集成的 12位 AD轉(zhuǎn)換器共有 16個(gè)通道，轉(zhuǎn)換速率在可達(dá)到 12.5MSPS(ADC時(shí)鐘為 25MHz時(shí))，在采集速度及精度上均能達(dá)到本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。而且該 AD模塊可采用多種方式觸發(fā)能夠滿足不同的任務(wù)需要。輸入 2812 AD端的模擬信號(hào)由傳感器采集變換得到。本系統(tǒng)所用傳感器輸出信號(hào)為 4～20mA的電流環(huán)信號(hào)，而 AD模擬輸入范圍為 0～3V電壓信號(hào)。
CAN是控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（ Control Area Network）的簡(jiǎn)稱，最早是由德國(guó) BOSCH公司推出的，用于汽車內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件間的數(shù)據(jù)通信，其總線規(guī)范現(xiàn)已被 ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)[3]。它廣泛的應(yīng)用于汽車電子、工業(yè)控制，其信號(hào)傳輸介質(zhì)為普通雙絞線，通信速率最高可達(dá) 1Mbps。CAN總線具有較強(qiáng)的抗干擾能力。本系統(tǒng)采用 CAN總線的通信方式，也方便了整車調(diào)試的接入。
2.3軟件部分設(shè)計(jì)
2.3.1 DSP軟件部分

該部分軟件主要包括兩個(gè)部分：模擬信號(hào)的 AD轉(zhuǎn)換和CAN總線通信。因?yàn)門MS320F2812內(nèi)置有 12位 AD轉(zhuǎn)換器，因此轉(zhuǎn)換部分可分為 AD模塊配置和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理；而 AD模塊的配置主要包括工作和通道的選擇。在本系統(tǒng)中，選用連續(xù)轉(zhuǎn)換方式；需要采集的模擬量共四個(gè)，加上 A、B通道各配置兩個(gè)校正輸入端口，所以總共需要占用 8個(gè)模擬輸入口。
50ms200ms集周期為，高、低壓采樣周期為 。 部分配置程序如下： …
AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC = 0; //雙排序發(fā)生
AdcRegs.ADCTRL1.bit.CONT_RUN = 1; //連續(xù)轉(zhuǎn)換方式
AdcRegs.ADCTRL1.bit.CPS = 0; //分頻系數(shù)為 1
AdcRegs.ADCMAXCONV.all = 0x0055; //共有 12個(gè)轉(zhuǎn)換，采樣值取 2次，標(biāo)準(zhǔn)值 1次
AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.all = 0x1100;//轉(zhuǎn)換序列
CAN總線通信主要包括 TMS320F2812中 eCAN模塊郵箱的定義和郵箱中斷子程序的設(shè)置[6]。