汽車電動空調的數據采集系統(tǒng)的研究

1 引言
汽車空調作為車內溫度小環(huán)境的控制中心，其作用不言而喻。由于過去的汽車空調檢測系統(tǒng)因為控制策略單調而沒有使用綜合檢測平臺的必要，即使有控制過程檢測，大都使用昂貴的采集設備如數據采集卡，其通信方式也以串行口通信為主，無法接入整車環(huán)境進行監(jiān)控[1]。針對這一情況，本文所設計開發(fā)的檢測系統(tǒng)主要對電動汽車空調運行過程中的四個工程物理量進行檢測分析：風機的電壓、電流，壓縮機端口的高壓、低壓。本課題來源于某汽車空調系統(tǒng)的開發(fā)過程中所需檢測系統(tǒng)的設計，主要用于使空調系統(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)化提供數字依據；為汽車空調后續(xù)開發(fā)提供可靠的保證。
2采集系統(tǒng)設計
2.1總體設計

如圖 1所示，在該系統(tǒng)中， DSP部分的軟件設計主要完成以下工作：數據采集周期的設定、AD轉換、數據校正及濾波等。并可以接收上位機通過 CAN總線發(fā)來的采集開始指令打開采集或關閉采集功能，在采集開始后按照要求對四路信號進行采樣及軟件校正，校正完成后將采集結果保存在 CAN郵箱內，通過 CAN控制模塊進行發(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為該四通道數據采集系統(tǒng)的核心。該款 DSP芯片是 TI公司 2000系列中的一員，最高主頻可達到 150MHz，具有強大的數字信號處理能力[2]。片內集成的 12位 AD轉換器共有 16個通道，轉換速率在可達到 12.5MSPS(ADC時鐘為 25MHz時)，在采集速度及精度上均能達到本系統(tǒng)的設計要求。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需要。輸入 2812 AD端的模擬信號由傳感器采集變換得到。本系統(tǒng)所用傳感器輸出信號為 4～20mA的電流環(huán)信號，而 AD模擬輸入范圍為 0～3V電壓信號。
CAN是控制器區(qū)域網絡（ Control Area Network）的簡稱，最早是由德國 BOSCH公司推出的，用于汽車內部測量與執(zhí)行部件間的數據通信，其總線規(guī)范現已被 ISO國際標準制定為國際標準[3]。它廣泛的應用于汽車電子、工業(yè)控制，其信號傳輸介質為普通雙絞線，通信速率最高可達 1Mbps。CAN總線具有較強的抗干擾能力。本系統(tǒng)采用 CAN總線的通信方式，也方便了整車調試的接入。
2.3軟件部分設計
2.3.1 DSP軟件部分

該部分軟件主要包括兩個部分：模擬信號的 AD轉換和CAN總線通信。因為TMS320F2812內置有 12位 AD轉換器，因此轉換部分可分為 AD模塊配置和數據轉換處理；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)轉換方式；需要采集的模擬量共四個，加上 A、B通道各配置兩個校正輸入端口，所以總共需要占用 8個模擬輸入口。
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)轉換方式
AdcRegs.ADCTRL1.bit.CPS = 0; //分頻系數為 1
AdcRegs.ADCMAXCONV.all = 0x0055; //共有 12個轉換，采樣值取 2次，標準值 1次
AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.all = 0x1100;//轉換序列
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置[6]。