摘 要：在社会不断发展的过程中，汽车用户越来越多，人们对汽车的舒适性也提出了越来越高的要求，汽车空调作为关键的舒适性功能件，不能只停留在简单的制冷、制热功能上。传统的空调系统缺乏良好的温度稳定性，不仅操作较为繁琐，还存在功能性过于单一和汽车能耗高的弊端，这就迫切的需要对汽车自动空调控制系统进行进一步的优化。本设计分析基于PIC单片机，总结了汽车自动空调控制系统的设计流程，介绍了系统的各个单元功能性，借助良好的软、硬件设计方案来增强汽车自动空调控制系统的可靠性。
关键词：汽车；自动空调控制系统；设计分析
引言
近年来，汽车市场消费呈现逐渐增长的趋势，消费者也越来越看重汽车的整体性能，要求尽可能的改善汽车的驾驶环境，提高驾车体验。汽车空调，作为汽车的一个关键舒适功能件，其当前的主要调控方式为手动控制和少量自动控制，总体上检测性不高，控制效果较差。针对这一问题，必须要强化对汽车自动空调控制系统的设计和开发力度，实现汽车自动空调控制系统性能的最优化。
1 汽车自动空调控制系统的基本构成分析
本研究中汽车自动空调控制系统的控制核心为PIC单片机，包括人机交互、执行驱动、传感器及控制芯片四个单元，在控制芯片和CAN总线的作用下，控制系统的执行驱动单元、传感器能够有效的联系起来。
同传统的汽车空调控制系统相比，研制的汽车自动空调控制系统一方面具有手动控制的功能，另一方面还应该具备良好的自动调控性能。当汽车自动空调控制系统处在自动调控的情况下，系统内部的传感器能够对汽车内/外部温度、光照强度、车内湿度、蒸发器及发动机水温等状况进行实时性的监测，综合把握多方面的状况，根据周围环境各项参数，对汽车内部的温度环境进行优化调整[1]。此外，当汽车内含有较多的有害物质或人工设置的温度状况与实际状况不统一时，在控制系统芯片的作用下，借助驱动单元能够使各个机构高效的运行，将相关参数一一呈现在汽车自动空调控制系统的显示面板中，便于更好的了解和掌握自动空调控制系统的实际状况。
2 汽车自动空调控制系统的硬件设计
2.1 温度检测电路设计
本研究中汽车自动空调控制系统的温度传感器动包括五路，分别发挥对车内部、外部温度进行实时性的采集，对发动机温度进行采集，对蒸发器温度进行采集的功能，除了发动机温度采集电路系统之外，其他的温度传感器电路相一致。由瑞士盛思锐企业所提供的SHT11系列贴片型温湿度传感器是温度监测电路的关键构成，该电路中设置的温湿度传感器为建立在CMOSensTM技术基础上的单片全校准温湿度传感器。汽车自动空调控制系统的温度检测电路可以将数字量通过直接的方式输出，聚合体湿度敏感、温度敏感两大元件共同构成了温度检测电路的芯片，前者为电容式，能够使湿度转变为电信号，而后者应用的原料为能带隙材料，电信号通过温度转化而来[2]。
在设计控制系统温度检测电路的过程中，在微弱电荷信号放大器的作用下，可以对电信号进行放大处理，之后利用模数转换器（14位）进行进一步的操作，最后到达单片机同步串口。
2.2 控制芯片设计
汽车自动空调控制系统中的控制芯片为pic18f2480-iso单片机，在接收由传感器传送的信号后，对其进行处理和有效的转化，生成操控系统部件的控制信号，对系统执行机构进行相应的控制，例如：新风、混合或模式风门，为系统控制功能的实现奠定坚实的基础[3]。自动空调控制电路中使用的单片机主要涵盖模数转换通道（分辨率为10位，共十三路）、可编程定时器/计数器（8位一个，16位3个）及输入捕捉/输出比较/脉宽调制模块（两路）。
2.3 鼓风机控制电路设计
鼓风机控制电路也是汽车自动空调控制系统设计的重要部分，该电路中使用的是直流鼓风电机，在实际调控风量的过程中，需要通过调节直流电机转速的方式来实现。本研究对电机运行转速进行控制的主要途径就是脉宽调制，脉宽调制信号能够从芯片脉冲宽度调制端口获取，该信号具有占空比可调的特点，直流电机正反转和调速军利用L298N进行调控，将电机的风速控制在有效的范围内。
2.4 空气质量检测电路设计
设计空气质量检测电路时，为了最大限度的降低车内有害物质对用户健康的损害，需要严格的监测有害气体的含量是否超出了标准的规定，并及时性的通风，增大空气的更换率[4]。可以应用新型的三电极体系电化学气体传感器，根据相应电阻数值的大小对二氧化碳、一氧化碳及碳氢化合物、氮氧化物等气体含量进行测试，提高空气的质量。
2.5 风门驱动控制电路设计
在系统风门驱动控制电路中，可以通过开关调节混合风门的方式，实现冷、热风比例的最优化，从而使用户设置的温度参数与实际状况相符，保证输出合理的温度。直流电机是混合风门的主要运行动力，该执行机构包括除霜、吹脚除霜、吹脚/头等多个档位，能够调整成内/外循环、百分之三十新风等新风风门档。电机位置信号信息可以被芯片所获得，如果电机实际状况同设置规定不符，会通过SH-2043芯片的控制指令做出相应的调整。
3 汽车自动空调控制系统的软件设计及测试结果
通过C语言编写程序对汽车自动空调控制系统进行开发设计，使得系统软件的后期升级操作简便化，方便进行调试，且可读性良好。汽车自动空调控制系统的关键控制程序分为以下几个部分：控制鼓风机、控制风门、检测参数/按键和初始化等。完成初始化操作后，系统要先对车内部和外部的温度进行检测，得到有关风门、蒸发器等部件的温度信息，对按键值进行扫描操作[5]。如果用户与实际的参数数据不同，需要应用到鼓风机、风门的调节子程序，使执行机构进行有效的运行。在制冷情况下，对控制系统进行测试，表明本研究中的控制系统能够对汽车内部的温度进行高效的调控。
综上所述，基于PIC单片机基础上的汽车自动空调控制系统具有良好的性能，通过相应的设计开发方案，可以保障系统的实用性，有效的提高了系统的整体可靠性，能够实现精细化的调控和管理，提高用户的满意度，获得了较大的效益。
参考文献
[1]周翼翔.基于P87C522单片机的汽车空调控制系统[J].制造业自动化，2009（8）：151-153.
[2]吴健，侯文，郑宾.基于STC89C52单片机的温度控制系统[J].电脑知识与技术，2011，7（2）：902-903.
[3]宁成军，张江霞.基于Proteus和Keil接口的单片机外围硬件电路仿真[J].现代电子技术，2006，29（18）：142-143.
[4]郭丽红，吴海涛.基于Atmega16的汽车空调系统设计与实现[J].长春理工大学学报：自然科学版，2007（9）：77-79.
[5]韩峻峰，杨叙，钟永彦，等.用于新型汽车空调的只能检测系统设计[J].机床与液压，2007（7）：122-123.
