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电子测试
基于MC9S12HY64的汽车双温区空调控制器的设计
耿青玲
(武汉理工大学机电工程学院,湖北武汉430070)
摘要:木文介绍以飞思卡尔S12系列的16位微处理器MC9S12HY64为核心的双温区自动空调控制系统,包括控制装置介绍
使件电路设计、芯片选型和PCB设计等。实现了电机控制、LCD显示、传感器采样等功能
关键词:双温区空调;MC9S12lY64;硬件设计
The design of auto double temperature zones air-conditioning
based on MC9S121 Y64
Gong Qingling
(School o[ Mechanical Enginccring, Wuhan Univcrsity o!Technology, Wuhan 430070, China)
Abstract: This paper int roduces double Tcmperature zones aul omatic air-condi1ioning control sys Lcm wi th
freescale $12 series 16-bit microprocessor MC9S12/64 inc uding the int roduc ing of control device, the
hardwarc circuit dcsign, chip sclcction and PCB design, ctc and achicved the motor control, LCD display,
sensor sampling and other functions.
Keywords: double Temperature zone air conditioning; MC9S121LY61; hardware design
1.2主控芯片MC9S12HY64
随着现代科学技术的发展,汽车的各项配置向着个性化、娱
MC9SI2HY64控制器集16位的性能和许多专用的性能于
乐化、安全化等方向发展。汽车空调装置已成为衡量汽车功能是身,如INAC显示、电机控制、ILCD驱动、车身控制等,同时具有
否齐全的标志之一,是比较重要的设各。日前汽车空调控制系CANA.IN通信功能,非常适合新兴汽车市场经济高效仪表板的应
多为单温区系统,但由于车内各乘坐位置的温度场分布不一致,用。芯片资源和特性如下:
而且不同乘员对温度也许有不同的需要,单温区控制系统难以满
1)32MlL总线频率的ICS12内核
足乘员的个性化需求
2)带有64KB片内闪存、4KB数据闪存、4KB片内SRAM
针对单温区控制系统存在的缺陷,可以设计一种双温区自
3)带有4个驱动步进电机控制器
动控制系统,满足人们对环境舒适度的不同需求。而本文将介绍
4)1CD驱动,最多可配置40X4段
的双温区自动ゲ调系统,则拥有两个温区,在前排空间左右两侧
5)8通道、10位分辨率逐次逼近型模数转换器
的温区可各自独立对吹风温度、风量和出风模式进行控制。成员
M(9S12lY64
可根据自己的认为的环境适度进行设置,达到满足个性化得需
6)2个16位定时器,可提供16位输入捕获输出比较等功
求
能
7) MSCAN模块,支持CAN协议2.0A/B;SIPI、SCI、1IC模块
芯片选择及部分硬件电路设计
1.3电源芯片UJA1076
双温区空调控制系统硬件框图
电源芯片选用恩智浦半导体推出其第二代车载网络CAN核
的系统基础心片UJA1076产品,实现了性能、功耗以及电子控制
温翻板伺服电机
AD信号处理模块
单元(ECU)成本的优化,广泛应用于车载控制器中。UJA1076支
电
持车载?络互联应用,这些应用通过使用高速CAN作为主网络接
石温翮板伺电机?机
主控制器MCU
求风口来控制电源和传感器设备
(MC9S12HY61
模式电机
动压
1)它集成有高速CAN收发器,所以在进行电路设计时不需
缀紀要外接CA心片,节约成本:ST输出管脚用来稳定隐性总
内外循坏电机
电
和
线电平
健
2)可编程看狗,带有独立的时钟源
3)串行外设接口SPI,用来与微控制器通信
图1双温区笮调控削系统使件框图
4)可输出3.3V和5V炳种电压,满足系统的供电要求;
5)器件带有唤醒源检测,可通过CAN、LIN总线或本地唤限
电子测试
第7期
解决方案
ELECTIRONIC TESTT
2013年4月
管脚来唤醒,2个唤醒管脚 WAKEI和WAKE2
子中:二:将10g0作为一个元件,先在器件库中将其绘制出来,
6)芯片的LIMP引脚,具有跋行回家输出的功能。
在将其作为一个元件导入到PCB板中。
4双温区空调控制系统介绍
对于电路板的板层设置,则要根据板子的要求和经济型综
木文所设计的双温区空调控制系统装置的使件结构如图3合考虑。对于此双温区空调的电路板采用两层布板即可满足要
所示。该双温区空调白动控制器,出以下儿部分组成:双温区空求,这里采用两层布板。
调控削器、电源、鼓风机、鼓风机调逑模块、模式电机、左右区风门
布线注意事项
执行器、内外循环风『、温度传感器、阳光传感器、CAN总线等构
1)首先摆放固定器件如按键、I.CD和I.灯、接插件等并
成。
川 Locked功能将其锁住,以免在布线时将其移动
主控制器MIC9S⊥2IY64根据车内外环境温度、太阳照射强大
2)对于其他器件则按电路模块进行布局,实现同一功能的
和人工设定要求,有传感器采集温度、光照等与主驾、副驾的设定相关电路称为一个模块,电路模块中的元件应采用就近集中原
温度进行对比分析,通过FZ2Y控制算法叫给出相应的控制值,则,分布于主控芯片MCSS12Y64的周制。
综合控制鼓风机风速、左右风」开度、模式以及内外循环等,使它
3)贴片焊上不能有通孔,以免焊膏流失造成元件焊。
们协调工作,共同完成对车内温度的控制作用
4)电源芯片UJA1076和电机驱动芯片UQ2003A均属于发
下面以温度翻板控制为例,对其控制算法进行简要描述
热芯片,在CB布局是应尽量分布在板子的边缘,并且在中心大
1)左右车内温度Tin_r/l出控制器内置温度Tin和当前GND焊盐上加过孔,便于心片的扇热。
出风左右出风口温度 I blow r/1计算得出
5)电源与GND之间加的电容应分布于该电源的周制
2)出风口的所需温度 I' bow value_r
算法公式根据
6)在板子的边缘放置一地多余的接地过孔
左右设置温度 T sct r/1、室外温度Tamh、车内温度Tinn/
1计算得出, I blow vallue I/1同时受光辐射强度 V LUX I/1
参考文献
以及舒适度温度点 T comf
[1]宋明典,基于BCM控制的双驱自动卒调控制系统[P].东
3)根据 I' bow va ua_r/对应出温度翻板的逻辑位置值
风汽车公司.2012
L sys valu
张正伟.基于 MATLAB的 FUZZY控制器的设计和仿真「J].
江苏