行端口，并使用种有效而最简单的接法，仅仅用到串口三只引脚就可以完成数据的收发，其中脚为数据接收脚，脚为数据发送脚，脚为接地端。单片机与机的串行接口及电路微机串口通常采用电平，而单片机串口是电平，二者不兼容。所以，接口必须做电平转换处理。本文采用的是公司的电平转换芯片。单片机串行口的，和经电平转换分别与微机的，和相连。电平转换芯片的第，引脚分别接单片机的和引脚。串口的第，引脚分别接电平转换芯片的，引脚。通过的电平和的输入输出端口，自动地调节了单片机串口的电平信号和的串行通信信号的电平匹配。串行通讯的工作方式和波特率设置为了保证上位机与下位机的正常通信，单片机的波特率与机串口的波特率要相等，并且传输速率越低，传送的误码越少。在本文中，由于对实时性要求不高，故采用低波特率来减小误码率，本文采用的波特率为。单片机的串行工作方式有四种，本文采用串行工作方式。即以位为帧的异步串行通信方式，共包括个起始位，个数据位和个停止位。数据发送是由条写发送寄存器的指令开始，随后在串行口由硬件自动加入起位和停止位，构成个完整的帧格式，然后在移位脉冲的作用下，由端串行输出。个字符帧发送完后，使输出线维持在状态下，并将串行控制寄存器的位置，通知可以接着发送下个字符。接收数据时，的允许接收位位应处于允许接收状态。在此前提下，串行口采样端，当采样到从向的状态跳变时，就认定是接收到起始位。随后在移位脉冲的控制下，把接收到的数据位移入接收寄存器中。直到停止位到来之后置位接收中断标志位，通知从取走接收到的个字符。汽车空调智能温控系统的软件设计硬件电路设计完成之后，系统的主要功能将依赖于软件程序来实现，同时系统能否正常可靠地工作，除了硬件的合理设计外，与功能完善的软件设计是分不开的。系统软件设计概述由于汇编程序占用空间小，执行效率高，而且具有可直接操作硬件资源和实时性强等特点，故在本次设计中，采用汇编语言进行程序编写。本系统采用的是位单片机，其程序存储器也只有，为了更充分地使用单片机的有限空间，在开发该系统软件时使用中断模式作为整个软件的主线。汽车空调智能温控系统的软件程序是由主程序外部中断服务程序串行中断服务程序和定时器中断服务程序等组成。系统软件的工作模式汽车空调智能温控系统的工作模式分为正常运行模式软关机模式手动控制模式和自动控制模式。系统上电时，软件进入上电自检状态，这时系统会首先从读入上次断电前存入的系统状态信息，初始化各个中断并恢复空调控制器到上次关机前状态。经过上电初始化，智能温控系统会恢复到上次关机前的正常运行模式。此时，通过温度调节按键可以设定需要的温度值，温度传感器定时检测车厢温度，显示器显示温度设定值和温度测量值，混合风门的开度会根据温差和温差变化自动调节，温控系统能够与机通过串口通讯交换数据。按下键，可使温控系统进入软关机模式。此时，系统不能再进行温度检测温度设定和串行通讯，显示器熄灭，混合风门步进电机停止运转。同时，系统在关机前自动把温控系统的状态信息如混合风门的开度位置，自动控制模式下的温度设定值或手动控制模式下的风门档位值保存到的中。如果再按下键，系统将恢复到正常运行模式。当处于手动控制模式时，可以直接调节混合风门开度档位由全制冷到全加热分为档。当处于自动控制模式时，智能温控系统根据温度设定值与测量值的偏差自动调节混合风门的开度，使车厢温度能满足乘客期望的舒适度要求。系统软件的模块化编程本控制系统的软件设计采用模块化形式编写，模块化编程是种软件设计方法，各模块程序分别编写，编译和调试，最后把各模块起连接定位。模块化编程具有以下优点开发周期短当同类的需求较多时，可以把程序放入库中以备以后使用有利于软件的可示化有利于软硬件的联调使得要解决的问题与待定模块分离，很容易找到出错的模块，大大简化了调试。控制系统算法子程序调用，主要涉及到对温度信号的测量计算和存储。流程图如图所示，由于作为模拟量的温度信号变化缓慢，系统每隔秒采集次数据以此计算的定时常数，由定时中断服务程序查询的转换结束信号，当程序查询到时，读取取转换结果，并通过计算处理得到需要的数据，以作系统的显示和控制之用。在转换中，的最大输出电压为，因为的放大倍数为倍，故本电路最大测量温度对应为。的最大转换值为，根据，可得。即把转换结果除便得到检测到的十进制温度值。温度采样时刻到，定时器中断响应温度采集，转换控制算法更新，重装定时器返回图温度信号采集子程序流程图读取转换结果转换为十六进制的温度测量值并保存于地址单元启动模数转换读取标志的值调整位十进制数十位放于个位放于计算存入计算存入更新，返回模糊控制子程序模块图模糊控制算法子程序流程图模糊控制中的控制算法由程序实现，它包括两部分是离线计算模糊控制查询表，计算，模糊化处理查询模糊控制表再乘比例因值存入存入返回将模糊控制表存于单片机的程序存储器中二是在实时控制过程中，如图，单片机根据时刻温度设定值与温度测量值的偏差值。和温差变化率的大小，经模糊化推理后直接与存储在单片机表中的数据比较，查出输出量步进电机的运转步数，精确化后再用于混合风门的调节步进电机驱动控制子程序模块图步进电机运动控制子程序流程图定时器中断响应当前位置加当前位置减改变状态步数减重装定时器步数返回高电平正转步进电机驱动控制子程序流程图如图所示，定时器决定步进脉冲的频率。因为混合风门步进电机的工作频率为，而的定时时间为步进脉冲的半个周期，所以设置的定时时间为。本文取混合风门的开度范围为，表示空调从最大制冷到最大采暖变化。因为选用的步进电机在相励磁方式下的步距角为，故与混合风门开度范围相对应的步进电机运转的步距角个数是。在程序中，量化因子为。输出步进脉冲，时输出高电平控制步进电机的转动方向，时表示风门往采暖方向转动。据智能温度控制器的功能需要，整个系统大概可以分为个功能模块，包括主程序模块按键扫描处理子程序模块控制系统算法子程序模块温度信号采集子程序模块模糊控制子程序模块步进电机驱动控制子程序模块。主程序模块主程序模块的内容包括系统初始化，温度设定值与测量值的显示，正常工作模式与软关机模式的切换，的读写等。其中系统初始化的对象包括堆栈指针的初值，风门步进电机的运转步数的初值，的状态寄存器，的状态寄存器及控制寄存器，各个定时器的工作方式及定时常数，串行工作方式和波特率等。下面分别给出主程序模块流程图和其中的显示程序流程图。主程序流程图如图所示，其中用于存放显示器的开关状态。图主程序流程图系统初始化从的中调入保存的数据显示温度测量值和温度设定值复位看门狗键按下串行通讯子程序改变状态关闭显示关闭中断允许总控制位开显示开中断允许总控制位保存数据到的从的中调入保存的数据接收到握手信号开始显示程序包含在主程序中，采用软件定时动态扫描方法，每隔毫秒刷新位显示。系统的显示内容包括两位温度设定值和两位温度测量值，流程图如图所示。根据硬件原理图的设计，显示器采用的口作为段选码，和是温度设定值的十位和个位的位选码，和是温度测量值的十位和个位的位选码。的接的口，经接和，经接。所以的地址编码为命令状态口，口，口，口。设定的口和口为输出口，口为输入口，故命令控制字为。采用动态显示方式，即时刻只让位处于选通状态，同时在段选线上输出要显示的字形码。图显示程序流程图初始化置段位选码初值位选码送口查段选码表段选码送口延时指向下指示单各位显示完毕返回按键扫描处理子程序模块按键扫描程序按键扫描程序的功能包括以下个方面的内容判别键盘上有无键闭合。判别方法为外部中断申请输入端，有没有向发送中断请求。若有，进入中断服务子程序，即键盘上有键处于闭合状态。去除键的机械抖动。扫描键盘中断服务程序里除了要识别闭合键的键号外，还要排除键抖动引起的误操作，以及避免对同个键的次闭合作多重处理的。按键消抖措施分硬件和软件两种，本系统采用软件消抖措施，方法为判别到键盘上有键闭合后，延迟，再判别键盘的状态，若仍然有键闭合，则认为键盘上有个键处于稳定的闭合状态，否则就认为是键的抖动。判别闭合键的键号。按键采用硬件中断请求与软件查询相结合的方法，查询顺序即为优先顺序，依次读的状态，则与变为低电平的引脚相应的按键是闭合的。为了便于查询，中断信号请求方式为电平触发方式。通常，键盘工作方式有三种，即编程扫描定时扫描和中断扫描。在本设计中，对和键采用中断扫描的方式，而键即采用编程扫描的方式。对于和键，在硬件接线上，将个按键的行线通过个与门接到的外部中断引脚上，当键盘上没有键闭合时，列线都输出高电平，引脚也为高电平。旦键盘上有键闭合，引脚就变低电平，向发出中断请求。若开放外部中断，则响应中断请求，执行中断服务程序。在中断服务程序中，首先调用个的延时程序，再用软件查询的方法判别是否真的有键按下和确定是哪个键被按下，这样便能消除按键机械抖动的影响，并调用相应的按键处理程序。按键处理程序。按键按下后，要根据按键执行相应的功能，是自动手动切换按键，默认方式下，系统是手动工作方式，按次键，工作方式变化次。是温度加键，是温度减键。如图图图和图分别是按键扫描子程序流程图按键处理子程序流程图按键处理子程序流程图和按键处理子程序流程图。图按键扫描子程序流程图图按键处理子程序流程图外部中断响应读入口按键状态延时键按下键按下键子程序键子程序键子程序消除按键机械抖动键按下改变位寻址单元的状态风门复位禁止定时器中断允许定时器中断自动控制手动控制中断返回返回图按键处理子程序流程图升高是调整位十进制数把新的温度设定值的十位放于中把新的温度设定值的个位放于中手动控制自动控制返回图按键处理子程序流程图控制系统算法子程序模块控制系统算法子程序是系统对定时器的中断响应程序，主要任务是根据计算处理得到的温差值的大小对控制算法进行选择。流程图如图所示，其中定时器决定温度采样频率。降低是调整位十进制数把新的温度设定值的十位放于中把新的温度设定值的个位放于中手动控制自动控制返回图算法子程序流程图温度信号采集子程序模块系统温度信号采集子程序模块电路设计汽车空调控制器需要两路电源和电源。电源用于单片机供电，电源用于需要大电流驱动的场合，风机，压缩机等。由于汽车蓄电池供电只有并且工作期间有很大波动。综合考虑，本系统选用了电源芯片，将车载电源转换为所需电源。如下图所示温度信号采集电路的设计温度传感器的选择温度传感器的功能是进行温度信号的测量，在本文中采用温度传感器。是美国公司生产的专用集成温度传感器，属于电流输出型传感器。在定温度范围内，它相当于个高阻抗恒流源，其电流温度灵敏度为。图汽车空调电源电路它不易受接触电阻引线电阻电压噪声等的干扰。此外，它还具有体积小测温精度高线性度好和互换性强等特点。传输线上的压降不影响输出电流值，可以进行远距离传