基于MC9S12G240的汽車自動空調電子控制系統設計

　　摘要
　　本汽車自動空調電子控制系統參考設計集合了飛思卡爾S12G微控制器產品系列和模擬器件(MC33905、MC33932、MC33937)，具有可驅動汽車空調系統中的直流無刷/有刷及步進電機等三種類型電機的功能。同時，汽車自動空調電子控制系統功能豐富，具有根據環(huán)境溫度、濕度及空氣質量等參數的變化，自動調節(jié)車內溫度和吹風模式并具有去霧、除霜、自動切換空氣內外循環(huán)等功能。而且，參考設計中的液晶屏(由飛思卡S08LG微控制器控制)可顯示豐富的內容，包括日歷、溫度、風速等，從而實現更加便捷、舒適和安全的駕駛體驗。

　　引言

　　汽車空調系統(HVAC)是實現對車廂內空氣進行制冷、加熱、換氣和空氣凈化的裝置。

　　基于MC9SS12G240單片機為核心的汽車自動空調系統設計，通過對環(huán)境溫度，濕度，光強，空氣質量的采樣，可擴展的自動氣候控制的軟件算法，自動調節(jié)車內溫度和吹風模式并具有去霧、自動切換空氣內外循環(huán)等功能。

　　系統選用直流無刷電機控制作為空調風機，采用反電動勢檢測(無傳感器)的控制方法的控制方法，極大的降低了能耗及噪音;另外，針對空調擋板電機，方案同時支持伺服電機及步進電機的軟硬件控制，方便終端客戶選用。

　　系統支持多種傳感器接口,矩陣式鍵盤，編碼器式旋鈕，段碼式LCD液晶顯示CAN/LIN通信及繼電器輸出等，此外還可以擴展觸摸按鍵及觸摸屏功能。

　　系統硬件設計

　　自動空調電子控制系統設計框圖可分為控制板及驅動板兩部分，由下圖一，圖二所示。

　　控制板包括以下功能電路：

　　1) 電源及通信電路
　　控制板電源及通信電路圍繞MC33905實現，其集成了CAN收發(fā)器，LIN收發(fā)器，2路LDO等。

　　2) 環(huán)境采樣及調試電路
　　環(huán)境采樣及調試電路圍繞MC9S12G240實現，包括溫度，濕度，光強，空氣質量等，由相應的采樣電路轉換成模擬電壓或PWM占空比，通過MC9S12G240的ADC模塊，Timer模塊檢測輸入。此外控制板還預留了SCI調試接口，與LIN通信復用。

　　3) 人機接口電路
　　人機接口電路由MC9S08LG32實現，功能包括3×3矩陣鍵盤，2路編碼器型旋鈕及4×37段碼式LCD輸出。

　　4) 鼓風機控制電路
　　鼓風機采用直流無刷電機，使用反電動勢檢測(無傳感器)的控制方法?？刂齐娐钒ㄋ绤^(qū)控制電路，PWM產生電路，硬件保護電路及采樣調理電路等。

　　5) 擋板電機及繼電器控制電路
　　擋板電機同時選用伺服電機和步進電機，系統集成了兩種電機的軟硬件控制方法。