基于单片机的汽车温湿度控制系统

向 楠

(安徽国防科技职业学院汽车工程系， 安徽 六安 237011)

基于单片机的汽车温湿度控制系统

向 楠

(安徽国防科技职业学院汽车工程系， 安徽 六安 237011)

设计一种适用于汽车的温湿度控制系统，系统由电源模块、核心控制模块、LCD显示模块、温湿度传感器模块AM2320、按键模块(温路和湿路)、温度控制模块、湿度控制模块等组成。该系统能够代替原有的汽车空调系统，而且功能更为全面。

温湿度控制系统； AM2320； 温度控制模块； 湿度控制模块

在现代社会，人们对于汽车的舒适性要求越来越高。目前，绝大部分汽车都配有自动温度控制模块(汽车空调)，但都不能控制湿度。本实用新型的研究目的是设计一款适用于汽车的温湿度控制系统，实现温度和湿度的双重控制。系统的硬件模块比原先汽车上安装的空调成本更低，智能化更高，操作更为简单，而且可移植性强。

1 系统设计

汽车温湿度控制系统由电源模块(稳压)、核心控制模块、LCD显示模块(1602)、温湿度传感器模块(AM2320)、按键模块(温路和湿路)、温度控制模块、湿度控制模块等组成。图1所示为汽车温湿度控制系统原理图。

1.1 电源模块

整个系统采用5V(稳压)电压供电[1]，单片机和传感器均只需5V(稳压)电压供电，连接常用的稳压模块，可以获得稳定的电源。此模块为常用模块，在此不赘述。

1.2 中心控制模块

STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8KiB系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但经过很多改进，使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

图1 汽车温湿度控制系统原理图

中心控制模块为最小的单片机系统，主要由宏晶科技推出的新一代单片机STC89C52芯片及其外围振荡电路组成。图2所示为单片机控制模块原理图。

1.3 LCD显示模块

系统显示方式选用液晶显示，模块选用芯片LCD1602[1]，液晶显示模块与单片机P0口相连接。LCD1602，即显示的内容为16×2，每行16个字符，可以显示2行，一行显示温度，一行显示湿度，符合本系统要求。

1.4 温湿度传感器模块

AM2320数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合型传感器。采用专用的温湿度采集技术，确保此产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括1个电容式感湿元件和1个高精度集成测温元件，并与1个高性能微处理器相连接。这种传感器具有品质卓越、响应超快、抗干扰能力强、性价比极高等优点。

图2 单片机控制模块原理图

AM2320通信方式采用单总线和标准I2C通信方式。标准单总线接口，是系统集成变得简易快捷。此款传感器体积超小，功耗很低，信号传输距离逾20 m，适用于要求较严苛的环境。I2C通信方式采用的是标准通信时序，用户端可直接挂在I2C通信总线上，无需额外布线，使用简单。

这款温湿度传感器模块可调节的温度范围为-40～80 ℃，湿度范围为0～99.9，完全满足汽车的车内温度和湿度调节需求。SDA与单片机P1.1相连接、SDL与单片机P1.0相连接，VDD接电源，GND接地。

1.5 按键模块(温路按键和湿路按键)

一共有2组按键：一是用温路按键，用于调节温度，降温(+，-)；二是用湿路按键，用于调节湿度，加湿和除湿(+，-)。温路按键(+，-)连接到单片机P2.0和P2.1;湿路按键(+，-)连接到单片机P2.2和P2.3，其原理如图3所示。

图3 按键原理图

1.6 温度控制模块

温度控制模块主要由核心控制模块(单片机)通过继电器来驱动。当汽车正常行驶的时候，车内温度由传感器AM230来检测，并通过LCD显示。当车内温度需要下调时，乘客按下温路调节按键“-”，则核心控制模块温度控制模块得到信息而命令继电器驱动温度控制模块，于是该模块驱动压缩机工作，降低车内温度。反之，当觉得车内温度需要调高时，可以按下温路调节按键“+”，单片机通过继电器驱动温度控制模块，启动鼓风机(发动机热源)，进行制热。 温度控制模块通过继电器连接到单片机的P3.1则加热，连接到单片机的P3.2则降温。

1.7 湿度控制模块

湿度控制模块主要由核心控制模块(单片机)通过继电器来驱动。当汽车正常行驶的时候，车内湿度由传感器AM230来检测，并通过LCD显示，当车内湿度较高时，乘客按“-”调节湿路按键，核心控制模块湿度控制模块得到信息后会命令继电器驱动湿度控制模块，该模块驱动新鲜循环电机工作，进行车内干燥。反之，当觉得车内干燥，需要加湿，就可以按下“+”键，单片机通过继电器驱动湿度控制模块，启动车内的加湿器，进行加湿，有效地提高舒适度。 湿度控制模块通过继电器连接到单片机的P3.3则加湿，连接到单片机的P3.4则除湿。

2 结 语

目前的大部分汽车只配置有调节温度的控制系统(汽车空调)，不能调节湿度。为此，设计一款用于调节汽车内温度和湿度的控制系统，可以实现温度和湿度的双重控制。控制系统由电源模块、核心控制模块、LCD显示模块、温湿度传感器模块AM2320、按键模块(温路和湿路)、温度控制模块、湿度控制模块等组成。本系统能够代替原有的汽车空调系统，而且功能更为全面。系统的硬件模块比原本汽车上安装的空调成本更低，智能化更高，操作更为简单，而且可移植性强。

[1] 鲍磊.基于单片机的微型汽车空调控制器设计与开发[J].电子技术与软件工程，2016(17):256-257.

[2] 彭伟.单片机C语言程序设计实训[M].北京：电子工业出版社，2009：10-15.

[3] 魏冬至.基于STC单片机的汽车空调温度控制器[J].商丘职业技术学院学报，2011(2):93-94.

Automobile Temperature and Humidity Control System Based on Single Chip Microcomputer

XIANGNan

(Department of Automotive Engineering, Anhui National Defence Vocational College, Lu′an Anhui 237011, China)

This paper introduces a kind of temperature and humidity control system suitable for automobile. The system consists of several modules, such as power supply module, core control module, LCD display module, temperature and humidity sensor module AM2320, key module (temperature and humidity line), temperature control module, humidity control module and so on. The system can replace the original car air conditioning system, and the function is more comprehensive.

temperature and humidity control system; AM2320; temperature control module; humidity control module

2017-03-23

安徽省质量工程项目 —— 省级专业综合改革试点项目“汽车电子技术专业综合改革试点”(2015ZY123)；安徽省质量工程项目 —— 大规模在线开放课程MOOC示范项目“汽车单片机应用技术”(2014MOOC089) ；安徽省2016年高校领军人才引进与培育计划项目“2016年高校优秀青年人才支持计划重点项目阶段性成果”(GXYQZD2016462)

向楠(1983 — )，女，湖北恩施人，硕士，副教授，研究方向为汽车电子技术。

TP272

B

1673-1980(2017)04-0116-03