3 硬件电路设计

3.1 汽车全自动空调控制器硬件

3.1.1 工作原理

汽车全自动空调控制器实际上就是根据人们对空调控制器的设定值，控制汽车空调系统各个环节，使车厢内空调环境达到设定目标的电子控制设备。为了实现对汽车空调各个执行机构实现自动控制控制，必须要对车内环境状况做出监控。一般是采用安装在车内不同位置的各种传感器经过AD转换成数字量，再传到微处理进行检测和决策。微处理根据检测的数据和温度设定值进行决策处理后，通过各个执行机构的驱动模块实现空调执行机构的改变，从而最终实现对车内环境的改变[7]。 3.1.2 硬件组成

汽车全自动空调控制器的核心部分，是由微处理器为核心的电子线路系统。包括主机和IO接口设备。主机包括中央处理器，主机依靠IO接口设备来输入信息(键盘、传感器信号)，输出指令控制命令、显示等[8]。

智能温控系统的硬件结构框图如图4.1所示。由图可知，智能温控系统的硬件主要由单片机、温度信号采集电路、人机接口电路、串行存储及系统监控电路和串行通信接口电路等几部分组成。

图3.1 全自动空调控制器硬件组成

图3.1的中心框SPCE061A是中央控制处理单元，它根据程序储存器中存储的程序，一步步执行程序所规定的工作。这些工作包括:

1) 各种数学运算和逻辑分析判断。运算分析的原始数据可从数据存储器中读出，运算分析的中间结果和最终结果都可以存放在数据存储器中。

2) 从输入接口中读出经过信号转换后的各种传感器的输入信号，并将这些信号以数字的形式存放于数据存储器中。传感器可以有模拟量、开关量等多种方式的输出信号，输入接口将这些信号都可以转换为数字信号，随时供CPU读出。

3) 根据控制要求和存储于数字存储器中的分析计算结果，将对执行器的操作命令送到输出接口，输出接口根据所连接的执行器的种类将这些输出命令转换为相应的信号形式，使执行器执行相应的动作。

4) 读取键盘状态，得到使用者的键盘操作状态，对它进行分析处理。根据程序要求或使用者的键入命令将相应的数据送到显示单元。

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3.2 单片机的和外扩存储器选取

本系统选用台湾凌阳公司的AT89系的SPEC061A ，SPEC061A单片机是一种新型的低功耗、高性能微控制器，具有丰富的资源：RAM大，ROM空间大，指令周期短，运行速度快，低功耗，低电压，可编程音频处理，易于编写等特点。

SPCE061A 是继系列产品SPCE500A等之后凌阳科技推出的又一款16位结构的微控制器。，SPCE061A里只内嵌32K字的闪存（FLASH）。较高的处理速度使能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。SPCE061A微控制器是适用于数字语音识别应用领域产品的一种最经济的选择。 该单片机的主要性能

icro;’nSP?微处理器；

工作电压(CPU) VDD为2.4~3.6V (IO) VDDH为2.4~5.5V CPU时钟：0.32MHz~49.152MHz ；

内置2K字SRAM； 内置32K FLASH； 可编程音频处理； 晶体振荡器;

系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)，耗电仅为2µ； 2个16位可编程定时器计数器(可自动预置初始计数值)； 2个10位DAC(数-模转换)输出通道； 32位通用可编程输入输出端口；

14个中断源可来自定时器A B，时基，2个外部时钟源输入，键唤醒；

具备触键唤醒的功能；

使用凌阳音频编码SACM_S240方式(2.4K位秒)，能容纳210秒的语音数据；

锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号； 32768Hz实时时钟；

7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器； 声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)功能；

具备串行设备接口；

具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能； 内置在线仿真电路ICE（In- Circuit Emulator）接口；

具有保密能力； 具有WatchDog功能。

SPCE061A的最小系统组成

SPCE061A的最小系统组成图如图2所示，由图可见，其接线比较简单，在OSCO、OSCl端接上晶振及谐振电容，并在锁相环压控振荡器的阻容输入VCP端接上相应的电容和电阻即可工作。在其它不用的电源端和地端接上0．1YF或1001~F的去耦电容可以提高系统的抗干扰能力。

外扩存储器选择

SPCE061a中的FLASH只有32Kword，由于系统设计的程序比较多，要存放大量的数据，就要考考虑对外扩存储器进行外围扩展。本设计采用凌阳公司的SPR4096芯片对储存器扩展。

SPR4096是一个高性能的4M-bit总线FLASH，分为256扇区，分为256个扇区，擦除的时候，每个扇区为2K-byte。SPR4096还有内置一个4K×8-bit的SRAM.在进行FLASH的变成可以并发执行SRAM的读写。SPR4096内置了一个总线存储器接口和一个串行接口，它允许单片机通过8-bit并行模式访问FLASH存储区。本设计使用串行模式，