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第2136篇:基于MSP430单片机的冷媒中心控制系统的研制 |
| 发布时间:2006年7月9日 点击次数:894 |
| 来源: 作者: |
摘要：全自动冷媒加注系统是作者为汽车制冷系统维护研制的新设备。本文基于MSP430单片机设计的嵌入式全自动冷媒加注控制系统,重点研究了设备的组成结构,提出了自动控制的工作流程,讨论了系统主要硬件和软件模块的具体设计和实现方法。 1 引言 制冷系统已成为的现代汽车重要配置,制冷系统内的冷媒量和冷媒纯度都是影响制冷效果的关键因素,需要按期进行系统检测和冷媒更换。冷媒的更换过程分为冷媒回收、抽真空、注冷冻油和冷媒加注四个步骤。目前我国的汽车制冷系统的维修和维护的手段,大多仍是人工操作,其工作过程繁杂,效率低下,常因操作不当导致系统损伤。 作者完成的汽车制冷系统维护的自动化设备研制,有效地提高了维修效率和维护质量,实现了汽车制冷系统冷媒更换的全自动操作,使用简便,界面友好。 全自动冷媒加注控制系统采用16位单片机MSP430F149为核心控制器,采用了ATERA公司新型CPLD器件EPF10K10A,并实现了外存数据加密,整机功能完备、可靠性高。 2 系统结构及控制流程 全自动冷媒加注系统结构主要由嵌入式控制系统、电子秤、真空泵、压缩机、多个状态检测传感器、执行开关和电磁阀等组成。如图1所示。
冷媒加注系统自动控制的工作流程有：车辆信息输入、加注信息查询、冷媒识别和回收、抽真空、加冷冻油、加冷媒及结果打印八项内容,如图2所示。 （1）车辆信息输入 （2）加注信息查询 （3）冷媒识别 （4）冷媒回收 （5）抽真空 （6）加冷冻油 （7）冷媒加注 （8）打印加注结果 依据上述的系统结构和控制流程,全自动汽车冷媒加注控制系统设计重点研究和解决了四个问题：第一,系统工作稳定可靠和较强的抗干扰能力;第二,人机接口设计友好、直观和操作方便;第三,实现嵌入式车辆冷媒加注信息数据库系统;第四,研制高精度电子秤,保证冷媒重量的精确计量,实现冷媒加注量的准确控制。  3 硬件系统设计 冷媒加注系统属于"汽保"设备,工作环境比较恶劣,电磁干扰较大。本着稳定可靠、线路简单,同时要求功能完备、技术新颖的设计目标,全自动汽车冷媒加注控制系统的硬件系统结构如图3所示。 主要组成部件有：MSP430F149单片机、复杂可编程逻辑器件（CPLD）、压力传感器及其调理电路、串行接口的液晶显示器和冷媒分析仪、键盘、微型打印机、开关量输入输出控制、并口E2PROM等组成。 （1） MSP430F149单片机 （2） CPLD器件扩展 （3） 压力传感器及其调理电路 传感器输出毫伏级应变信号,经过放大、调零、滤波等调理后,送至模数转换芯片ICL7135进行A/D转换,输出的数字信号送单片机,完成压力信号的检测。单片机根据处理结果的值域范围,进行查表,实现分段线性化,将传感器信号同冷媒重量对应。冷媒加注系统实现的电子秤量程为0～50千克,精度为10克。 （4） 串口通信 （5） 键盘和开关量检测 4 软件系统设计 全自动汽车冷媒加注控制系统软件包括监控程序、中断程序以及数据处理程序等。监控程序的主要作用是及时的响应用户的服务请求,有效地管理设备自身的软硬件及人机一体化联系设备,并在系统出故障时,提供相应的处理信息。主要有：系统初始化管理、键盘管理、显示管理、通信管理、仪器各个功能模块的管理、中断管理等。本系统用到的中断源有：串行口中断、外部中断、软件定时器中断。 冷媒加注控制系统实现的功能主要有：自动加注、手动加注、电子秤计量、加注信息数据库管理、系统设置,如图4所示。  （1）自动加注模式下冷媒加注系统自动地完成冷媒加注全过程;（2）手动加注模式下操作员可有选择的完成冷媒识别、回收、抽真空、加冷冻油、加注冷媒中的一项或多项操作;（3）电子秤功能可以检测称重平台上物体的质量;（4）数据管理功能实现对车辆加注信息数据库的维护,包括数据查询、数据浏览、记录的增加、修改和删除,另外,冷媒加注系统还提供了数据库更新功能,利用控制系统同上位机通信实现,在单片机控制下写入存储芯片X28C512;（5）系统设置功能包括设备信息设定、用户信息设定、冷媒信息设定、运行参数设定等。 冷媒加注系统人机接口控制中,软件实现了各个液晶显示函数模块和输入法程序,能够进行数字、英文和汉字的输入,这些基本模块在人机接口操作中被调用。 5 结论 本文研制的冷媒加注控制系统实现了汽车冷媒加注的全自动控制,提高了汽车制冷系统维护效率和维修质量,控制系统完成各项功能并达到各项精度指标,性能稳定,可靠性高,设备操作简单方便。 参考文献 胡大可 编,MSP430系列FLASH型低功耗16位单片机,北京,北京航空航天大学出版社,2001.11. 徐志军 编,大规模可编程逻辑器件及其应用,成都,电子科技大学出版社,2000.11. |
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