基于CAN总线的汽车空调软硬件系统设计

本文格式为Word版，下载可任意编辑——基于CAN总线的汽车空调软硬件系统设计第4章系统硬件结构设计4.1系统总体结构

汽车空调控制系统以主控芯片为中心，以CAN总线构建网络，传感器传递的信号以及主控制器发出的控制信号通过CAN总线接收或者发送。图4-1为该控制系统总体结构示意图。

数据存储S342440A微处理器显示程序存储按键CAN接口CAN总线

图4-1空调控制系统硬件总体结构示

CAN总线上挂接的节点有信号采集节点和控制执行机构节点两类，其结构如下：

压缩机控制节点风门开度控制节点鼓风机控制节点CAN-HCAN-L车内温度传感器节点车外温度传感器节点阳光强度传感器节点发动机水温传感器节点蒸发器温度传感器节点图4-2空调控制系统CAN节点示意图CAN节点包括控制器、传感器、CAN收发节点，节点的控制器采样的是MPS430单片机，CAN节点用于向主控制器的发送传感器的采样结果。每个节点的

CAN网络节点地址分派如下：

表4-1节点地址分派

车外温度节点车内温度节点车外光照节点发动机水温节点蒸发器温度节点压缩机控制节点混合风门控制节点内外风门控制节点鼓风机控制节点909192939495969798由于本系统中主控制器和温度采集节点的控制器都没有带CAN总线接口，因此本设计采用CAN总线控制器SJA1000和一个CAN收发器PCA82C250组成CAN收发模块，总共需要9个这样的收发模块，分别用于主控制电路以及每一个信号采集节点。

4.2主控制器电路结构

4.2.1基于ARM9的S3C2440微处理器

ARM（AdvancedRISCMachines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，譬如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。

ARM将其技术授权给世界上大量著名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为大量全球性RISC标准的缔造者。

同时ARM也表示由ARM公司设计的RISC处理器，包括ARM7、ARM9、ARM10、ARM11、Crotex系列等等。其中ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列为四个通用处理器系列，每一个系列提供一套相对独特的性能来满足不同应

用领域的要求。

本设计中采用的基于ARM920T核心核的微处理器S3C2440。其结构图如下：

图4.3S3C2440A处理器结构

S3C2440A具有低功耗，简单，精致的特点，且全静态设计特别适合于对成本和功率敏感型的应用。它采用了新的总线架构如先进微控制总线构架（AMBA）。S3C2440A的突出特点是其处理器核心，是一个由AdvancedRISCMachines（ARM）公司设计的16/32位ARM920T的RISC处理器。ARM920T实现了MMU，AMBA总线和哈佛结构高速缓冲体系结构。这一结构具有独立的16KB指令高速缓存和16KB数据高速缓存。每个都是由具有8字长的行(line)组成。通过提供一套完整的通用系统外设S3C2440A减少整体系统成本和无需配置额外的组件。S3C2440A集成了以下片上功能：

（1）1.2V内核供电,1.8V/2.5V/3.3V储存器供电,3.3V外部I/O供电，具备16KB的指令缓存和16KB的数据缓存和MMU的微处理器。

（2）外部存储控制器（SDRAM控制和片选规律）。

（3）LCD控制器（最大支持4K色STN和256K色TFT）提供1通道LCD专用DMA。（4）4通道DMA并有外部请求引脚。

（5）3通道UART（IrDA1.0,64字节发送FIFO和64字节接收FIFO）。（6）2通道SPI。

（7）1通道IIC总线接口（支持多主机）。（8）1通道IIS总线音频编码器接口。（9）AC’97编解码器接口。

（10）兼容SD主接口协议1.0版和MMC卡协议2.11兼容版。（11）2通道USB主机/1通道USB设备（1.1版）。（12）4通道PWM定时器和1通道内部定时器/看门狗定时器。（13）8通道10位ADC和触摸屏接口。（14）具有日历功能的RTC。

（14）摄像头接口（最大支持4096×4096像素输入；2048×2048像素输入支持缩放）。

（15）130个通用I/O口和24通道外部中断源。（16）具有普通，慢速，空闲和掉电模式。（17）具有PLL片上时钟发生器。

下所示：

4.2.2电源电路

图4.4S3C2440A部分电路引脚图

图4.4三端稳压集成电路芯片7805

用比较常见的三端稳压集成电路芯片7805将24V