一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種冷卻系統(tǒng)，具體涉及一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)，提供一種以溫度測控為主的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對冷卻水溫、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣量的自動測量和自動控制的裝置，本實(shí)用新型包括單片機(jī)以及用于環(huán)境溫度采集和轉(zhuǎn)化的溫度傳感器；所述的單片機(jī)分別與溫度傳感器、時鐘電路、報(bào)警電路、復(fù)位電路、風(fēng)扇控制電路、按鍵控制電路以及通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與用于顯示溫度的數(shù)碼顯示電路相連，該汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)可縮短發(fā)動機(jī)預(yù)熱的時間，提高熱效率，增強(qiáng)了冷卻系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)不同工況下的適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)對冷卻水溫的精確控制，降低汽車的燃油消耗，達(dá)到提高發(fā)動機(jī)工作可靠性和使用壽命的目的。
【專利說明】一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種冷卻系統(tǒng)，具體涉及一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于汽車發(fā)動機(jī)傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的風(fēng)扇、水泵、節(jié)溫器工作的協(xié)調(diào)性較差，傳統(tǒng)控制 模式限制了發(fā)動機(jī)在不同工況下的適應(yīng)性，尤其是在惡劣的工況下過熱導(dǎo)致的發(fā)動機(jī)工況 異常。
[0003] 汽車行駛過程中會遇到許多復(fù)雜的情況，這就決定了冷卻系統(tǒng)要滿足在復(fù)雜環(huán)境 中穩(wěn)定工作的要求。要求：電路要有較高的抗震動能力，以適應(yīng)不同路況、車況的要求，提高 系統(tǒng)整體的可靠性和穩(wěn)定性；電路在不必要的情況下進(jìn)行有效的節(jié)能減排。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，提供一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能 系統(tǒng)。
[0005] 為解決上述問題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：包括單片機(jī)以及用于環(huán)境溫度 采集和轉(zhuǎn)化的溫度傳感器；
[0006] 所述的單片機(jī)分別與溫度傳感器、時鐘電路、報(bào)警電路、復(fù)位電路、風(fēng)扇控制電路、 按鍵控制電路以及通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與用于顯示溫度的數(shù)碼顯示電路相連。
[0007] 所述的溫度傳感器為DS18B20溫度傳感器。
[0008] 所述的單片機(jī)的型號為AT89S52。
[0009] 所述的AT89S52單片機(jī)的P3. 4管腳與溫度傳感器I/O腳相連。
[0010] 所述的AT89S52單片機(jī)的輸入輸出引腳XTAL1、XTAL2與時鐘電路相連，該時鐘電 路包括跨接在XTAL1、XTAL2之間的晶體振蕩器，該晶體振蕩器與相互并聯(lián)的微調(diào)電容C1、 C2 -端相連，C1、C2的另一端均接地。
[0011] 所述的AT89S52單片機(jī)的RST引腳與復(fù)位電路相連，該復(fù)位電路包括一端接地的 電阻R2,電阻R2的另一端分別與電容C3和開關(guān)K1的一端相連，且電容C3和開關(guān)K1并聯(lián)， 電容C3和開關(guān)K1的另一端均與電源VCC相連。
[0012] 所述的AT89S52單片機(jī)的P3. 5?P3. 7管腳分別與按鍵控制電路的開關(guān)K3、K4、 K5的一端相連，且K3、K4、K5的另一端均接地。
[0013] 所述的風(fēng)扇控制電路與AT89S52單片機(jī)的Ρ3. 0管腳相連，該風(fēng)扇控制電路包括發(fā) 光二極管，該發(fā)光二極管的負(fù)極與AT89S52單片機(jī)的Ρ3. 0管腳相連，正極通過電阻R7接電 源，還包括兩個反向串聯(lián)的二極管，該反向串聯(lián)的二極管一端接地，另一端分別通過電阻R8 以及電阻R19與電源和ΡΝΡ型三極管的基極相連，該ΡΝΡ型三極管的集電極接地，發(fā)射極通 過電動機(jī)以及與電動機(jī)并聯(lián)的二極管與電源相連。
[0014] 所述的報(bào)警電路包括與AT89S52單片機(jī)的Ρ14管腳相連的電阻R23,電阻R23的另 一端與ΡΝΡ型三極管的集電極相連，該ΡΝΡ型三極管的基極接地，發(fā)射極與報(bào)警器的一端相 連，該報(bào)警器的另一端與電源相連。
[0015] 所述的數(shù)碼管顯示電路通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與AT89S52單片機(jī)的P0. 0?P0. 7管腳 相連，該數(shù)碼管包括4位八段的共陽極LED，4個LED的正極分別與限流電阻R11?R18相 連，再接到AT89S52單片機(jī)的P0. 0?P0. 7引腳上，4個LED的負(fù)極各接一個PNP型三極管 的集電極，每個PNP型三極管的發(fā)射極均接電源，基極分別通過阻值為1K的電阻R3?R6 接再接到AT89S52單片機(jī)的P20?P23引腳上。。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：本實(shí)用新型采用數(shù)字式集成溫 度傳感器作為感測溫度的核心元件，將測得的溫度值輸出給單片機(jī)；單片機(jī)將測得的溫度 值與用戶設(shè)置高、低溫度值比較后調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，當(dāng)測得溫度值在高低溫度之間時打開風(fēng) 扇弱風(fēng)檔，當(dāng)溫度升高超過所設(shè)定的溫度時自動切換到大風(fēng)檔，當(dāng)溫度小于所設(shè)定的溫度 時自動關(guān)閉風(fēng)扇，控制狀態(tài)隨外界溫度而定，本實(shí)用新型采用單片機(jī)作為比較單元，將其與 風(fēng)扇控制電路、按鍵控制電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)碼管顯示電路結(jié)合，不但能將傳感器 感測到的溫度通過數(shù)碼顯示電路顯示出來，而且用戶能自由設(shè)置上下限動作溫度值，滿足 全方位的需求，并且判斷溫度具有極高的精準(zhǔn)度，能精確把握環(huán)境溫度的微小變化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)流程圖；
[0018] 圖2為本實(shí)用新型的DS18B20溫度傳感器圖；
[0019] 圖3為本實(shí)用新型的DS18B20溫度傳感器與單片機(jī)的連接圖；
[0020] 圖4為本實(shí)用新型的復(fù)位電路圖；
[0021] 圖5為本實(shí)用新型的時鐘電路圖；
[0022] 圖6為本實(shí)用新型的報(bào)警電路；
[0023] 圖7為本實(shí)用新型的按鍵控制電路；
[0024] 圖8為本實(shí)用新型的風(fēng)扇控制電路；
[0025] 圖9為T89S52單片機(jī)引腳說明圖；
[0026] 圖10為本實(shí)用新型的數(shù)碼管顯示電路；
[0027] 圖11為本實(shí)用新型的按鍵設(shè)置流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明：
[0029] 參見圖1?圖11，本實(shí)用新型包括AT89S52單片機(jī)，AT89S52單片機(jī)的P1. 0和PL 1 管腳分別接電源和地，AT89S52單片機(jī)的P3. 4管腳與DS18B20的I/O腳相連，作為數(shù)據(jù)的 讀入和寫出。在DS18B20的I/O 口的連接有阻值為4. 7K的上拉電阻R25,上拉電阻R25與 DS18B20的VCC均與電源相連，DS18B20的GND管腳接地；
[0030] 該AT89S52單片機(jī)的復(fù)位輸入引腳RST與復(fù)位電路相連，該復(fù)位電路包括一端接 地阻值為10K的電阻R2,電阻R2的另一端分別與10u的電容C3和開關(guān)K1的一端相連，且 電容C3和開關(guān)K1并聯(lián)，電容C3和開關(guān)K1的另一端均與電源VCC相連。AT89S52的復(fù)位輸 入引腳RST為單片機(jī)提供了初始化的手段，可以使程序從指定處開始執(zhí)行，在AT89S52的時 鐘電路工作后，只要RST引腳上出現(xiàn)超過兩個機(jī)器周期以上的高電平時，即可產(chǎn)生復(fù)位的 操作，只要RST保持高電平，則AT89S52循環(huán)復(fù)位，只有當(dāng)RET由高電平變成低電平以后，單 片機(jī)復(fù)位。
[0031] AT89S52單片機(jī)的輸入輸出引腳XTAL1、XTAL2與時鐘電路相連，該時鐘電路包括 跨接在XTAL1、XTAL2之間的晶體振蕩器，該晶體振蕩器與相互并聯(lián)的微調(diào)電容Cl、C2 -端 相連，Cl、C2的另一端均接地。時鐘電路是用來產(chǎn)生AT89S52單片機(jī)工作時所必須的時鐘 信號，AT89S52本身就是一個復(fù)雜的同步時序電路，為保證工作方式的實(shí)現(xiàn)，AT89S52在唯 一的時鐘信號的控制下嚴(yán)格的按時序執(zhí)行指令進(jìn)行工作，時鐘的頻率影響單片機(jī)的速度和 穩(wěn)定性。
[0032] 系統(tǒng)采用內(nèi)部時鐘方式來為系統(tǒng)提供時鐘信號。AT89S52內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振 蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為XTALUXTAL2,它們跨接在晶體振蕩 器和用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一個自激勵振蕩器。電路中的Cl、C2的選擇在30PF左右， 但電容太小會影響振蕩的頻率、穩(wěn)定性和快速性。晶振頻率為在1. 2MHZ?12MHZ之間，頻 率越高單片機(jī)的速度就越快，但對存儲器速度要求就高。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn) 定性好的ΝΡ0電容，采用的晶振頻率為12MHZ。
[0033] AT89S52單片機(jī)的P3. 5?P3. 7管腳分別與按鍵控制電路的開關(guān)K3、K4、K5的一 端相連，且K3、K4、K5的另一端均接地。其中第一個是功能鍵，按一次出現(xiàn)L20,可以進(jìn)行 對下限溫度進(jìn)行設(shè)置按一次出現(xiàn)Η30,可以進(jìn)行對上限溫度進(jìn)行設(shè)置，按第三次恢復(fù)溫度顯 示。第二個按鍵是增加鍵，可以對上下限溫度進(jìn)行增大調(diào)整。第三個按鍵是減小鍵，可以對 上下限溫度進(jìn)行減小調(diào)整。
[0034] AT89S52單片機(jī)的Ρ0. 0?Ρ0. 7管腳通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與數(shù)碼管顯示電路相連，該 數(shù)碼管顯示電路包括4位八段的共陽極LED，4個LED的正極分別與限流電阻R11?R18,再 接到AT89S52單片機(jī)的P0. 0?P0. 7引腳上。4個LED的負(fù)極各接一個PNP型三極管的集 電極，每個PNP型三極管的發(fā)射極均接電源，基極分別通過阻值為1K的電阻R3?R6接再 接到AT89S52單片機(jī)的P20?P23引腳上。
[0035] AT89S52單片機(jī)的P14管腳與報(bào)警電路相連，該報(bào)警電路包括與AT89S52單片機(jī)的 P14管腳通過阻值1K的電阻R23與PNP型三極管的集電極相連，該P(yáng)NP型三極管的基極接 地，發(fā)射極與報(bào)警器的一端相連，該報(bào)警器的另一端與電源相連。
[0036] AT89S52單片機(jī)的P30管腳與風(fēng)扇控制電路相連，該風(fēng)扇控制電路包括發(fā)光二極 管，該發(fā)光二極管的負(fù)極與AT89S52單片機(jī)的P30管腳相連，正極通過阻值為330的電阻R7 接電源，還包括兩個反向串聯(lián)的二極管，該反向串聯(lián)的二極管一端接地，另一端分別通過阻 值為10K的電阻R8以及阻值1K的電阻R19與電源和PNP型三極管的基極相連，該P(yáng)NP型 三極管的集電極接地，發(fā)射極通過電動機(jī)以及與電動機(jī)并聯(lián)的二極管與電源相連。該風(fēng)扇 控制電路采用光耦隔離，用PWM波進(jìn)行調(diào)速，可由用戶設(shè)置高、低溫度值，測得溫度值在高 低溫度之間時打開風(fēng)扇弱風(fēng)檔，當(dāng)溫度升高超過所設(shè)定的溫度時自動切換到大風(fēng)檔，當(dāng)溫 度小于所設(shè)定的溫度時自動關(guān)閉風(fēng)扇，控制狀態(tài)隨外界溫度而定。
[0037] 本系統(tǒng)采用的單片機(jī)為AT89S52。AT89S52單片機(jī)是一款低功耗、低電壓、高性能 CM0S8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB (可經(jīng)受1000次擦寫周期）的FLASH可編程可反復(fù)擦寫的只 讀程序存儲（EPROM)，器件采用CMOS工藝和ATMEL公司的高密度，非易失性存儲器（NURAM) 技術(shù)制造，其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MCS-51兼容，片內(nèi)的FLASH存儲器允許在系統(tǒng)內(nèi)可 改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲編程器來編程。因此，AT89S52是一種功能強(qiáng)，靈活性高 且價格合理的單片機(jī)，可方便的應(yīng)用在各個控制領(lǐng)域。
[0038] AT89S52具有以下主要性能：
[0039] 1. 8KB可改編程序FLASH存儲器；
[0040] 2·全表態(tài)工作：0?24HZ ;
[0041] 3· 256X8 字節(jié)內(nèi)部 RAM ;
[0042] 4. 32個外部雙向輸入，輸出（1、0) 口
[0043] 圖9為AT89S52單片機(jī)引腳說明
[0044] 1.VCC:電源電壓。
[0045] 2.GND:地。
[0046] 3. P0 口：P0 口是一組8位漏極開路型雙向I/O 口，也即地址/數(shù)據(jù)線復(fù)用口。作 為輸出口時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口寫" 1"可作為高阻抗 輸入端。在訪問外部數(shù)據(jù)儲存器或程序儲存器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù) 據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。FLASH編程時，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序 校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時，要求外接上拉電阻。
[0047] 4. P1 口：P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動 (吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫" 1"，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到 高電平，此時可作為輸入口。作為輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部 信號拉低時會輸出一個電流。FLASH編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。
[0048] 5. P2 口：P2是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動 (吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫" 1"，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到 高電平，此時可作為輸入口。作為輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部 信號拉低時會輸出一個電流。在訪問外部程序儲存器或16位地址的外部數(shù)據(jù)儲存器（例 如執(zhí)行M0VX0DPTR指令）時，P2 口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)儲存 器（例如執(zhí)行M0VX0RI指令）時，P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR)區(qū)中R2寄 存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。FLASH編程或校驗(yàn)時，P2亦接收高位地址和其他控 制信號。
[0049] 6. P3 口：P3是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P3的輸出緩沖級可驅(qū)動 (吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫" 1"，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到 高電平，此時可作為輸入口。作為輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部 信號拉低時會輸出一個電流。
[0050] 7. P3除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，具體功能說明 如表1。
[0051] 8. P3 口還接收一些用于FLASH閃速存儲器編程和程序校的控制信號。
[0052] 9. RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使 單片機(jī)復(fù)位。
[0053] 10. ALE/PR0G :當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE (地址鎖存允許）輸出 脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。
[0054] 表1P3 口的第二功能表
[0055]

【權(quán)利要求】
1. 一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：包括單片機(jī)以及用于環(huán)境溫度采集 和轉(zhuǎn)化的溫度傳感器； 所述的單片機(jī)分別與溫度傳感器、時鐘電路、報(bào)警電路、復(fù)位電路、風(fēng)扇控制電路、按鍵 控制電路以及通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與用于顯示溫度的數(shù)碼管顯示電路相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述的溫度 傳感器為DS18B20溫度傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述的單片 機(jī)的型號為AT89S52。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述的 AT89S52單片機(jī)的P3. 4管腳與溫度傳感器I/O腳相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述的 AT89S52單片機(jī)的輸入輸出引腳XTAL1、XTAL2與時鐘電路相連，該時鐘電路包括跨接在 XTAL1、XTAL2之間的晶體振蕩器，該晶體振蕩器與相互并聯(lián)的微調(diào)電容Cl、C2 -端相連， C1、C2的另一端均接地。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述的 AT89S52單片機(jī)的RST引腳與復(fù)位電路相連，該復(fù)位電路包括一端接地的電阻R2,電阻R2 的另一端分別與電容C3和開關(guān)K1的一端相連，且電容C3和開關(guān)K1并聯(lián)，電容C3和開關(guān) K1的另一端均與電源VCC相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述的 AT89S52單片機(jī)的P3. 5?P3. 7管腳分別與按鍵控制電路的開關(guān)K3、K4、K5的一端相連，且 Κ3、Κ4、Κ5的另一端均接地。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述的風(fēng)扇 控制電路與AT89S52單片機(jī)的Ρ3. 0管腳相連，該風(fēng)扇控制電路包括發(fā)光二極管，該發(fā)光二 極管的負(fù)極與AT89S52單片機(jī)的Ρ3. 0管腳相連，正極通過電阻R7接電源，還包括兩個反向 串聯(lián)的二極管，該反向串聯(lián)的二極管一端接地，另一端分別通過電阻R8以及電阻R19與電 源和ΡΝΡ型三極管的基極相連，該ΡΝΡ型三極管的集電極接地，發(fā)射極通過電動機(jī)以及與電 動機(jī)并聯(lián)的二極管與電源相連。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述的 報(bào)警電路包括與AT89S52單片機(jī)的Ρ14管腳相連的電阻R23,電阻R23的另一端與ΡΝΡ型三 極管的集電極相連，該ΡΝΡ型三極管的基極接地，發(fā)射極與報(bào)警器的一端相連，該報(bào)警器的 另一端與電源相連。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)多級節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述 的數(shù)碼管顯示電路通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與AT89S52單片機(jī)的Ρ0. 0?Ρ0. 7管腳相連，該數(shù)碼 管包括4位八段的共陽極LED，4個LED的正極分別與限流電阻R11?R18相連，再接到 AT89S52單片機(jī)的P0. 0?P0. 7引腳上，4個LED的負(fù)極各接一個PNP型三極管的集電極， 每個PNP型三極管的發(fā)射極均接電源，基極分別通過阻值為1K的電阻R3?R6接再接到 AT89S52單片機(jī)的P20?P23引腳上。
【文檔編號】F01P7/12GK203847233SQ201420271747
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】郭華, 龍艷 申請人:西安郵電大學(xué)