車用單片機(jī)原理 課件 第一章 汽車電子技術(shù)與車用單片機(jī)概述

車用單片機(jī)原理（含實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)）12汽車電子技術(shù)的發(fā)展單片機(jī)概述單擊此處添加標(biāo)題單擊此處添加標(biāo)題01汽車電子技術(shù)的發(fā)展一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展史隨著電子、電氣以及網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)與電子信息技術(shù)在不斷融合，汽車產(chǎn)品的電子化、電氣化和智能化水平也在逐步提高。目前汽車中的電子裝置設(shè)備，無論是數(shù)量還是成本都在不斷攀升，特別是隨著新能源汽車的突飛猛進(jìn)，汽車除底盤和車身外，大部分機(jī)械結(jié)構(gòu)，已被電子電氣化設(shè)備替代，汽車電子化的程度已成為衡量汽車技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展史

汽車電子技術(shù)的發(fā)展歷程，大體可以分為以下三個(gè)階段：第一階段，從20世紀(jì)中期到70年代中期，是汽車電子控制技術(shù)初步發(fā)展階段。第二階段，從20世紀(jì)70年代中期到90年代中期，隨著電子集成電路的快速發(fā)展，微型控制器開始在汽車上大規(guī)模應(yīng)用，是汽車電子控制技術(shù)迅猛發(fā)展的階段。第三階段，從20世紀(jì)90年代中期開始到現(xiàn)在，是汽車電子控制技術(shù)向智能化發(fā)展的階段。二、汽車電子系統(tǒng)在整車中的作用汽車電子產(chǎn)業(yè)是汽車工業(yè)與電子信息產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，目前正處于高速發(fā)展階段。汽車電子產(chǎn)品在整車制造中，所占的比例越來越高，汽車電子信息技術(shù)不僅推動(dòng)了汽車工業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也極大地促進(jìn)了電子信息、計(jì)算機(jī)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。現(xiàn)代汽車電子技術(shù)在改善汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、行駛穩(wěn)定性和乘坐舒適性等方面發(fā)揮著不可替代的作用?？傮w來說，汽車電子技術(shù)在汽車中的應(yīng)用，大體可分為以下五個(gè)方面：（一）動(dòng)力傳動(dòng)電子控制系統(tǒng)（二）底盤電子控制系統(tǒng)（三）車身電子控制系統(tǒng)（四）車載智能信息系統(tǒng)（五）車載故障自診斷系統(tǒng)三、汽車電子行業(yè)發(fā)展趨勢目前汽車電子信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)迎來黃金發(fā)展期。汽車電動(dòng)化、智能化趨勢加速，電子化程度持續(xù)提升，汽車電子信息有望接力智能手機(jī)成為電子行業(yè)發(fā)展的新動(dòng)力。二、汽車電子技術(shù)的發(fā)展史

隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車電子在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用日益深入，汽車電子占汽車總成本的比重日益加大，尤其中高端汽車與新能源汽車中汽車電子附加值更高。目前，國內(nèi)緊湊型乘用車中汽車電子占成本的比重約為15%，中高端乘用車中汽車電子占成本的比重約為28%，而新能源汽車電子占成本的比重高達(dá)47%-65%，預(yù)計(jì)未來高端配置逐步向低端車滲透將是趨勢，將帶來汽車電子在乘用車成本中的比重持續(xù)提升，汽車行業(yè)仍處于“電子化”趨勢中。02單片機(jī)概述一、什么是單片機(jī)一片半導(dǎo)體硅片集成：中央處理單元（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、并行I/O、串行I/O、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、系統(tǒng)時(shí)鐘電路及系統(tǒng)總線的微型計(jì)算機(jī)。具有微型計(jì)算機(jī)屬性，因而被稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡稱單片機(jī)。一、什么是單片機(jī)單片機(jī)的發(fā)展大致分為4個(gè)階段。

第一階段（1974年～1976年）：單片機(jī)初級階段。因工藝限制，雙片形式且功能較簡單。1974年12月，仙童公司推出了8位的F8單片機(jī)，實(shí)際只包括了8位CPU、64BRAM和2個(gè)并行口。

第二階段（1976年～1978年）：低性能單片機(jī)階段。1976年Intel的MCS-48單片機(jī)（8位）極大地促進(jìn)了單片機(jī)變革和發(fā)展，1977年GI公司推出PIC1650，但這個(gè)階段仍處于低性能階段。二、單片機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展

第三階段（1978年～1983年）：高性能單片機(jī)階段。1978年，Zilog公司推出Z8單片機(jī)，1980年，Intel公司在MCS-48系列基礎(chǔ)上推出MCS-51系列，Mortorola推出6801單片機(jī)。使單片機(jī)性能及應(yīng)用躍上新臺階。此后，各公司8位單片機(jī)迅速發(fā)展。推出的單片機(jī)普遍帶有串行I/O口、多級中斷系統(tǒng)、16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，片內(nèi)ROM、RAM容量加大，且尋址范圍可達(dá)64KB，有的片內(nèi)還帶有A/D轉(zhuǎn)換器。由于這類單片機(jī)性/價(jià)比高，得到廣泛應(yīng)用，是目前應(yīng)用數(shù)量最多的單片機(jī)。二、單片機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展第四階段（1983年～現(xiàn)在）：8位單片機(jī)鞏固發(fā)展及16位單片機(jī)、32位單片機(jī)推出階段。

16位典型產(chǎn)品Intel公司的MCS-96系列單片機(jī)。而32位單片機(jī)除具有更高集成度外，其數(shù)據(jù)處理速度比16位單片機(jī)提高許多，性能比8位、16位單片機(jī)更加優(yōu)越。

20世紀(jì)90年代單片機(jī)大發(fā)展時(shí)期，Mortorola、Intel、ATMEL、德州儀器（TI）、三菱、日立、飛利浦、LG等公司開發(fā)一大批性能優(yōu)越的單片機(jī)，極大推動(dòng)單片機(jī)應(yīng)用。近年，不少新型高集成度的單片機(jī)涌現(xiàn)。目前，除8位單片機(jī)得到廣泛應(yīng)用外，16位單片機(jī)、32位單片機(jī)也得到廣大用戶青睞。三、常見單片機(jī)的類型和特點(diǎn)

按用途可分為通用型和專用型兩大類。通用型：內(nèi)部可開發(fā)資源（如存儲器、I/O等各種外圍功能部件等）可全部提供給用戶。專用型專門針對某些產(chǎn)品的特定用途而制作的。根據(jù)需要，設(shè)計(jì)一個(gè)以通用單片機(jī)芯片為核心，再配以外圍接口電路及外圍設(shè)備，并編寫相應(yīng)軟件來滿足各種不同需要的測控系統(tǒng)。通常所說和本書介紹的是指通用型單片機(jī)。三、常見單片機(jī)的類型和特點(diǎn)例如，各種家用電器中的控制器等。由于特定用途，單片機(jī)芯片制造商常與產(chǎn)品廠家合作，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)“專用”的單片機(jī)。在設(shè)計(jì)中，已對“專用”單片機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)最簡化、可靠性和成本的最佳化等做了全面綜合考慮，所以“專用”單片機(jī)具有十分明顯的綜合優(yōu)勢。無論“專用”單片機(jī)在用途上有多么“?！保浠窘Y(jié)構(gòu)和工作原理都是以通用單片機(jī)為基礎(chǔ)。三、常見單片機(jī)的類型和特點(diǎn)單片機(jī)特點(diǎn)體積小、重量輕。電源單一、功耗低。功能強(qiáng)、價(jià)格低。運(yùn)行速度快、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高?？梢郧度氲诫娮赢a(chǎn)品中----嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。四、單片機(jī)的發(fā)展趨勢低功耗化：CMOS化，功耗小，配置有等待狀態(tài)、睡眠狀態(tài)、關(guān)閉狀態(tài)等工作方式。消耗電流僅在μA或nA量級，適于電池供電的便攜式、手持式的儀器儀表及其它消費(fèi)類電子產(chǎn)品。外圍電路內(nèi)裝化：隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，單片機(jī)除了可以將中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、只讀程序存儲器（ROM）、并行和串行通信接口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路等集成到一塊芯片之外，還可以將傳感器、輸入接口處理電路，顯示器件等都集成到單片機(jī)內(nèi)部，一塊單