单片机原理与车联网技术

第1章 单片微型计算机应用基础1．1 计算机中的数制与码制11．1．1 数与数制11．1．2 二进制数的运算规则31．1．3 有符号数的表示方法及运算法则41．1．4 码与码制71．1．5 单片微型计算机常用术语81．2 单片机软件集成开发平台（Keil μVision 4）91．2．1 Keil μVision 4简介91．2．2 Keil μVision 4使用方法91．3 单片机硬件电路设计与仿真平台（Proteus 7）181．3．1 Proteus 简介181．3．2 Proteus 7使用方法191．3．3 Proteus 7与Keil Vision 4联合仿真功能29思考与练习30第2章 单片微型计算机的硬件结构2．1 微型计算机系统组成原理312．1．1 计算机的基本结构312．1．2 微型计算机的基本组成322．1．3 微型计算机的基本工作原理342．2 MCS-51单片机的基本结构342．2．1 MCS-51单片机的内部结构342．2．2 MCS-51单片机的外部引脚362．2．3 时钟与复位电路382．3 MCS-51单片机的存储器配置422．3．1 存储器概述422．3．2 片内数据存储器482．3．3 数据存储器的扩展532．3．4 程序存储器542．3．5 程序存储器扩展55思考与练习57 第3章 单片微型计算机指令系统与程序设计3．1 汇编语言程序设计方法583．1．1 指令及其表示法583．1．2 指令中的符号说明593．1．3 寻址方式603．1．4 MCS-51系列单片机汇编语言程序格式643．2 MCS-51单片机指令系统663．2．1 数据传送类指令663．2．2 算术运算类指令723．2．3 逻辑运算类指令793．2．4 控制转移类指令833．2．5 位操作类指令913．3 汇编语言程序设计举例933．3．1 顺序程序943．3．2 分支程序953．3．3 循环程序983．3．4 子程序1023．3．5 程序应用举例104思考与练习107第4章 单片微型计算机的功能部件4．1 MCS-51单片机的中断系统1094．1．1 中断的概念1094．1．2 中断系统的几个概念1094．1．3 MCS-51单片机中断系统的结构1104．1．4 中断源1104．1．5 中断控制1114．1．6 中断服务程序的应用举例1154．2 MCS-51单片机的定时/计数器1164．2．1 定时/计数器的基本功能1164．2．2 8051片内定时/计数器概述1164．2．3 定时器的控制1174．2．4 定时/计数器的4种工作模式及应用1184．2．5 应用举例120思考与练习124第5章 单片微型计算机控制系统设计与应用5．1 键盘/显示器接口设计1265．1．1 键盘接口1265．1．2 LED显示器1285．1．3 键盘显示电路应用实例1305．2 电动机的单片机控制电路设计1335．2．1 直流电动机的单片机控制系统1335．2．2 步进电动机的单片机控制系统135思考与练习138第6章 车载局域网络技术概述6．1 汽车总线系统的类型和协议标准1396．1．1 汽车网络发展概述1396．1．2 采用总线技术的优点1406．1．3 汽车网络类型及协议标准1406．2 总线系统信息传输及总体构成1426．2．1 总线系统信息传输1426．2．2 总线系统构成1436．2．3 总线系统网络拓扑1446．3 总线系统结构及传输原理1466．3．1 LIN内联局域网1466．3．2 MOST总线1496．3．3 蓝牙1516．3．4 FlexRay152思考与练习153第7章 UART串行通信系统7．1 串行通信基础1547．2 串行通信的分类1547．2．1 异步通信1557．2．2 同步通信1567．3 串行通信的制式1567．4 串行通信总线标准及其接口1577．4．1 RS-232C接口1577．4．2 RS-449、RS-422A、RS-423A标准接口1587．4．3 各种串行接口性能比较1597．5 MCS-51串行接口1607．5．1 MCS-51串行接口结构1607．5．2 MCS-51串行接口的工作方式1627．5．3 MCS-51串行接口的通信波特率1637．6 MCS-51单片机之间的通信1657．6．1 双机通信1657．6．2 多机通信1687．6．3 PC和单片机之间的通信169思考与练习171第8章 控制器局域网（CAN）8．1 CAN通信技术概述1728．2 CAN在汽车中的应用情况1728．3 CAN总线数据交换基本原理1748．3．1 CAN总线数据系统的分类1748．3．2 CAN数据总线组成结构1748．3．3 CAN总线数据传递过程1758．4 CAN协议规范1778．4．1 基本术语1778．4．2 报文传输1798．4．3 帧优先级的仲裁1848．4．4 位填充1858．4．5 报文滤波1868．4．6 报文校验1868．4．7 编码1868．4．8 错误处理1868．4．9 故障界定1878．4．10 位定时要求1888．5 典型CAN总线器件及其应用1908．5．1 CAN总线控制器SJA1000简介1908．5．2 SJA1000的特性1918．5．3 SJA1000的内部结构与引脚排列1918．5．4 SJA1000的控制寄存器1938．6 CAN控制器与MCS-51系列单片机的接口设计2208．6．1 总体方案设计2208．6．2 各模块电路的设计2218．6．3 接口电路总体电路原理图225思考与练习227第9章 典型车型局域网技术应用实例9．1 大众车系CAN总线网络2289．1．1 大众车系CAN总线网络类型2289．1．2 动力系统CAN总线2289．1．3 舒适/信息系统总线2309．1．4 诊断系统总线2329．2 丰田车系车载网络系统2349．2．1 CAN通信网络2369．2．2 车身多路通信系统237思考与练习242 第10章 基于单片机的汽车电子控制系统实例10．1 ECU控制点火系统24310．2 ECU控制燃油喷射系统24410．2．1 ECU控制燃油喷射系统的电控系统组成24410．2．2 发动机启动后喷油量的ECU控制原理24410．3 电控液力自动变速器ECU系统24510．3．1 电控液力自动变速器的组成24510．3．2 电控液力自动变速器的控制原理24510．3．3 ECU控制换挡时刻的原理24510．4 电控机械无级自动变速器ECU系统24710．4．1 电控机械无级自动变速器的组成24710．4．2 电控机械无级自动变速器的控制原理24710．5 电动座椅ECU系统24810．5．1 电动座椅系统的功用及组成24810．5．2 电动座椅ECU系统的控制原理24910．6 汽车自动空调ECU系统24910．6．1 汽车自动空调ECU系统的功用及组成24910．6．2 自动空调ECU工作原理24910．7 电动车窗ECU系统25010．7．1 电动车窗的组成及功能要求25010．7．2 电动车窗ECU系统的控制原理25110．8 安全气囊ECU系统25210．8．1 安全气囊系统的功用及组成25210．8．2 安全气囊ECU系统控制原理25210．9 制动防抱死（ABS）ECU系统25310．9．1 制动防抱死系统的功用及组成25310．9．2 ABS ECU的控制原理及过程25410．10 电子稳定性程序（ESP）ECU系统25410．10．1 ESP系统的功用及组成25410．10．2 ESP的ECU工作原理及过程25510．11 驱动力防滑ECU系统25510．11．1 防滑转控制系统的功用及组成25510．11．2 电子控制驱动防滑系统的基本原理257思考与练习258第11章 车联网应用基础和技术11．1 车联网与相关技术25911．2 车联网网络架构和通信协议栈26111．2．1 车联网协同通信架构的设计26211．2．2 车联网通信协议栈的设计26311．2．3 媒介独立切换功能模块26411．3 车联网的关键技术应用265思考与练习266附录A ASCII码字符表附录B MCS-51系列单片机指令表参考文献

本书内容分为两大部分。其中，第一部分（第1～5章）为单片微型计算机原理部分，主要介绍单片机软件集成开发平台与硬件电路设计与仿真平台的使用方法、MCS-51单片机的硬件结构、指令系统与程序设计方法、功能部件与典型应用系统，让读者对单片机系统有一个较为全面的认识，并结合工程实例利用仿真平台，培训初步的电路设计与程序调试能力；第二部分（第6～11章）为车联网技术部分，主要介绍车联网的发展历史，以及有关通信与网络技术的基础知识，重点介绍CAN总线系统数据链路层的工作原理、CAN控制器SJA1000的使用方法，通过实例介绍基于单片机的CAN网络设计方法，并介绍LIN、MOST、VAN等其他车联网络技术，最后介绍两种典型车型的车载网络。【作者简介】刘小斌，工学硕士，兰州工业学院，交通工程系副教授。主要从事机电控制、数控技术、汽车摩擦材料的教学及科研工作。主要作品：《汽车构造》（全一册），2011，电子工业出版社。