汽车单片机与车载网络-1概述

（1）燃油喷射控制
（2）点火控制
（3）怠速控制
（4）排气净化控制 （5）进气控制 （6）故障自诊断和带故障运行控制 授人以鱼不如授人以渔
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3．燃油喷射系统中的传感器
（1）空气流量计（MAF）
① 叶片式空气流量计 叶片式空气流量计基于力学原理对发动机进气量进行测量，其工 作原理如图8-2-3所示，电路原理图见图8-2-4。发动机工作时，ECU 给电位计电阻提供一个标准电源电压VB，使其电流保持恒定，此位置 产生的电压信号Us（或UB-Us）输送给ECU，以确定发动机进气量的大 小。


单片机在汽车电子控制系统中的应用 动力电子系统 燃油喷射,进气,空燃比,点火控制 底盘电子系统:传动,转向,制动,行驶系统 安全 汽车电子环境中的各种干扰源 最严重的干扰源来自点火系统的点火脉冲 发电机绕组磁场衰减 授人以鱼不如授人以渔
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问世；1955年晶体管收音机开始在汽车上投入使用；1960
年硅二极管整流式交流发电机取代了直流发电机；1963年 晶体管电压调节器和晶体管点火装置开始在汽车上安装使
用，逐步实现集成化；1970年变速器的电子控制装置在汽
车上投入使用。
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（一）汽车电子控制技术的发展概况
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2．汽车电脑控制系统的特点
（1）具有高的工作可靠性。 （2）具有良好的抗振性。 （3）能在温度大范围变化的情况下正常工作。 （4）具有抗强电磁干扰的能力。 （5）能在电压波动较大的情况下正常工作。
（6）具有较强的抗腐蚀、抗污染的能力。
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3．汽车电脑控制系统的应用
（1）汽车发动机电脑控制系统
本的比重约来越大，其具体应用见表1-1。
系统类别 动力控制系统 安全与底盘电子 系统 车身电子系统 信息与通信系统 电 子 装 置 电子点火系统、电子控制燃油喷射系统、废气再循环控制系统、电子控制强制怠 速系统、排放控制等 自动变速器、防滑差速器、动力转向、四轮转向、制动防抱死、驱动防滑、巡航 控制、悬架控制、自动安全带、安全气囊、雷达防撞、倒车报警器、防盗系统等 电动车窗、电动门锁、电动后视镜、电动天线、自动空调、座位调节系统等 电子声音复制、声控操作、音响、车内计算机、车载电话、交通控制信息系统、 电子仪表显示、局域网技术等
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发动机电脑控制系统主要包括电控汽油喷射系统、电控汽油点火 系统、发动机怠速控制系统、废气再循环控制系统、汽油机进气控制
系统、气缸变排量控制系统、可变压缩比系统，柴油机电控系统等。
① 电控汽油喷射系统 ② 电控汽油点火系统 ③ 怠速控制 ④ 排放控制 ⑤ 进气控制 授人以鱼不如授人以渔
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（一）汽车电子控制技术的发展概况
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2000年以后汽车电子控制系统进入智能化和网络化时代。汽车产品 大量采用人工智能技术，并利用网络技术进行信息的传递与交换，汽车技 术更加自动化、智能化。
随着汽车电子控制技术的飞速发展，汽车电子设备的成本占汽车总成
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（2）汽车底盘电控系统
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底盘电控系统包括防抱死制动系统（ABS）、电子防滑系统 （ASR）、悬挂系统控制、电子控制动力转向、四轮转向控制、巡航
控制系统等。
① 防抱死制动系统和电子防滑系统 ② 电控自动变速器 ③ 电控悬挂系统 ④ 电控动力转向系统 ⑤ 电控巡航系统
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1.1 汽车电子控制技术的发展历程
学习目标 单叶机技术的发展历程 2.了解单叶机的应用情况 3.了解单片机技术的发展趋 势
1.
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考核标准
教学建议
应知：MCU新产 重点介绍单片机的发 品的主要特 展趋势，使学生了 点 解单片机技术的现 状和未来
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（一）汽车电子控制技术的发展概况

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常见汽车车载网络的开发年份、采用厂家与发表年份：
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1.2 汽车电子控制系统的优越性

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随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上， 电子技术的应用越来越广泛。今天的汽车已经逐步进入了 计算机控制的时代。 电子技术在解决提高汽车性能、环保、能源、安全等 问题中占有不可替代的重要地位。 ２１世纪，汽车将应用电子计算机网络和信息技术， 在汽车与社会紧密相连方面具有较大进展，包括广泛应用 全球定位系统（ＧＰＳ）和广泛使用车载信息系统，以及 采用多路传输系统来集成汽车所有零部件的电子控制模块， 使整个汽车电子系统具有数据融合、故障诊断和一定的自 我修复功能。
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第1章 汽车电子控制系统发展概述
主讲：朱明
高级技师、经济师、工程师 高级技能专业教师 汽车维修工高级考评员 授人以鱼不如授人以渔
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第1章 汽车电子控制系统发展概述
1.1 汽车电子控制技术的发展历程 1.2 汽车电子控制系统的优越性 1.3 单片机的基础知识 1.4 控制理论基础
1.
考核标准
教学建议
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了解单片机的类别 应知:国内单片机产品的主 重点介绍 Motorola公司 要种类及其特点； 2.了解目前国内单片机市场上主 Motorola公司08系列单 08系列单片机 要厂家的单片机产品种类及其特 片机的种类及特性 的种类及特性 点 应会:基本上能根据同途选 3.了解Motorola的08系列特性 择合适的单叶机芯片
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（3） 汽车车身电控系统
汽车车身电控系统包括车用空调控制、车辆信息显示、风窗玻璃 的刮水器控制、灯光控 制、汽车门锁控制、汽车车窗控制、电动座 椅控制、安全气囊与安全带控制、防撞与防盗安 全系统等。 ① 汽车空调控制系统
② 信息显示系统
③ 汽车电子灯光控制系统 ④ 安全气囊控制系统

单片机的类别

美国Intel公司8051 Motorola公司 ATMEL公司 TI公司MSP430系列单片机 NEC公司生产的单片机自成体系 Fujitsu公司MB8900系列

Motorola微控制器概况


Motorola是世界上最大的 单片机生产厂商 特别适合于汽车运行的恶 劣环境。
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2．发动机电控系统的主要控制功能
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zhubob@21cn.com 发动机微机控制系统的控制功能，视发动机的生产年份、制造商、
发动机类型等有很大的差异。一般而言，生产年份较早的发动机，控
制功能相对较少，而近年生产的发动机，电控系统的控制功能已有很 大的扩展。主要控制功能如下：
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（一）汽车电子控制技术的发展概况
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20世纪中期，微电子技术发展迅猛，这给汽车工业的 发展带来了蓬勃的生机，可以说汽车电子控制技术的发展
是由电子技术的发展而带动起来的。
20世纪50年代到70年代末主要是发展独立性的零部件， 利用电子装置来改善部分机械部件的性能。1948年晶体管
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趋势

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价格更加低廉 使用更为方便 功耗更加低微 能一次性编程 工作电压更低 闪速存储器（Flash Memory）的使用 网络化 特殊单片机的出现
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单片机类别
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学习目标
20世纪70年代末到80年代中期主要是发展一些独立系统， 汽车电子控制技术开始形成，大规模集成电路得到广泛的应用。 1973年美国通用汽车公司采用IC点火装置并逐渐普及；1976年 美国克莱斯勒公司首先研制出由模拟计算机对发动机点火时刻 进行控制的电子点火系统；1977年美国通用公司开始采用数字 式点火时刻控制系统；1980年单点喷射式电子控制燃油喷射装 置应用在汽车上，之后电喷技术逐渐成熟，并开始大规模使用。 20世纪80年代中期到90年代末主要是开发各种车辆整体的 电子控制系统，以微处理器为核心的微机控制系统在汽车上开 始大规模地使用，其技术逐渐成熟完善，并向智能化发展，进 入了汽车电子化的时代。
汽车电脑作为控制系统的核心，在硬件结构上一般可分为三部 分：外部传感器、汽车电脑和执行机构，如图8-2-1所示。汽车电脑 一般被称为ECU（Electronic Control Unit）。ECU主要由输入接口、 微处理器和输出接口组成。
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（一）汽车电子控制技术的发展概况


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第二阶段（１９８１—１９９０年）：

汽车电子设备广泛采用集成电路ＩＣ和８位微处理器进行 控制，主要开发研究专用的独立控制系统。其主要产品有 电子燃油喷射系统、空燃比反馈控制系统、电子控制自动 变速系统、防抱死制动系统、安全气囊系统、座椅安全带 收紧系统、车辆防盗系统、巡航控制系统、车辆导航系统、 车身高度自动控制系统、故障自诊断系统等。 第三阶段（１９９１—２００５年）： 汽车电子设备广泛应用１６位或３２位字长的微处理器进 行控制，控制技术向智能化方向发展。其主要产品有发动 机燃油喷射与点火综合控制系统、牵引力控制系统、区域 网络通信系统、四轮转向控制系统、轮胎气压控制系统、 声音合成与识别系统、自动防追尾碰撞系统和自动驾驶系 统等。
单 片 机 在 汽 车 电 控 应 用
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发动机集中控制
悬架控制
巡航 控制
SRS 系统
自动空调 控制
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自动变速器 控制系统 ABS/ASR/VDC 控制系统 授人以鱼不如授人以渔
1．汽车电脑控制系统的组成
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（4）汽车信息传递 汽车信息传递系统通常包括多路信息传递、汽车导航和蜂窝
式移动电话Baidu Nhomakorabea部分。
① 多路信息传递系统 ② 汽车导航系统 ③ 移动通讯系统
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二、发动机电控系统
1．发动机电控系统的构成 其系统构成如图8-2-2所示。
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（一）汽车电子控制技术的发展概况


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第一阶段（１９５３—１９８０年）：
汽车电子设备主要采用分立电子元件组成电子控 制器，从而揭开了汽车电子时代的序幕，并由分 立电子元件产品向集成电路ＩＣ产品过渡。其主 要产品有二极管整流式交流发电机、电子式电压 调节器、电子式点火控制器、电子式闪光器、电 子式间歇刮水控制器、晶体管收音机、数字时钟 等。

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单片机在汽车电子控制系统中的应用
学习目标 考核标准
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教学建议
了解汽车电子技术应用现状 应知：汽车甲单片 重点以发动机管理系 了解汽车用单片机基本特点 机的基本行｀申 统为例介绍汽车同 了解汽车电子系统工作环境 单片机的基本特点 应会：分析脉冲 电压的来源

第一阶段（1971-1974） 8位单片机F8 第二阶段（1974-1978）低性能单片机阶段 第三阶段（1978-1981）高性能8位单片机阶段 第四阶段（1982年到现在）是单片机的发展、巩固、 提高阶段。
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1.1 汽车电子控制技术的发展历程
（一）汽车电子控制技术的发展概况 汽车电子控制技术是汽车技术与电子技术 结合的产物，并伴随着汽车油耗法规、排 放法规、安全法规要求的提高和电子技术 的进步而逐步发展到当今的水平。世界汽 车电子控制技术的发展过程大致可分为分 立电子元件控制、集成电路控制和微型计 算机控制３个阶段。