第1章汽车电子技术与单片机
单片机在汽车电子中的应用
单片机在汽车电子中的应用随着现代汽车电子技术的不断发展和进步，单片机作为一种重要的控制芯片，在汽车电子领域中得到了广泛的应用。
它的低功耗、高效率和强大的功能，使得单片机成为了汽车电子控制系统中不可或缺的一部分。
本文将从以下几个方面详细探讨单片机在汽车电子中的应用。
一、车身电子控制系统车身电子控制系统是现代汽车中非常重要的一个部分，它包括了车门锁、天窗、座椅调节、倒车雷达等各种功能。
而这些功能的实现离不开单片机的控制。
以车门锁为例，当用户操作车钥匙或者车内按钮时，单片机将接收到相应的信号，并通过控制电机来实现车门的锁定或解锁。
通过单片机对车身电子控制系统的精确调节和控制，不仅提高了用户的使用体验，还增强了汽车的安全性能。
二、发动机管理系统发动机管理系统是汽车电子控制系统中最为核心的一部分，也是单片机应用最为广泛的领域之一。
通过单片机控制点火系统、燃油喷射系统、排放处理系统等，可以实现对发动机的精确控制和管理。
例如，在点火系统中，单片机能够根据发动机转速和负荷状况实时调整点火时机，以实现燃烧效率的最大化。
同时，单片机还可以监测和调整燃油喷射量，保证燃油的最佳使用效果，减少尾气排放对环境的污染。
三、车辆安全系统随着交通事故频发和人们对行车安全的要求不断提高，车辆安全系统在汽车电子中的地位愈发重要。
单片机在车辆安全系统中起到了至关重要的作用。
例如，汽车防盗系统中的集中控制器，通过单片机的控制，可以实现对车门、车窗、发动机等关键部件的监测和管理，有效防止盗窃行为。
另外，借助单片机的高速计算和数据处理能力，安装在汽车上的行车记录仪可以实现对车辆行驶轨迹、车速以及行驶状态的准确记录，为事故调查提供有力的证据。
四、智能驾驶系统智能驾驶系统是近年来汽车电子领域的一个热门方向。
它通过单片机的快速计算和高效控制，使汽车能够实现自动控制、自动导航等功能。
例如，汽车自动驾驶系统中的感知模块，通过单片机对传感器数据的实时处理和分析，可以识别道路、车辆和障碍物等，并自动调整车辆的行驶轨迹和速度，提高行车的安全性和便利性。
第一章 单片机基础知识
第一章单片机入门知识概述1.1 单片机的发展历程单片机的应用在后PC时代得到了前所未有的发展，但对处理器的综合性能要求也越来越高。
综观单片机的发展，以应用需求为目标，市场越来越细化，充分突出以“单片”解决问题，而不像多年前以MCS51/96等处理器为中心，外扩各种接口构成各种应用系统。
单片机系统作为嵌入式系统的一部分，主要集中在中、低端应用领域（嵌入式高端应用主要由DSP、ARM、MIPS等高性能处理器构成），在这些应用中，目前也出现了一些新的需求，主要体现在以下几个方面：（1）以电池供电的应用越来越多，而且由于产品体积的限制，很多是用钮扣电池供电，要求系统功耗尽可能低，如手持式仪表、水表、玩具等。
（2）随着应用的复杂，对处理器的功能和性能要求不断提高。
既要外设丰富、功能灵活，又要有一定的运算能力，能做一些实时算法，而不仅仅做一些简单的控制。
（3）产品更新速度快，开发时间短，希望开发工具简单、廉价、功能完善。
特别是仿真工具要有延续性，能适应多种MCU，以免重复投资，增加开发费用。
（4）产品性能稳定，可靠性高，既能加密保护，又能方便升级。
1. 单片机技术的发展特点自单片机出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。
纵观20年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。
（1）单片机寿命长这里所说的长寿命，一方面指用单片机开发的产品可以稳定可靠地工作十年、二十年，另一方面是指与微处理器相比的长寿命。
随着半导体技术的飞速发展，MPU更新换代的速度越来越快，以386、486、586为代表的MPU，很短的时间内就被淘汰出局，而传统的单片机如68HC05、8051等年龄已有20岁以上，产量仍是上升的。
这一方面是由于其对相应应用领域的适应性，另一方面是由于以该类CPU为核心，集成以更多I/O功能模块的新单片机系列层出不穷。
单片机第一章第二章第三章
码的大小、执行效率，部分型号FLASH非常大，特别适用于使
用高级语言进行开发；
·作输出时与PIC的HI/LOW相同，可输出40mA（单一输
出），作输入时可设置为三态高阻抗输入或带上拉电阻输入，具
备10mA-20mA灌电流的能力；
·片内集成多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、
启动延时等功能，外围电路更加简单，系统更加稳定可靠；
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属于RISC结构的有Microchip公司的PIC系列、 Atmel的AT90S系列、 Zilog的Z86系列、韩国三星 公司的KS57C系列4位单片机、台湾义隆的EM-78系 列等。
一般来说，控制关系较简单的小家电，可以采用 RISC型单片机；控制关系较复杂的场合，如通讯产品、 工业控制系统应采用CISC单片机。
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三、 单片机的特点、分类、及应用
1. 单片机的特点
（1）性价比高 （2）控制功能强 （3）高集成度、高可靠性、体积小 （4）低电压、低功耗
2. 单片机的分类
（1）按单片机内部程序存储器分类 片内无ROM型 片内带掩膜ROM（QTP）型、片内EPROM型、
片内一次可编写型（OTP型）和片内带Flash型等。 整理课件
（4）按单片机字长分类 4位、8位、16位、32位整理、课件和64位机
3. 单片机均可用单片机实现
四、MCS-51和8051、8031、89C51等的关系
MCS-51是指INTEL公司生产的一系列单片机的总称。
此系列包括好多品种，如8031，8051，8751， 8032，8052，8752等等。
系统。
单片机片内的各功能部件 通过内部总线相互连接，
集成在单片机内的这 些部件如何连接和进
单片机在汽车电子中的应用
单片机在汽车电子中的应用随着科技的发展和汽车工业的进步，单片机在汽车电子中的应用越来越广泛。
单片机作为一种小型的计算设备，具有体积小、功耗低、可靠性高等特点，逐渐替代了传统的电子元件，成为汽车电子系统中的核心控制部件。
本文将探讨单片机在汽车电子中的重要作用和应用。
一、引言随着社会的进步和人们对生活品质的要求越来越高，汽车不再是简单的交通工具，而是成为人们生活中重要的一部分。
为了满足人们对安全、舒适和便利性的需求，汽车电子系统得到了快速的发展。
而单片机作为汽车电子系统中的关键组成部分，扮演着至关重要的角色。
二、单片机在发动机控制中的应用在汽车的发动机系统中，单片机可以实现对燃油喷射、点火系统、氧传感器等关键部件的控制。
通过对各个部件的精准控制，单片机可以提高燃油的利用率、减少尾气排放，从而提高汽车的燃油经济性和环保性能。
此外，单片机还可以通过对发动机的监测和诊断，提醒用户进行必要的维修和保养，延长发动机的使用寿命。
三、单片机在车身控制中的应用单片机在汽车的车身控制中也扮演着重要的角色。
通过对车载传感器的数据采集和处理，单片机可以实现对车辆的主动安全控制，如制动防抱死系统（ABS）、稳定性控制系统（ESC）等。
此外，单片机还可以实现对车窗、车门、天窗等部件的控制，提供更加智能化的操作体验。
四、单片机在车载娱乐系统中的应用随着人们对车内娱乐需求的增加，车载娱乐系统也成为了汽车电子中不可或缺的一部分。
通过单片机的控制，可以实现对音频、视频的解码和播放。
同时，单片机还可以与手机、互联网等进行连接，提供更加丰富多样的娱乐功能，如导航、在线音乐等。
五、单片机在舒适性系统中的应用为了提供更加舒适的驾驶体验，汽车电子中的舒适性系统发挥着重要作用。
单片机可以控制座椅加热、空调温度、车窗升降等功能，通过合理的控制和调节，使驾驶者可以获得更加舒适的驾驶环境。
六、单片机在安全系统中的应用在汽车的安全系统中，单片机可以实现对车辆的主动安全和被动安全控制。
单片机在汽车中的应用
单片机在汽车中的应用随着科技和人们生活水平的提高，汽车已经成为现代社会不可或缺的交通工具之一。
而单片机作为现代电子技术的重要组成部分，对汽车的安全性、舒适性、效率性、环保性等方面都有着深远的影响。
单片机在汽车中的应用需要紧密地结合汽车电子技术的特点，因此本文将从以下几个方面展开阐述：一、发动机控制系统发动机控制系统是汽车电子技术中最重要的一个环节。
在发动机控制系统中使用单片机，可以发挥其高速、高性能的优势，实现更高效、更准确的控制。
通过单片机实现的自动控制，可以有效降低发动机的油耗、排放和噪音等不良影响，提高发动机的性能稳定性和可靠性。
此外，单片机在诊断发动机问题时能够实时进行故障分析和故障诊断，对于提高车辆的安全性和降低维修成本也具有重要的作用。
二、车载信息娱乐系统车载信息娱乐系统是现代汽车电子技术的重要组成部分。
单片机在车载信息娱乐系统中扮演着连接多个子系统之间的重要角色。
例如，单片机可以通过多媒体控制系统控制音乐播放、视频播放等多种娱乐系统，还可以通过语音识别技术控制导航系统、车载电话等功能。
通过单片机的连接，车载信息娱乐系统能够方便地进行多媒体数据的传输和控制，提高了系统的性能和稳定性。
三、安全防护系统汽车安全防护系统是保障驾驶员和乘客安全的关键环节。
单片机在汽车安全防护系统中广泛应用，如气囊控制系统、车身稳定控制系统、防盗系统等。
单片机可以实现汽车安全防护系统的实时监测和控制，提高了系统的响应速度和稳定性。
在发生车辆事故时，单片机会通过传感器采集到的相关数据，判断出是否需要启动安全气囊等防护装置，能够在最短时间内对车内的乘员进行最有效的保护。
四、车身控制系统汽车的舒适性和驾驶体验与车身控制系统有关。
单片机在车身控制系统中用于驾驶辅助功能，如自动泊车、自动巡航、避免碰撞和制动辅助等功能。
单片机通过车载传感器采集到的数据，实时控制车辆的转向、制动或加速等操作，提高了驾驶的安全性、舒适性和便利性。
第1章单片机概述
第1章 单片机概述1.1 单片机的概念1.1.1 单片机的定义单片机的全称是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer，SCM），也称为微控制器（Micro-Controller Unit，MCU），它是将中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）、数据存储器RAM（Random Access Memory，随机读写存储器）、程序存储器ROM（Read Only Memory，只读存储器）以及I/O（Input/Output，输入/输出）接口集成在一块芯片上，构成的一个计算机系统，其组成框图如图1.1所示。
单片机可用下面的“表达式”来表示：单片机 = MPU+ROM+RAM+I/O+功能部件图1.1 单片机的组成框图1.1.2 单片机的诞生单片机诞生于20世纪70年代末，具有代表性的事件是1976年Intel公司推出了MCS-48单片机系列的第一款产品：8048。
这款单片机在一个芯片内集成了超过17000个晶体管，包含一个CPU，1KB的EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory，可擦可编程只读存储器），64字节的RAM，27个I/O端口和一个8位的定时器。
8048很快就成为了控制领域的工业标准，它们起初被广泛用来替代诸如洗衣机或交通灯等产品中的控制部分。
1980年，Intel公司在MCS-48的基础上推出了MCS-51系列的第一款单片机8051，这款单片机的功耗、大小和复杂程度都比8048提高了一个数量级。
8051集成了超过60000个晶体管，拥有4KB的ROM，128B的RAM，32个I/O端口，一个串行通信接口和两个16位的定时器。
经过三十多年的发展，MCS-51系列单片机已经形成了一个规模庞大、功能齐全、资源丰富的产品群。
单片机原理与应用技术·2·1.1.3 单片机的应用领域单片机在我们的日常生活和工作中无处不在、无处不有：家用电器中的微波炉、洗衣机、电饭煲、豆浆机、电子秤；住宅小区的监控系统、电梯智能化控制系统；汽车电子设备中的ABS、GPS、ESP、TPMS；医用设备中的呼吸机，各种分析仪，监护仪，病床呼叫系统；公交汽车、地铁站的IC卡读卡机、滚动显示车次和时间的LED点阵显示屏；电脑的外设，如键盘、鼠标、光驱、打印机、复印机、传真机、调制解调器；计算机网络的通信设备；智能化仪表中的万用表、示波器、逻辑分析仪；工厂流水线的智能化管理系统，成套设备中关键工作点的分布式监控系统；导弹的导航装置，飞机上的各种仪表等。
单片机在汽车电子领域的应用与发展趋势
单片机在汽车电子领域的应用与发展趋势随着科技的不断进步，汽车电子技术也在不断发展，而其中单片机的应用在汽车电子领域中起着至关重要的作用。
单片机的小型化、低功耗、高性能和可编程性等特点，使其成为汽车电子系统中的核心控制单元。
本文将探讨单片机在汽车电子领域的应用，并展望未来的发展趋势。
一、单片机在汽车电子领域的应用1. 发动机控制系统发动机是汽车的心脏，而单片机在发动机控制系统中扮演着重要的角色。
通过单片机对燃油喷射系统、点火系统以及传感器等进行精确的控制和监测，可以提高燃油效率、减少尾气排放，并实现发动机的智能化控制。
2. 车身电子系统车身电子系统主要包括车门控制、窗户控制、座椅控制和安全系统等。
单片机可以将各个电子部件进行集成控制，提供便利性和安全性。
例如，通过单片机可以实现车门的自动解锁和落锁、窗户的自动开关以及座椅的自动调节。
3. 信息娱乐系统信息娱乐系统是现代汽车中不可或缺的一部分，而单片机在其中发挥着重要的作用。
通过单片机的控制和管理，可以实现音频、视频、导航和蓝牙等功能的集成，提升驾驶乐趣和用户体验。
4. 驾驶辅助系统驾驶辅助系统可以提供驾驶员的辅助和安全保障。
例如，单片机可以通过摄像头和传感器对车辆的行驶状态进行监测和判断，实现自动驾驶、自动泊车、车道保持等功能，提高驾驶安全性。
二、单片机在汽车电子领域的发展趋势1. 智能化随着人工智能技术的不断进步，未来单片机在汽车电子领域将更加智能化。
通过搭载先进的算法和学习能力，单片机可以对驾驶员的行为和偏好进行深度学习，实现智能化的驾驶辅助和个性化的用户体验。
2. 网络化未来的汽车将成为一个移动的智能终端，而单片机作为其核心控制单元，将更加注重与外部设备和网络的连接。
单片机将与云计算、物联网和车联网等技术相结合，实现车辆与车辆之间、车辆与基础设施之间的智能互联。
3. 安全性汽车安全性一直是汽车电子领域的重点关注和研究方向。
未来的单片机将更加关注车辆的安全性，通过加密技术、防护措施和安全策略等手段，确保车辆电子系统的安全性，防止黑客攻击和信息泄露。
单片机原理及应用第1章 概述
第1章 概 述 第四阶段是以嵌入式Internet为标志的嵌入式系统，这是 一个正在迅速发展的阶段。
目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，但随 着Internet的发展和Internet技术与信息家电、工业控制 技术等结合日益密切，嵌入式设备与Internet的结合将 代表着嵌入式技术的真正未来。
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第1章 概 述
1.2 单片机的发展概况
1.2.1 数据总线位数的发展
1．4位单片机阶段
自1975年美国德克萨斯仪器公司首次推出4位单片机TMS1000后，各个计算机生产公司竞相推出4位单片机。例如美国国 家半导体公司(National Semiconductor)的COP402系列，日本电 气公司(NEC)的μPD75XX系列，美国洛克威尔公司(Rockwell)的 PPS/1系列，日本松下公司的MN1400系列，富士通公司的MB88 系列等。
的接口电路设计技术。
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第1章 概 述
单片机与嵌入式系统
• 嵌入式系统定义
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础， 并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、 成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它 一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作 系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现 对其他设备的控制、监视或管理等功能。
(4) 单片机的外部扩展能力强。在内部的各种功能部分不能满 足应用需求时，均可在外部进行扩展(如扩展ROM、RAM，I/O 接口，定时器/计数器，中断系统等)，与许多通用的微机接口芯 片兼容，给应用系统设计带来极大的方便和灵活性。
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第1章 概 述
1.3.2 单片机的优点及应用
(1) 体积小，成本低，运用灵活，易于产品化，它能方便地 组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。
第1章汽车单片机概述
第1章汽车单片机概述
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第一节 汽车电子技术的发展
第一节 汽车电子技术的发展
➢ 80年代中期到90年代末被认为是电子技术在汽车上应用的第三阶段，在 这一阶段中，以微处理器为核心的微机控制系统在汽车上大规模的应用 趋于成熟和可靠，并向智能化发展，汽车全面进入电子化时代。
➢ 2000年以后，汽车电子化被认为已进入第四阶段——智能化和网络化时 代，在这一阶段中，汽车产品将大量采用人工智能技术，并利用网络进 行信息的传递和交换。汽车电子技术的重点由解决汽车部件或总成问题 开始向广泛应用计算机网络与信息技术发展，使汽车更加自动化、智能 化，并向解决汽车与社会融为一体等问题转移。汽车电子设备成本占汽 车总成本的比重越来越大，汽车制造技术由机械制造逐步步入电子控制 技术时代。
汽车单片机
第1章汽车单片机概述
汽车电控系统中单片机的应用
第1章汽车单片机概述
第1章汽车单片机概述
概述
随着电子技术的发展和应用，基于改善安全、舒 适、节能和环保等性能的电控系统在汽车电子系统中 占有非常重要的地位，这些电控系统的核心是电子控 制单元，即人们常说的ECU，而ECU的核心是单片机 。电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对空气 流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判 断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲 信号以控制喷油量。电控单元由微型计算机、输入、 输出及控制电路等组成。
第1章汽车单片机概述
单片机在汽车电子系统中的角色与发展趋势
单片机在汽车电子系统中的角色与发展趋势随着科技的不断进步和汽车工业的发展，汽车电子系统扮演着越来越重要的角色。
其中，单片机作为一种控制芯片，广泛应用于汽车电子系统中。
本文将探讨单片机在汽车电子系统中的角色，并分析其发展趋势。
一、单片机在汽车电子系统中的角色1. 控制中枢单片机在汽车电子系统中扮演着控制中枢的角色。
它负责接收和处理来自各种传感器的信号，并根据这些信号控制汽车的各项功能和系统，例如发动机控制、制动系统、空调控制等。
单片机具备高速处理能力和强大的算法计算能力，能够实时响应并调整汽车的各项功能。
2. 数据采集与处理单片机通过与传感器的连接，完成对各种数据的采集和处理。
例如，通过连接温度传感器，单片机可以实时监测发动机温度，并根据温度变化调整冷却系统的工作状态。
通过与转速传感器的连接，单片机可以获取发动机的转速信息，并做出相应的调整。
通过对各种数据的采集和处理，单片机能够提高汽车电子系统的安全性和可靠性。
3. 节能与环保单片机在汽车电子系统中的另一个重要角色是节能与环保。
通过合理控制汽车的各项功能和系统，单片机可以帮助提高燃油利用率，减少尾气排放，并降低对环境的污染。
例如，单片机可以通过控制发动机工作状态和各个部件的工作状态，实现对燃油的有效利用，从而降低汽车的油耗和排放。
二、单片机在汽车电子系统中的发展趋势1. 网络化随着互联网的发展和智能化技术的应用，汽车电子系统正在向网络化方向发展。
单片机在此趋势下也将逐渐实现网络化。
通过与其他电子设备和传感器的连接，单片机可以实现数据的共享和交流，从而实现更加智能化和高效的汽车控制和管理。
2. 人机交互未来的汽车电子系统将更加注重人机交互功能的完善。
单片机不仅可以接收和处理来自传感器的信号，还可以与人进行交互，如通过触摸屏、语音识别等技术。
这样，驾驶员可以更方便地操作汽车，并获取所需的信息，提升驾驶体验和安全性。
3. 智能化随着人工智能技术的发展，单片机也将逐渐实现智能化。
1.1 单片机概述
第1章 单片机基础知识概述
随着单片机从早期的4位发展到8位、16位直至32位，单片 机的功能在不断增强，嵌入式应用能力也在不断提高。
然而，由于复杂系统的功能大都可以通过简单嵌入式系统 组合实现，而8位单片机以其价格低廉性能适中的特点， 已可满足简单嵌入式系统的要求。这表明，嵌入式应用领 域中大量需要的仍是8位单片机，在当前及以后的相当一 段时间内8位单片机仍将占据单片机应用的主导地位。
第1章 单片机基础知识概述
第二阶段：MCU（Micro Controller Unit）即微控制器阶段 ，其主要的技术发展方向是，不断推进在嵌入式系统中集 成各种外围电路与接口电路的能力，以满足智能化控制的 需求。在此阶段中，Philips公司以其在嵌入式应用方面的 强大实力，推出了基于MCS-51内核的微控制器系列产品 ，使单片机进入MCU阶段。
第1章 单片机基础知识概述
③ 低功耗。目前，市场上有一半以上的单片机产品已 CHMOS化，这类单片机具有功耗小的优点，许多单片机 已可以在2.2V电压下运行，有的能在1.2V或0.9V低电压 下工作，功耗为μW级。
④ 高性价比。随着单片机的应用越来越广泛，各单片 机厂家会进一步改进单片机的性能，从而增强产品的竞 争力。同时，价格也是各厂家竞争的一个重要方面。所 以，更高性价比的单片机会逐渐进入市场。
第1章 单片机基础知识概述
④ 汽车电子与航空航天电子系统。通常这些系统中的集中 显示系统、动力监测控制系统、自动驾驭系统、通信系统 及运行监视器（黑匣子）等，都是将单片机嵌入其中实现 系统功能。
第1章 单片机基础知识概述
⑤ 家用电器。单片机应用到消费类产品之中，能大大提高 它们的性价比，提高产品在市场上的竞争力。目前家用电 器几乎都是单片机控制的产品，例如，空调、冰箱、洗衣 机、微波炉、彩电、音响、家庭报警器及电子玩具等。
单片机控制技术在汽车电子系统中的应用
单片机控制技术在汽车电子系统中的应用随着汽车科技的不断进步和发展，汽车电子系统也变得越来越智能化，越来越高端化了。
而其中，单片机控制技术在汽车电子系统中的应用则得到了越来越广泛的使用和推广。
那么，到底单片机控制技术在汽车电子系统中是如何被应用的呢？下面，本文将针对此问题进行详细的探讨和分析。
一、单片机控制技术的概述单片机（MCU）是一种集成了中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备和计时器等功能的微处理器。
单片机具有体积小、功耗低、成本低等特点，因此在汽车电子系统中的应用也越来越多。
同时，单片机还可以通过程序控制来达到精细控制、反应灵敏、可靠性高等特点。
二、单片机在汽车电子系统中的应用1. 发动机控制系统发动机控制系统是汽车电子系统中单片机应用最为广泛的部分。
目前，汽车发动机控制系统需要通过传感器来检测发动机的转速、温度、压力等参数，通过单片机控制芯片对这些参数进行实时处理，并对汽车的点火时机、油量、排气等参数进行精准控制。
这样可以在最大程度上提高发动机的使用效率，同时也能保证发动机的寿命和安全性。
2. 自动变速器控制系统现代汽车的自动变速器控制系统中也大量采用了单片机控制技术，通过单片机控制芯片对发动机的转速、车速等参数进行实时监测，从而实现在驾驶员的不同驾驶习惯下自动变速器的智能控制和调整。
这不仅可以提高汽车的使用舒适性和安全性，也可以降低燃油消耗和排放量。
3. 刹车系统单片机控制技术还可以在汽车刹车系统中得到应用。
现代汽车普遍采用了防抱死刹车系统（ABS）来提高汽车的安全性。
而这就是通过单片机控制芯片对刹车系统的电子控制来实现的。
当车辆行驶在湿滑路面或发生急刹车时，单片机控制芯片可以快速感知并对刹车系统进行精细控制，从而避免车轮锁死而导致的高速碰撞事故。
三、总结综上所述，单片机控制技术在汽车电子系统中是应用极为广泛的。
从发动机控制系统到自动变速器控制系统、再到汽车刹车系统，单片机控制芯片都充分发挥了自己的优势，为汽车提供了更智能、更精细、更高效的控制和调整。
51单片机课件第一章
1.2.2单片机的发展趋势
（1）CPU功能增强
（2）内部资源增多 （3）引脚多功能化 （4）寻址范围增加 （5）超微型化
（6）低电压和低功耗
1.3 单片机应用
电讯方面
工业方面
汽车方面
民用方面 数据处理方面
仪表方面
1.4 MCS-51单片机
1.4.1 MCS-51系列单片机
MCS51是指由美国INTEL公司生产的一系列单片 机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如 8031，8051，8751，8032，8052，89C51等，其中 8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是 在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的， 所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机， 而8031是前些年在我国最流行的单片机，所以很多 场合会看到8031的名称。
1.2 单片机的发展历史及发展趋势 1.2.1 单片机的发展历史 单片机的发展经历了由4位机到8位机,再到16位 机的发展过程，目前8位单片机仍在广泛使用。 第一代：1974~76，起步阶段 特点：制造工艺落后，集成度低，采用双片形式 典型代表：美国仙童（Fairchild）公司F8系列 第二代：1976~78，低性能单片机阶段 特点：性能低，品种少，应用范围不广（比较简单 场合） 典型代表：Intel公司的MCS-48型，8位单片机 采用8位CPU、2个 I/O口、8位定时器/计数器、简单 中断，寻址小于4K，且无串行口。
单片机系统
CPU
输 入 设 备
输 入 接 口 设 备
运算器 控制器
存储器 硬件系统
输 出 接 口 设 备
输 出 设 备
软
+
件 系
统
单片机内部结构示意图
第一章 单片机概述
◆
实时工业控制
单片机还可以用于各种物理量的采集与控 制。电流、电压、温度、液位、流量等物理 参数的采集和控制均可以利用单片机方便地 实现。在这类系统中，利用单片机作为系统 控制器，可以根据被控对象的不同特征采用 不同的智能算法，实现期望的控制指标，从 而提高生产效率和产品质量。典型应用如机 床控制、电机转速控制、温度控制、自动生 产线等 。
单片机应用
汽车电子
◆机电一体化产品
机电一体化产品是集机械技术、微电子技 术、自动化技术和计算机技术于一体，具有 智能化特征的各种机电产品。单片机在机电 一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。 典型产品如机器人、数控机床、自动包装机 、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复 印机等。
单片机应用
1.4 单片机系统的开发过程
通常开发一个单片机系统可按以下几个步骤进行。
(1) 明确系统设计任务，完成单片机及其外围电路的选型工 作。 (2) 运用PROTEL、POWERPCB等软件设计系统原理图和PCB板， 经仔细检查PCB板后送工厂制作。 (3) 完成器件的安装焊接。 (4) 根据硬件设计和系统要求编写应用程序。 (5) 在线调试软硬件。
三种应用形态的比较 ：
系统机（多板机）
单板机
单片机
系统机（桌面应用）属于通用计算机，主要应 用于数据处理、办公自动化及辅助设计。 单片机（嵌入式应用）属于专用计算机，主要 应用于智能仪表、智能传感器、智能家电、智能 办公设备、汽车及军事电子设备等应用系统。
单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡的 嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独 特的优势。
单片机在工业上的应用
数控车床
◆分布式系统的前端模块
在较复杂的工业系统中，经常要采用 分布式测控系统完成大量的分布参数的采 集。在这类系统中，采用单片机作为分布 式系统的前端采集模块，系统具有运行可 靠，数据采集方便灵活，成本低廉等一系 列优点。
单片机在汽车电子系统中的发展
单片机在汽车电子系统中的发展单片机（Microcontroller）是一种集成电路芯片，内部包含了微处理器（Microprocessor）、内存、输入输出接口和其他外设，广泛应用于各个领域的电子系统中。
在汽车电子系统中，单片机扮演着重要的角色，并且随着汽车科技的不断发展，也不断得到了改进和应用。
本文将从单片机在汽车电子系统中的作用、发展历程以及未来的发展趋势等方面进行论述。
一、单片机在汽车电子系统中的作用单片机在汽车电子系统中具有以下几个重要的作用：1. 控制控制单元（ECU）：汽车中的许多系统（例如发动机控制、制动系统、安全气囊等）都需要由电子控制单元（ECU）进行管理和控制。
而单片机作为ECU的核心部件，能够完成计算、控制和通信等任务，使得汽车系统能够更加智能地工作。
2. 数据采集与处理：单片机可以通过传感器接收到车辆各个部件的数据，如车速、油量、温度等，并进行采集和处理。
这些数据可以用于实时监测车辆状态、故障诊断以及提供驾驶员的操作反馈等。
3. 车身电子系统控制：单片机可以用于控制车身电子系统，如车窗、中央锁、电动座椅等。
通过单片机的控制，可以实现车内设施的智能化操作和管理，提高乘坐舒适度。
4. 通信功能：单片机可以实现车与车之间、车与道路基础设施之间的通信。
例如，通过单片机的CAN总线控制，车辆可以与其他车辆进行信息交互，提高交通流量的效率和安全性。
二、单片机在汽车电子系统中的发展历程随着汽车电子技术的快速发展，单片机在汽车电子系统中经历了以下几个阶段的发展：1. 初期应用阶段：20世纪70年代至80年代初，单片机开始在汽车电子系统中得到应用，主要用于基本功能的控制，如点火系统、燃油喷射系统等。
2. 电子控制单元（ECU）的普及阶段：20世纪80年代中期至90年代中期，随着电子控制单元（ECU）的普及，单片机在汽车电子系统中的应用范围得到了扩展。
发动机控制、底盘控制、安全气囊等系统均采用了单片机进行控制，提高了汽车的性能和安全性。
单片机在汽车电子系统中的应用
单片机在汽车电子系统中的应用近年来，汽车电子技术的快速发展使得汽车从传统的机械时代进入了智能化的时代。
而单片机作为一种集成电路，其灵活的处理能力和稳定的性能在汽车电子系统中起着至关重要的作用。
本文将从汽车电子系统的发展背景、单片机的基本原理、以及单片机在汽车电子系统中的应用等方面进行论述。
一、汽车电子系统的发展背景随着汽车产业的发展，汽车的功能越来越多样化，从简单的交通工具逐渐演变为拥有复杂功能的智能化交通工具。
而这些功能的实现离不开先进的电子技术。
自上世纪70年代以来，汽车电子技术开始迅速发展，并取得了举世瞩目的成就。
汽车电子系统的出现，使得汽车更加安全可靠、舒适便捷、环保节能。
而单片机作为汽车电子系统的重要组成部分，在其中发挥着重要作用。
二、单片机的基本原理单片机是一种集成电路，具有微处理器、存储器、输入输出接口等硬件和运行在其中的专用软件系统。
单片机通过运行程序代码来实现特定功能。
它具有小巧、低功耗、成本低、可靠性高等优点，非常适合嵌入式系统和汽车电子系统的应用。
单片机的基本工作原理是通过外部输入的电信号和传感器的信号，经过处理后再通过输出接口驱动各种执行器，实现汽车电子系统的各种功能。
通过编程和控制逻辑的设计，单片机可以实现汽车的点火控制、发动机管理、空调控制、车载娱乐等功能。
三、1. 发动机管理系统：单片机可实时采集发动机的各种参数，通过算法和逻辑控制实现最优点火时间的调整，提高燃烧效率，从而降低燃料消耗和减少排放。
2. 制动系统：单片机可以通过传感器采集制动踏板的信号，根据数据判断制动力度，控制刹车系统的压力，实现刹车的灵敏度和稳定性。
3. 车载娱乐系统：单片机可以控制车载音响的播放、频道切换等功能，实现音频和视频的传输和解码。
4. 防盗系统：单片机可采集车内外的防盗信号，根据设定的逻辑条件来判断是否发出警报或控制车门的锁定。
5. 空调控制系统：单片机可以通过传感器采集车内外温度和湿度等数据，根据预设的控制逻辑调整空调的工作模式和风量，实现室内温度的舒适调节。
单片机原理与应用技术第一章微型计算机系统基本知识
指令系统是单片机软件系统的核心，它规定了单片机能够执行的指令集合。指 令系统包括算术指令、逻辑指令、控制指令等，每种指令都有特定的功能和操 作码。
汇编语言
汇编语言是一种低级语言，与硬件直接相关，易于理解和编写。在单片机编程 中，汇编语言通常用于编写底层驱动程序和优化性能要求高的程序。
单片机的高级语言与编程
智能热量表
单片机可以实现热量表的自动读数和远程抄表功能。
单片机在其他领域的应用
医疗设备
单片机可以用于医疗设备 的控制和监测，如监护仪、 呼吸机等。
交通工具
单片机可以用于车辆的控 制系统和安全监测系统， 如汽车电子、轨道交通等。
物流行业
单片机可以用于物流设备 的控制和监测，如智能仓 储、智能物流等。
02
单片机的基本知识
单片机的定义与特点
总结词：概述
详细描述：单片机是一种集成电路芯片，它集成了中央处理器、存储器、输入输 出接口等计算机主要部件的功能，具有体积小、功耗低、可靠性高、价格便宜等 特点。
单片机的分类与选型
总结词
分类与选型
详细描述
根据不同的分类标准，单片机可以分为多种类型。按位数可分为4位、8位、16位和32位单片机；按结构可分为 CISC和RISC单片机；按指令集可分为冯诺依曼和哈弗结构单片机。在选型时，需要根据实际需求和应用场景选 择合适的单片机，考虑其性能、功能、成本等因素。
单片机的存储器
程序存储器
用于存储程序代码，如ROM、 EPROM、Flash等。
数据存储器
用于存储程序执行过程中的数 据，如RAM。
特殊功能寄存器
用于控制单片机各部分的工作 状态和参数设置。
存储器组织
根据不同需求，单片机内部存储 器可以分为不同的区域，如程序 存储器、数据存储器、堆栈等。
单片机在汽车电子系统中的发展
单片机在汽车电子系统中的发展随着科技的不断进步和人们对汽车电子系统的需求增加，单片机在汽车电子系统中的应用越来越广泛。
本文将从单片机的概念、发展历程以及在汽车电子系统中的应用等方面进行探讨，旨在帮助读者更好地了解单片机在汽车电子领域中的作用和前景。
一、单片机的概念和发展历程单片机，全称为单片微控制器，是集成了微处理器核心、存储器、输入输出接口和定时器等功能于一体的单芯片微型电脑。
单片机具有体积小、功耗低、性能稳定等特点，可编程性强，且易于控制和应用。
单片机的发展可以追溯到20世纪70年代。
起初，单片机只能实现基本的控制功能，例如温度控制、速度调节等。
随着技术的不断进步，单片机的功能逐渐增强，性能不断提升，可应用的领域也越来越广泛。
在汽车电子系统中，单片机发挥着重要的作用，成为了现代汽车电子的核心。
二、单片机在汽车电子系统中的应用1. 发动机控制系统单片机在汽车发动机控制系统中的应用非常广泛。
通过读取各种传感器的数据，单片机可以实现对发动机的点火系统、燃油喷射系统等进行精确控制，从而提高发动机的效率和性能，并实现排放控制。
2. 车身电子系统现代汽车的车身电子系统包括车门控制、座椅调节、窗户控制、仪表盘显示等功能。
这些功能都需要单片机来实现精确的控制和监测，以提供良好的用户体验。
3. 娱乐系统随着人们对汽车娱乐系统的要求越来越高，单片机在汽车音频、视频等娱乐系统中也扮演着重要的角色。
通过单片机的控制，可以实现多媒体播放、导航系统、蓝牙连接等功能，提供更加丰富多样的娱乐体验。
4. 安全系统汽车的安全系统是保证行车安全的重要组成部分，单片机在其中起到至关重要的作用。
例如，制动系统、气囊系统、倒车雷达等都离不开单片机的控制和管理。
5. 智能驾驶随着智能驾驶技术的不断发展，单片机在汽车智能驾驶系统中的应用呈现出日益重要的趋势。
自动泊车、自适应巡航控制、车道保持辅助等功能都需要单片机来实现对车辆的精确控制和监测。
第一章 汽车单片机原理.ppt.Convertor
汽车单片机与车载网络技术刘鸿健主编化学工业出版社1第一章汽车单片机原理第一节自动控制概述第二节微型计算机基础第三节单片机的组成第四节单片机指令系统第五节单片机中断、定时器/计数器、串行通信第六节汽车单片机程序设计原理2学习要求熟悉自动控制系统的概念、组成和工作原理，掌握开环控制和闭环控制的特点，了解常用自动控制系统的分类和计算机控制系统的组成。
熟悉微型计算机和单片机的概念，了解MCS-51单片机的组成和引脚，熟悉指令系统，熟悉单片机的中断、定时器/计数器和串行通信。
掌握单片机程序设计基本方法，熟悉汽车单片机有关程序的设计原理。
3第一节自动控制概述4一、自动控制的基本概念1.自动控制的基本方法自动控制系统有两种最基本的形式，即开环控制和闭环控制。
复合控制是将开环控制和闭环控制适当结合的控制方式，可用来实现复杂且控制精度较高的控制任务。
（1）开环控制开环控制是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程。
即被控量（系统输出）不影响系统控制的控制方式称为开环控制。
所以，在开环控制中，不对被控量进行任何检测，在输出端和输入端之间不存在反馈联系。
开环控制系统一般由控制器、执行元件和控制对象组成，如图1-1所示。
下面以汽油发动机喷油自动控制为例说明。
5图1-1 开环控制系统方框图6（2）闭环控制若系统输出量通过反馈环节返回来作用于控制部分，形成闭合环路，则这样的控制称为闭环控制系统，又称为反馈控制。
闭环控制的方框图如图1-2所示。
闭环控制的特点是在控制器和被控对象之间，不仅存在着正向作用，而且还存在着反馈作用，即系统的输出信号对被控制量有直接影响。
在闭环控制中，被控量时刻被检测，并通过反馈通道送回到比较元件，与给定值进行比较。
闭环控制从原理上提供了实现高精度控制的可能性。
7图1-2 闭环控制系统方框图82.自动控制的分类由于控制技术的广泛应用以及控制理论自身的发展，使得控制系统具有各种各样的形式，从不同的角度出发，分类的方式也不相同。
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第一节 汽车电子技术的发展
二、汽车电子技术的发展史
从20世纪60年代中期开始，微电子技术的迅猛发展使其在 汽车上被广泛应用，给汽车工业的进一步发展带来了新的生 机。电子控制系统具有控制精度高、响应速度快，集成度高、 体积小、重量轻、应用更加灵活等特点用于汽车后，可使汽 车有关系统在各种工况下都处在最佳的工作状况，各项受控 指标均能获得较大的改善，使任何机械控制系统都难以达到 的。50年代到70年代末，主要用电子装置改善部分机械部 件的性能；70年代末到90年代中期，汽车电子控制技术开 始形成，大规模集成电路得到广泛应用，减小了汽车电子产 品的体积，特别是8位、16位单片机的广泛应用，提高了电 子装置的可靠性和稳定性。
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第一节 汽车电子技术的发展
三、汽车电子系统在整车中的地位
从世界范围看，汽车工业向电子化发展的趋势，在20世纪 90年代已十分明显，由于汽车工业是国民经济发展的支柱产
业，因而是国际经济竞争的重要领域，而电子技术在汽车上
的应用促进了汽车各项性能的发展，世界各大汽车公司纷纷 投入巨资开发自己的汽车电子产品以赢得更大的市场空间， 因此，汽车电子化将是夺取汽车市场的重要手段。
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第二节 单片机在汽车中的应用和总 线系统
二、当代汽车各系统使用单片机的状况
随着时代的发展，特别是计算机总线技术的日益成熟。在车 上使用的芯片也越来越多，比如ABS、EBD、ASR、悬挂、
电子防盗和卫星导航等系统上的应用，而在这些系统中有的
使用的芯片功能较为简单，甚至一片8位的芯片就完全能满 足使用要求。因而有许多汽车上开始采用基于总线的多芯片 系统，大家通过布置在车上的总线系统，共享信息，使汽车 能非常自如地工作。
保存。通常把外存储器、输入设备和输出设备合在一起称之 为计算机的外部设备。以上这些组成计算机实际的部分称之 为计算机的硬件，也叫计算机硬件系统。单片机尽管简单、 组成单片机系统的也是上述这五个基本组成部分。
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第三节 单片机的基本知识
硬件系统作为实体，为计算机工作提供了基础和条件，但要 想使计算机有效地工作，还必须有软件的配合，概括的说， 计算机的软件系统包括系统软件和应用软件两个部分。但单 片机由于硬件支持和需要所限，其软件系统比较简单。传统
三、Intel公司MCS-51系列产品概述
8051单片机是美国Intel公司在1980年推出的MCS-51 系列单片机的第一个成员。凡Intel公司生产的以8051为核 心单元的其他派生单片机都可成为MCS-51系列，有时简称 为51系列。其他公司生产的以8051为核心单元的其他派生 单片机不能称为MCS-51系列，只能称为8051系列。 MCS-51系列单片机包括三个基本型80C31、8051、 8751，以及对应的低功耗型号80C31、8051、8751， 因而MCS-51特指Intel的这几种型号。
着难以替代的作用，并且成为产品附加值的重要来源。
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第二节 单片机在汽车中的应用和总 线系统
从单片机性能的衍变和发展看，可以将单片机的发展历史划 分为三个阶段：第一阶段是20世纪70年代，单片机产生， 低性能微处理器开始在工业生产中得到应用。第二阶段从20 世纪80年代到20世纪末，微处理器的性能已经有了很大的
提高，以Motorola公司和Zilong公司为代表，虽然其单片
机问世较迟，但是产品性能较高，单片机内有串行I/O口， 多集中断处理能力，片内RAM和ROM容量较大，有些还带 有A/D转换接口。第三阶段是20世纪末直到现在，这一阶 段是8位单片机巩固发展，16为单片机、32为单片机推出阶 段。
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第二节 单片机在汽车中的应用和总 线系统
单片机在汽车中的引入，最早应用于汽车发动机的控制。首 推1976年通用汽车公司研发的利用单片机对发动机的点火 时间进行控制（MASIR）。它能更好的根据发动机运转工 况，对点火调速器提前角与负压提前角作出精确的点火时间 控制。汽车电子控制电脑也从模拟时代进入到了数字时代。
在一个完善的汽车电子控制系统中，许多动态信息必须与车 速同步。为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公 共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置 等。
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第三节 单片机的基本知识
一、概述
单片机是微型机计算机的一个很重要的分支。自20世纪70 年代问世以来，以极其高的性能价格比受到人们的重视和关 注，应用广泛，发展迅速。单片机体积小，质量轻，抗干扰 能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好， 开发较为容易。通过学习有关单片机的知识后，能依靠自己 的力量来开发所希望的单片机系统，并可获得较高的经济效 益。在我国，单片机已广泛地应用在智能仪器仪表、机电设 备过程控制、自动检测、家用电器和数据处理等各个方面。
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第二节 单片机在汽车中的应用和总 线系统
一、单片机的发展史及其在汽车中的引入
单片机从20世纪70年代出现至今已经有30多年的历史，从 最初的简单功能单片机发展到现在32位、64位的高性能微
处理器，它的身影几乎已经融入人们生产生活的各个领域，
从工业设备的自动化，到人们日常使用的各种通讯产品，再 到武器军工行业，卫星和载人等方方面面，单片机都在发挥
第一章 汽车电子技术与单片机
第一节 汽车电子技术的发展 第二节 单片机在汽车中的应用和总线系统
第三节 单片机的基本知识
第四节 数制与码制
第一节 汽车电子技术的发展
一、当今汽车技术发展的几个重要方向
科学技术的不断进步体现在各个方面，在计算机和微电子、 生物工程、材料科学、工艺制作技术等很多领域都出现了一 大批具有换时代意义的成，在制造业中，汽车技术的发展具 有很强的代表性，成为许多新技术的载体。电控发动机、自 动变速器、防抱死系统（ABS）、安全气囊、智能导航等大 量推陈出新的技术使得汽车在动力性、经济性、排放水平、 加成舒适性和安全性方面已经达到了令人相当满意的程度。 新技术同时也为行业的发展带来了升级，为行业的进步指明 了方向。
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第二节 单片机在汽车中的应用和总 线系统
三、汽车总线系统的产生及其在整车中的 应用
电控系统的增加虽然提高了汽车的动力性、经济性和舒适性， 但随之增加的复杂电路也降低了汽车的可靠性，增加了维修 的难度。为此，早在20世纪70年代就已提出实现汽车电控 单元之间的通讯问题。随着集成电路的迅速发展，使得以串 行总线将车用电器组成网络，无论是在可靠性和经济性上， 都成为了可能。CAN（Controller Area Network）总 线即控制器局域网络，是德国BOSCH公司在20世纪80年 代初研制成功的，最初主要是为汽车监测、控制系统而设计 的。现在，由于CAN总线的优良特性，除了在汽车电子控制 系统中应用外，在其他一些实时控制系统中也得到了广泛应 用。
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第二节 单片机在汽车中的应用和总 线系统
目前，汽车新技术的发展应用于汽车线束数量及线束急剧增 加的矛盾相当突出。为解决这些问题，数据总线已被广泛地 应用到汽车电控系统。现代汽车典型的控制单元有电控燃油 喷射系统、电控传动系统、防抱死制动系统（ABS）、防滑
控制系统（ASR）、废气再循电子技术的发展
作为汽车“心脏”的发动机，在汽车技术进步的过程中始终 走在前列。汽油机电控喷射技术结合三元催化器、柴油机燃 油喷射系统、可变截面涡轮增压器（VGT）、可变气门正时 和升程技术（VTEC）、混合动力技术（HPS）等许多机、 电、液紧密结合的技术使发动机的性能指标日益提高。 汽车采用自动变速器，在驾驶时可以不踩离合器，实现自动 换挡，而且发动机不会熄火，从而可以有效的提高驾驶方便 性。20世纪80年代以来，随着电子技术的发展，变速器自 动控制更加完善，在各种使用工况下均能实现发动机与传统 系的最佳匹配。
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第三节 单片机的基本知识
运算器和控制器是计算机的核心部分，常把他们合在一起统 称为中央处理器，简称CPU。存储器是计算机的记忆部件， 用于存放程序和数据，存储器又分为内存储器和外存储器。 输入设备用于将程序和数据输入到计算机中。输出设备用于
把计算机数据计算或加工的结果，以用户需要的形式显示或
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第一节 汽车电子技术的发展
现代汽车电子控制技术的应用不仅提高了汽车的动力性、经 济性和安全性，改善了行驶的稳定性和舒适性，推动了汽车 工业的发展，还为电子产品开拓了广阔的市场，从而推动了 电子工业的发展。因此，发展汽车电子控制新技术，加快汽 车电子化速速，是振兴和发展汽车工业的重要手段。
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第三节 单片机的基本知识
二、单片机的软件和硬件系统
单片微型计算机就是把组成微型计算机的各部件，如中央处 理器、存储器、输入/输出接口电路、定时器/计数器等，制 作在一块集成电路芯片中，构成一个完整的微型计算机。 下面把组成计算机的五个基本组成部分做简单说明，如图13所示。运算器是计算机的运算部件，用于实现算术和逻辑 运算，计算机的数据运算和处理都在这里进行。控制器是计 算机的指挥控制部件，使计算机各部分能自动协调地工作。
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第一节 汽车电子技术的发展
不少现代车型已装有自诊断装置。 有些高级的汽车内还装备了汽车导航系统，它通过汽车内的 显示装置显示地图、汽车位置、运动轨迹、目的方向和距离 等，从而为引导汽车提供大量信息。该系统还能将以汽车行 驶方向为主的交通信息等反映到显示屏的移动地图上，为车 辆行驶指示最佳路线。汽车导航系统可分为卫星导航系统和 地面无线电固定导航系统两类。