汽车电工电子-单片机

单片机的做用及在汽车中的应用

任务目标；

1.单片机中晶振的做用以及稳压电路的特点、和在汽车电路中的应用。

学习目标；

1.了解单片机中晶振的做用以及稳压电路的特点、和在汽车电路中的应用。

1、单片机的概述

单片机是将中央处理器CPU (Central Processing Unit)、存储器(Memory)、定时器/计数器、输入/输出(I/0)接口电路等主要计算机部件集成电路芯片上的微型计算机，基本结构如图1所示。虽然单片机只是一块芯片，但其已经具有微型计算机的组成与功能，故称之为单片微型计算机，简称单片机或微机。目前，汽车电控系统采用的单片机均为数字式单片机。

图1单片机结构图

2、单片机的组成

1）中央处理器(CPU)

中央处理器(CPU)是具有译码指令和数据处理能力的电了部件，是汽车电了控制单元的核心，基本结构如图2所示，由运算器(Calculator)、寄存器(Register)和控制器

(Controller)组成。

图2CPU结构图

运算器是计算机的运输部件，用于实现数学运算和逻辑运算。汽车上各种电控系统(燃油喷射系统EFI、防抱死制动系统ABS、安全气囊系统SRS、白动变速器ECT控制系统)ECU内部的数据运算与逻辑判断都在这里进行。

寄存器是计算机的指挥控制部件，其功用是按照监控程序和应用程序使计算机各部分动协助调工做。

2)存储器(Memory)

(1)只读存储器ROM，在工做时只能读出，一般不能写入，即使断电存储器内的信息也不会消失或丢失，因此ROM是用来储存固定的程序和数据。

(2)可编程序存储器PROM，在出厂的时候，存储器的内容全为0或全为1，它可以白行编程PROM，只能写一次而不能更改。EPROM可以反复编程，若用紫外光照射以后，旧的内容可以擦除，称为光擦除EPROM,擦除次数最多100次。

(3) EEPROM它不用紫外光擦除信息，而改用电擦除与EPROM相比较，不须要柴紫外光，使用方便，也不用开口擦写，封闭简单，而擦写次数可以高达104次一106次，现在多数都是使用的EEPROM存储器(为了方便，下通称“码片”)。

(4）随机存储器RAM，它能随时写入或读出信息，但RAM存储器的信息在掉电后信息会丢失，因此又称为易失性存储器。不同的存储器，容量是不一样的。比如24C01，它的容量是1K, 1K等于1024B(位线和字线的乘积)也等于1024比特，在汽车上的存储器一个字节为8比特(FF)、(FF)。

（5)常见的存储器芯片的型号

93c46, 93C56, 93CS56可以代换(S220)、93C46(5130), 93C66(1358), 93C86

68343可用它读取(25010)、24C01不能代换24CO1A、24C02, 24C04, 24C08、24C16, X5043,

X5054, 25160、95160、27C64, 27C128, 27D256, 27C51, 27C1024等等。

4)输入输出(I/O)接口

(I/0)(工，Input/Output)接口是CPU与传感器或执行器之问进行数据交换和下达控制指令的通道。由于传感器和执行器种类繁多，它们的信号速度、频率、电平、功率和工做时序等都不可能与CPU完全匹配，因此必须根据CPU的指令，通过I/0接口进行协调和控制。

5)输出回路

输出回路是单片机与执行器之问的中继站，其功用是根据微机发出的指令，控制执行器动做。微机对采样信号进行分析、比较、运算后，油预定的程序形成控制指令并通过输出端了输出。MCS-51单片机的基本结构如图3所示。

图3 MCS-51单片机结构图

3、单片机的分类

单片机分为通用型单片机和专用型单片机，我们通常所说的单片机就是指通用型单片机。从基本操做处理的数据来看，单片机又可分为4位单片机、8位单片机、16位单片机和32位单片机。目前汽车上用的主要是8位单片机和16位单片机，也有一些轿车上开始使用32位单片机。

1）4位单片机

4位单片机的主要生产国是日本，如SHARP公司的SM系列、东芝公司的TLCS系列、NEC公司的NCOM75 XX和NPD75 X系列等。此外，美国T工公司的TMS1000和NS公司的COP400系列也占一定的市场。国内已能生产COP400的4位单片机。4位单片机的特点是价格便宜，但功能不弱，只是CPU为4位。

2）8位单片机

8位单片机已成为单片机的主要机型。8位单片机又可分为低档的8位单片机，如，ltel公司的MCS-48系列和Fairchild公司的F8就属于此类:高档8位单片机，如工，ltel 公司的MCS-51系列、Motorola公司的MC6801, Zilog公司的z8等即是;超8位单片机，如工，ltel公司的UP工一452, 83C152, Zilog公司的superb,

Motorola公司的MC68HC11等。由于8位单片机的功能强，价格低廉，因而被广泛应用，特别是高档8位单片机，已成为目前单片机的主要机型。

3）16位单片机

目前主要的16位单片机有Inte1公司的8096, Thomoson公司的·68200, NS公司的HPCI6040, NEC公司的783 X X等，而得到实际应用的16位单片机主要是1，ltel公司的MCS-90单片机系列。

4）32位单片机

32位单片机首推英国工，Imos公司的工MST414单片机，它是目前并行处理位数最高的单片机。

4、常见的单片机介绍

1）MC68HC11系列是MOTOROLA公司生产的高性能8位单片机，是68HC08的增强版本，其主要特征如下:

(1)包含68HC11CPUo

(2)两种省电模式，停止和等待。

(3) 3. 0V-5. 5V电压均可正常工做。

(4) 0, 256, 512或768在片RAM, RAM数据在待机时保。

(5) 0, 12或20K在片ROM或EPROMo

(6) 0, 512或2048在片EEPROM，带区域存储器加密以提供数据保护功能。

(7)异步串行通信接口SC工。

(8)同步外围接口。

(9) 8通道，8位A/D转换器。

(10) 16位定时器系统，它包括三个输入捕获通道工C、四个输出比较通道OC、一个附加通道(可选择做为第四输入或第五输出通道)。

(11) 8位脉冲累加器。

(12)实时中断电路。

(13) COP看门狗系统。

(14) 38个通用输入输出脚(工/o}，它包括16个双向I/o脚、11个单向输入脚、11个单向输出脚。

(15)多种封装形式，它包括52引脚PLCC, CLCC, TQFP封装、64引脚QFP封装、48引脚DIP封装、56引脚SDI封装。