浅谈单片机在汽车工程中的应用

动 机 智 能 电 子控 制 器 、 Ｐ Ｇ Ｓ导航 系 统 、 Ｂ Ａ Ｓ防抱 死 系 摄像 机 、 自动洗衣机 的控制 ， 全 以及程控玩具 、 电子 统 、 制动系统等等。随着国家汽车工业化 的 日益发展 宠物等等 ， 这些都离不开单片机。更不用说 自动控制 和新技术的不断涌现 ，汽车性能检测 的技术就显得 领域 的 机 器人 、 能 仪 表 、 智 医疗 器 械 以及 各 种 智 能 机 尤 为 重要 。我 国近 几年 汽 车性 能 检测 系 统发 展 迅 速 ，
单片机在 汽车 电子工程 中的应用非常广 泛 ， 例 如 汽 车 中的 发动 机 控 制 器 、 于 Ｃ Ｎ总 线 的汽 车 发 基 Ａ
很 难 找 到 哪个 领 域 没 有 单 片机 的踪 迹 。导 弹 的 导航 装 置 ， 机 上 各种 仪 表 的控 制 ， 算 机 的 网络 通 讯 与 飞 计 数 据 传 输 ， 业 自动化 过 程 的实 时 控 制 和数 据 处 理 ， 工 广泛 使 用 的各 种 智 华 轿 车 的安全 保 障 系统 、 录像 机 、
传输 ， 工业 自动化过程 的 实时控制和数 据处理 ， 车上的安全保 障 系统、 轿 录像机 、 摄像机 、 自动洗 衣机 的控 制 ， 全 以及程
控玩具、 电子宠物等 等 ， 这些都 离不开单 片机 。更不用说 自动控 制领 域的机器人 、 智能仪表 、 医疗器械 以及各种 智能机 械 了。随 着电子技术 的发展 ， 汽车 电子化程度越来越 高， 国外汽车广泛 采用的计 算机控制装置和 电子设备 ， 已成为批量
２ 单片机 的作用
视 和 实施 抗 干扰 设 计 。设 计 时必 须 权 衡 分 配硬 件 和
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软件抗干扰分工 ，且在系统发生干扰引起 系统故 障 ２１ 保 障 汽 车安全 － 时， 能带故障按安全参数运行。 ． 汽车单 片机应用系统如果出现故 障 ，可能造成 ３２ 适 应能 力差 重 大损 失 。可靠 性 对 汽 车单 片 机 应 用 系统 是 至 关 重 汽车 行 驶 环 境 因 地 域 而不 同 ，系 统 的适 应 环 境 要 的。安全体系越来越要求汽车单片机系统一旦 出 也就不同。当温度过高时 ， 电子元件的可操作性 、 稳 尤 温度过高会 现故 障， 还要有应急备用系统 ， 能够暂时代替汽车单 定功能会逐渐下降 ， 其是在热带地区 ，
采用大规模集成 电路的单 片机 ，把计算机 的五个组 如水温 、 压、 气 位置开关 、 空气流量计 、 电池 电压等有
收稿 日期 ：０ １０ — ３ ２ １－２２ 作者简 介 ： 利吉（ ９ ｌ ）男 ， 严 １ ８ 一 ， 浙江龙游人 ， 工程师 ， 研究方 向： 机械设计制造及其 自动化 。
２３ 具有 完 善 的掌控 能 力 ．
技术落后 。我 国 目 的汽车单片机工程技术还落后 前 针对汽车运行过程进行检测和控制 ，都要及 时 于 国际先进水平 ，我 国单 片机 的技术的发展 已经积 地传送大量数据和各种类型的信号 。要求汽车单 片 累了大量 的国际先进经验 ，还需要不断的吸收与完 机 系统具有 比较完备 的模拟量和数字量输人 ／ 出 输 善。在完善 的同时 ， 要培养大量、 优秀的单 片机领域
单 片机是一种集成在 电路芯片、采用超大规模 成部分集成在一个芯片之 内 ， 体积小 ， 价格 低 ， 性能 高， 一辆 国外先 进 轿 车就使 用 几 十个 单 片机 。随 着汽 车行业 的大会战 ，单 片机在高性能汽车工程领 域的 地位 会 越 来越 重要 。
１ 单 片机 的具体 应用
器 必然 也装 在 曲轴 上 。 采 用 摩擦 离 合 器 时 ， 压 力 机 能量 消 耗来 看 ， 从 当
５ 结束语
随着工业 的发展 ，不 同规格 的曲柄滑块机构被
离合器装在低 速轴上 ，加速压力机从 动部分所需功 应 用 到 了更 多 的机 械 中 。 它在 机 械 制 造工 业 以及 其 它工业的生产 中的作用愈来愈显著 ， 在汽车、 农业机 和离合器接合 时消耗的摩擦功都较小 ，能量消耗也 械、 电子 、 医疗机械 、 国防、 航空航天 以及 日 品等工 用 小。从离合器工作条件看 ， 低速轴上的离合器磨损系 业部 门都有广泛 的应用 。因而提高机械 的 自动化程 数小 。 故离合器工作条件好 ， 但低速轴上离合器需要 度， 降低工人 的劳动强度 ， 改善劳动条件都离不开对 传递较大的扭矩 ， 离合器结构尺寸大。此外 ， 从传动 曲柄滑块机构 的研究 。 系统来看 ，现代压力机传 动系统大多采用封闭在机 身 内， 离合器不便装在 曲轴上 。另外亦为了缩小离合
继 承 电路 技 术 把 具 有 数 据 处 理 能 力 的 中 央 处 理 器 Ｃ Ｕ随机 储 存 器 Ｒ Ｍ、只读 储 存 器 Ｒ Ｍ、多 种 Ｉ Ｐ Ａ Ｏ ／ ０ 口和 中断 系统 、 时 器 ／ 时器 等 功 能集 成 到 一 块硅 定 计 片上 构 成 的一个 小 而 完善 的计 算机 系 统 。 单 片 机 已经渗 透 到我 们 生 活 的各个 领域 ，几 乎
系统 的广泛使用 ，在很 大程度上得益于性能优 良的 具。单片机控制系统 中除了单片机这个 系统核心 ， 尚 微处理器 的发展 ，汽车上的计算机控制系统基本上 需要各种模式 的接 口。有些 系统包括全部或者含 几 采用 的都是单片机 。计算机 由运算器 、 控制器 、 存储 部分 ， 按照要求决定 系统规模 。单 片机是 系统 中枢 ， 器 、 入设 备以及输 出设备五部分组成 ， 输 早期 的计算 作出决策。 机 因为体积庞大 ， 价格 昂贵 ， 很少 能在汽车上应用 。 前 向通道是系统 的信息输入端 ，将各种传感 器
通道。汽车运行过程的控制信号是实时的 ， 要求单片 人才 ， 不断巩固我 国汽车单片机工程 的发展 。 机对输入信号的变化 ， 具有足够快的反应速度 ， 能够
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在轴上 ， 而曲轴转 速较低 ， 以应 装在 曲轴上 ， 所 制动
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浅谈 单片机在汽 车工程 中的应用
严 利吉
（ 杭州汽车高级技工学校 ， 浙江 杭州 ３０ １ ） １０ ５
摘 要： 单片机 已经渗透到我们 生活的各个领域 ， 导弹的 导航装 置 ， 飞机 上各种仪表 的控 制 ， 计算机的 网络 通讯与 数据
国产 汽车 上 ， 已广 泛 使 用 各种 单 片 机 控 制 以及 报 警 检 测 系统 ， 涉及 发 动机 控 制 、 安全 防护 及 车 内环 境 等
３ 汽 车单片机 的发展的拐点
很多方面。如 电脑 防盗安全报警系统 、燃 油喷射 系 统、 汽车导行定位系统 、 电子安全 防滑系统及 防抱死 ３１ 电子循 环 系统 易 受 干扰 ． 系统 、 电脑 安全 气囊 系统 、 电脑控 制悬 架系统 、 汽车 首先是 电子循环系统上的干扰 ，电子循环 系统 电子地图 、 电子 自动行驶 系统 、 车 自诊断系统 、 汽 电 的干扰会对操作 系统本身产生一 系列 的阻力 ，不能 子 控 制 自动 变 速 器 、 音 警 告 系 统 、 门控 制 系 统 、 让 操 作 系 统 完善 、 效 地 分析 出 当前 所存 在 的问题 。 声 车 有 旅行 指 导系 统 和微 电脑 空调 系 统等 。 单 片机 一 旦 被 干扰 ， 对 系统 的安 全 运行 造 成 威胁 。 会 因此各种单片机 系统在硬件和软件设计初期 ，应重
极 大的机 电一体化产 品， 点火控制、 如． 制动 防滑控制 、 汽油分配及车 内空调、 音像及 门窗控制等 。
关键词 ： 片机 ； 单 功能 ； 汽车 ； 用 应
中 图分类号 ： ４ ；Ｐ ６ ． Ｕ ６Ｔ ３ ８２ 文献标识码 ： Ｂ 文章编 号 ：６ ２ ５ ５ ２ １ ）５ ０ ８ ０ １ ７ — ４ Ｘ（ ０ ０ — １ — ２ １ ６
汽车单片机系统安装在汽车上 ，使用者一般不
量， 送给执行机构 ， 使系统按预定 的规律运行 。 这些执 是专业计算机人员 ，因此在设计操作系统和信 号控 行机构可能是阀门或电磁铁等 。系统运行过程中， 需 制系统时 ， 应简单 明了， 于操作 ， 便 一旦发生故障 ， 能 要驾驶员设定一些参数， 同时要求及时控制运行过程 及时查明原 因， 迅速予 以排除。根据汽车生产和汽车 的一些状态 ， 因此系统还要有一些人机交互接 口。 运行过程 中的可能变动 ， 汽车单 片机系统在输入 ／ 输 汽车单片机系统 的人机交互 ，不像电脑有键 盘 出端 口、 存储器等方面 ， 应具有可扩展性 。并应该 留 和显示器 ， 一般比较简单 ， 输入设备为按钮或简单键 出数据接 口，便 于维修人员利用故 障码读取器从单 盘 ， 出一 般 为指示 灯 、Ｅ 目前 在 进 口汽车 和部 分 片机系统 中读取故障代码 ， 输 Ｌ Ｄ， 为维修提供方便。
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关参数和连续模拟信号 ， 经过信号调理 电路处理 ， 得 及时处理并改变控制信号 ，因此要 求汽车单片机系
到标准信号送人单片机 。使单 片机及时获取系统 运 统具 有较 完 善 的 中断 处理 能 力 。 行 信息 。 ２４ 可 更 新可 扩 展 性 。 后 向通道将 微机计 算 或逻辑 判断得 到 的控 制
片机 ， 持 汽车 的运 行 。作 为 一 个较 为 完善 的软 件 系 造 成功 能 失效 ， 维 引发 一 系列 的故 障问题 。路况 也 会让 统， 除包括监控 、 管理 、 计算 、 检测 、 自诊 断和通 信等 汽车承受不 同的振感 ， 当路面崎岖时产生 的振动 ， 也
功能外 ， 还应具有优化的控制算法和控制逻辑 、 较高 会对系统造成较大 的干扰 ， 有些大幅度 的振动 ， 甚至
的实 时性 和 抗 电磁 干扰 的能 力 ，从 软件 上 保 证 汽 车 会让系统功能失效 ， 造成操作短路 。 单 片 机应 用 系统 工作 的可 靠性 。 ２２ 灵 活 多变 的 防干扰 能 力 ．
４ 结束 语
各种 电气设备产生 的电磁波干扰 和电压 波动 ，
都 会对汽 车单片机 系统 的正常运 行 产生一 定 的干 随着 国际汽 车技术 的发展 和生 产模 式 的统一 扰。 单片机可 以使汽车单片机系统能可靠、 无故障地 化 ，单 片机技术在汽车工程领域的地位会越来越重 工作 ，对 汽车应用进行妥善的保护 ，而且总质重量 要 ， 未来的汽车竞争 ， 向于单 片机技术的竞争 。我 趋 小 ， 产成 本低 廉 ， 生 安装 可 靠 。 国单 片机在汽车 电子工程上 的应用研究 ， 步较 晚 ， 起
械了。
随着 电子 技 术 的发 展 ，汽 车 电子 化 程 度 越 来 越
随着单 片机的渗入 ， 推动了汽车制造业的发展。 经 过 几 十年 的不 断 改 进 与完 善 ．我 国单 片 机 从
高 ，国外 汽车广泛采用 的计算机控 制装置和 电子设 最 初 的纯 数 字 电路 型发 展 到 现 在 的 电子 型 和 数 字 智 备 ，已成为批量极 大的机 电一体化 产品 ，如点火控 能型。通过分析近年来 电子衡器产品的发展情况及 制、 制动 防滑控 制 、 汽油分配及车 内空 调 、 音像 及 门 国 内外 市 场 的需求 ，电子 衡 器 总 的 发展 趋 势 是 小 型 窗控制等 。这些装置和系统的采用 ， 使汽车的行驶安 化、 模块化 、 集成化、 智能化 ， 汽车上使用的单 片机 系 全性 、 可靠性 和舒适性有很大提 高 ， 约 了燃料 ， 节 降 统功能的实现 ， 除了必要 的硬件支撑 ， 还要完善的设 低 了对环境 的污染 ， 改进和提高 了汽车的性能 。 这些 计软件 。单片机软件 开发一般需要借助专用 开发 工