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單片機原理與車聯網技術(簡體書)
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單片機原理與車聯網技術(簡體書)

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商品簡介
作者簡介
名人/編輯推薦
目次
書摘/試閱
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商品簡介

本書內容分為兩大部分。其中,第一部分(第1~5章)為單片微型電腦原理部分,主要介紹單片機軟體集成開發平臺與硬體電路設計與模擬平臺的使用方法、MCS-51單片機的硬體結構、指令系統與程式設計方法、功能部件與典型應用系統,讓讀者對單片機系統有一個較為全面的認識,並結合工程實例利用模擬平臺,培訓初步的電路設計與程式調試能力;第二部分(第6~11章)為車聯網技術部分,主要介紹車聯網的發展歷史,以及有關通信與網路技術的基礎知識,重點介紹CAN匯流排系統資料連結層的工作原理、CAN控制器SJA1000的使用方法,通過實例介紹基於單片機的CAN網路設計方法,並介紹LIN、MOST、VAN等其他車聯網路技術,最後介紹兩種典型車型的車載網路。

作者簡介

劉小斌,工學碩士,蘭州工業學院,交通工程系副教授。主要從事機電控制、數控技術、汽車摩擦材料的教學及科研工作。主要作品:《汽車構造》(全一冊),2011,電子工業出版社。

名人/編輯推薦

本書將單片機與車聯網技術有機地結合在一起,全書結構緊湊,章節編排合理,具有一定的通用性、系統性和實用性。配有相關PPT課件。

目次

第1章 單片微型計算機應用基礎



1.1 計算機中的數制與碼制 1

1.1.1 數與數制 1

1.1.2 二進制數的運算規則 3

1.1.3 有符號數的表示方法及運算法則 4

1.1.4 碼與碼制 7

1.1.5 單片微型計算機常用術語 8
第1章 單片微型計算機應用基礎



1.1 計算機中的數制與碼制 1

1.1.1 數與數制 1

1.1.2 二進制數的運算規則 3

1.1.3 有符號數的表示方法及運算法則 4

1.1.4 碼與碼制 7

1.1.5 單片微型計算機常用術語 8

1.2 單片機軟件集成開發平臺(Keil μVision 4) 9

1.2.1 Keil μVision 4簡介 9

1.2.2 Keil μVision 4使用方法 9

1.3 單片機硬件電路設計與仿真平臺(Proteus 7) 18

1.3.1 Proteus 簡介 18

1.3.2 Proteus 7使用方法 19

1.3.3 Proteus 7與Keil Vision 4聯合仿真功能 29

思考與練習 30



第2章 單片微型計算機的硬件結構



2.1 微型計算機系統組成原理 31

2.1.1 計算機的基本結構 31

2.1.2 微型計算機的基本組成 32

2.1.3 微型計算機的基本工作原理 34

2.2 MCS-51單片機的基本結構 34

2.2.1 MCS-51單片機的內部結構 34

2.2.2 MCS-51單片機的外部引腳 36

2.2.3 時鐘與復位電路 38

2.3 MCS-51單片機的存儲器配置 42

2.3.1 存儲器概述 42

2.3.2 片內數據存儲器 48

2.3.3 數據存儲器的擴展 53

2.3.4 程序存儲器 54

2.3.5 程序存儲器擴展 55

思考與練習 57



第3章 單片微型計算機指令系統與程序設計



3.1 匯編語言程序設計方法 58

3.1.1 指令及其表示法 58

3.1.2 指令中的符號說明 59

3.1.3 尋址方式 60

3.1.4 MCS-51系列單片機匯編語言程序格式 64

3.2 MCS-51單片機指令系統 66

3.2.1 數據傳送類指令 66

3.2.2 算術運算類指令 72

3.2.3 邏輯運算類指令 79

3.2.4 控制轉移類指令 83

3.2.5 位操作類指令 91

3.3 匯編語言程序設計舉例 93

3.3.1 順序程序 94

3.3.2 分支程序 95

3.3.3 循環程序 98

3.3.4 子程序 102

3.3.5 程序應用舉例 104

思考與練習 107

第4章 單片微型計算機的功能部件



4.1 MCS-51單片機的中斷系統 109

4.1.1 中斷的概念 109

4.1.2 中斷系統的幾個概念 109

4.1.3 MCS-51單片機中斷系統的結構 110

4.1.4 中斷源 110

4.1.5 中斷控制 111

4.1.6 中斷服務程序的應用舉例 115

4.2 MCS-51單片機的定時/計數器 116

4.2.1 定時/計數器的基本功能 116

4.2.2 8051片內定時/計數器概述 116

4.2.3 定時器的控制 117

4.2.4 定時/計數器的4種工作模式及應用 118

4.2.5 應用舉例 120

思考與練習 124



第5章 單片微型計算機控制系統設計與應用



5.1 鍵盤/顯示器接口設計 126

5.1.1 鍵盤接口 126

5.1.2 LED顯示器 128

5.1.3 鍵盤顯示電路應用實例 130

5.2 電動機的單片機控制電路設計 133

5.2.1 直流電動機的單片機控制系統 133

5.2.2 步進電動機的單片機控制系統 135

思考與練習 138



第6章 車載局域網絡技術概述



6.1 汽車總線系統的類型和協議標準 139

6.1.1 汽車網絡發展概述 139

6.1.2 采用總線技術的優點 140

6.1.3 汽車網絡類型及協議標準 140

6.2 總線系統信息傳輸及總體構成 142

6.2.1 總線系統信息傳輸 142

6.2.2 總線系統構成 143

6.2.3 總線系統網絡拓撲 144

6.3 總線系統結構及傳輸原理 146

6.3.1 LIN內聯局域網 146

6.3.2 MOST總線 149

6.3.3 藍牙 151

6.3.4 FlexRay 152

思考與練習 153



第7章 UART串行通信系統



7.1 串行通信基礎 154

7.2 串行通信的分類 154

7.2.1 異步通信 155

7.2.2 同步通信 156

7.3 串行通信的制式 156

7.4 串行通信總線標準及其接口 157

7.4.1 RS-232C接口 157

7.4.2 RS-449、RS-422A、RS-423A標準接口 158

7.4.3 各種串行接口性能比較 159

7.5 MCS-51串行接口 160

7.5.1 MCS-51串行接口結構 160

7.5.2 MCS-51串行接口的工作方式 162

7.5.3 MCS-51串行接口的通信波特率 163

7.6 MCS-51單片機之間的通信 165

7.6.1 雙機通信 165

7.6.2 多機通信 168

7.6.3 PC和單片機之間的通信 169

思考與練習 171



第8章 控制器局域網(CAN)



8.1 CAN通信技術概述 172

8.2 CAN在汽車中的應用情況 172

8.3 CAN總線數據交換基本原理 174

8.3.1 CAN總線數據系統的分類 174

8.3.2 CAN數據總線組成結構 174

8.3.3 CAN總線數據傳遞過程 175

8.4 CAN協議規范 177

8.4.1 基本術語 177

8.4.2 報文傳輸 179

8.4.3 幀優先級的仲裁 184

8.4.4 位填充 185

8.4.5 報文濾波 186

8.4.6 報文校驗 186

8.4.7 編碼 186

8.4.8 錯誤處理 186

8.4.9 故障界定 187

8.4.10 位定時要求 188

8.5 典型CAN總線器件及其應用 190

8.5.1 CAN總線控制器SJA1000簡介 190

8.5.2 SJA1000的特性 191

8.5.3 SJA1000的內部結構與引腳排列 191

8.5.4 SJA1000的控制寄存器 193

8.6 CAN控制器與MCS-51系列單片機的接口設計 220

8.6.1 總體方案設計 220

8.6.2 各模塊電路的設計 221

8.6.3 接口電路總體電路原理圖 225

思考與練習 227



第9章 典型車型局域網技術應用實例



9.1 大眾車系CAN總線網絡 228

9.1.1 大眾車系CAN總線網絡類型 228

9.1.2 動力系統CAN總線 228

9.1.3 舒適/信息系統總線 230

9.1.4 診斷系統總線 232

9.2 豐田車系車載網絡系統 234

9.2.1 CAN通信網絡 236

9.2.2 車身多路通信系統 237

思考與練習 242





第10章 基于單片機的汽車電子控制系統實例



10.1 ECU控制點火系統 243

10.2 ECU控制燃油噴射系統 244

10.2.1 ECU控制燃油噴射系統的電控系統組成 244

10.2.2 發動機啟動后噴油量的ECU控制原理 244

10.3 電控液力自動變速器ECU系統 245

10.3.1 電控液力自動變速器的組成 245

10.3.2 電控液力自動變速器的控制原理 245

10.3.3 ECU控制換擋時刻的原理 245

10.4 電控機械無級自動變速器ECU系統 247

10.4.1 電控機械無級自動變速器的組成 247

10.4.2 電控機械無級自動變速器的控制原理 247

10.5 電動座椅ECU系統 248

10.5.1 電動座椅系統的功用及組成 248

10.5.2 電動座椅ECU系統的控制原理 249

10.6 汽車自動空調ECU系統 249

10.6.1 汽車自動空調ECU系統的功用及組成 249

10.6.2 自動空調ECU工作原理 249

10.7 電動車窗ECU系統 250

10.7.1 電動車窗的組成及功能要求 250

10.7.2 電動車窗ECU系統的控制原理 251

10.8 安全氣囊ECU系統 252

10.8.1 安全氣囊系統的功用及組成 252

10.8.2 安全氣囊ECU系統控制原理 252

10.9 制動防抱死(ABS)ECU系統 253

10.9.1 制動防抱死系統的功用及組成 253

10.9.2 ABS ECU的控制原理及過程 254

10.10 電子穩定性程序(ESP)ECU系統 254

10.10.1 ESP系統的功用及組成 254

10.10.2 ESP的ECU工作原理及過程 255

10.11 驅動力防滑ECU系統 255

10.11.1 防滑轉控制系統的功用及組成 255

10.11.2 電子控制驅動防滑系統的基本原理 257

思考與練習 258



第11章 車聯網應用基礎和技術



11.1 車聯網與相關技術 259

11.2 車聯網網絡架構和通信協議棧 261

11.2.1 車聯網協同通信架構的設計 262

11.2.2 車聯網通信協議棧的設計 263

11.2.3 媒介獨立切換功能模塊 264

11.3 車聯網的關鍵技術應用 265

思考與練習 266



附錄A ASCII碼字符表



附錄B MCS-51系列單片機指令表



參考文獻

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書摘/試閱

前 言
單片微型計算機簡稱單片機,又稱微控制器,是微型計算機的一個重要分支。車載網絡是指汽車上多個處理器之間相互連接、協調工作并共享信息所構成的汽車車載計算機網絡系統。微控制器隨著技術的發展與性能的提升,廣泛應用于工業控制系統、汽車電子系統、數據采集系統、自動測試系統、智能儀表、智能接口、功能模塊等方面,極大地影響著社會的各個領域。隨著工業設備、汽車工業電控系統的廣泛應用,電控單元的數量日益增多,減少控制系統內連線實現數據的共享和快速交換,成為一個新的發展趨勢。因此,CAN、LAN、LIN、MOST等局域網絡技術得到迅速發展與廣泛應用。由于微型計算機技術及局域網絡技術的滲透,非計算機專業的工程技術人員也必須掌握一定的微型計算機應用技能及局域控制網絡技術,以適應科學技術的發展。
在國內,由于單片機具有功能強、體積小、可靠性好和價格便宜等獨特的優點,因而受到人們的高度重視,取得了一系列科研成果,成為傳統工業技術改造和新產品更新換代的理想機種,具有廣闊的發展前景。目前,在各類高職、高專及本科院校工科專業中,單片機微型計算機成為重要的專業基礎課程之一。但由于單片微型計算機理論性強、知識點分散、概念抽象,一直是在校學生及部分科研人員較難掌握的一門課程。編者總結了多年的教學經驗,充分利用現有的綜合開發平臺與系統仿真平臺,深入淺出,直觀形象,結合自身的科研實踐編寫了本書,奉獻給廣大讀者。
本書以介紹單片微型計算機及車載局域網絡技術為主線,闡述了MCS-51單片微型計算機的原理、硬件結構、指令系統、程序設計的基本方法、功能部件應用、系統擴展和接口技術,以及車載局域網絡技術的原理、功能及具體應用。全書結構緊湊、章節編排合理,具有一定的通用性、系統性和實用性。文句力求簡練、深入淺出和通俗易懂。全書共分為11章,第1章為單片微型計算機應用基礎;第2章為單片微型計算機的硬件結構;第3章為單片微型計算機指令系統與程序設計;第4章為單片微型計算機的功能部件;第5章為單片微型計算機控制系統設計與應用;第6章為車載局域網絡技術概述;第7章為UART串行通信系統;第8章為控制器局域網(CAN);第9章為典型車型局域網技術應用實例;第10章為基于單片機的汽車電子控制系統實例;第11章為車聯網應用基礎和技術。
配套的教學資源有PPT課件,如有需要,請登錄電子工業出版社華信教育資源網(www.hxedu.com.cn)注冊后免費下載。
參加本書編寫的有劉小斌、任怡(前言、第4章、第5章、第7章、第11章、附錄A、附錄B)、常文春(第2章、第3章)、李維臻、楊昀梓、連文香、任怡、趙耕云、王佳(第1章、第6章、第8章、第9章、第10章)。劉小斌、常文春任主編,負責全書的組織編寫、統稿、定稿和審閱。李維臻任副主編,負責本書的審閱工作。楊昀梓、連文香、任怡、趙耕云、王佳任參編,負責資料收集及文字核對。對于上述同志及本書出版有關人員,在此謹向他們表示誠摯謝意。
由于時間倉促和水平有限,書中難免存在一些錯誤和不妥之處,懇請讀者批評指正。


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