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隨著汽車電子技術(shù)的快速發(fā)展，單片機(jī)在汽車中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。汽車單片機(jī)是一門理論和實(shí)踐相結(jié)合的課程，本書將理論和實(shí)踐緊密結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手和實(shí)踐能力為目標(biāo)，主要介紹了51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理、C51程序設(shè)計(jì)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器與計(jì)數(shù)器、串行通信、單片機(jī)接口技術(shù)、軟件開(kāi)發(fā)工具Keil C51與虛擬仿真平臺(tái)Proteus的使用。同時(shí)，本書提供了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐案例，每個(gè)實(shí)踐案例都與汽車行業(yè)相關(guān)，并提供了C語(yǔ)言清單、硬件設(shè)計(jì)原理圖、程序設(shè)計(jì)流程圖和Proteus仿真原理圖，有利于讀者理論聯(lián)系實(shí)際，自主分析、理解和驗(yàn)證基于單片機(jī)的汽車應(yīng)用系統(tǒng)。
本書適合各工科類院校車輛工程、汽車服務(wù)工程、新能源汽車工程、汽車檢測(cè)與維修技術(shù)、交通運(yùn)輸?shù)葘I(yè)學(xué)生選用，可以作為汽車單片機(jī)理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)的教材，也可以作為從事相關(guān)工作的技術(shù)人員或者大學(xué)生科研競(jìng)賽的參考書。

傳統(tǒng)的汽車是一個(gè)單純的機(jī)械裝置，但隨著電氣、電子、通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代汽車已經(jīng)成為機(jī)電一體化的智能設(shè)備，這些智能設(shè)備幾乎都是由單片機(jī)承擔(dān)著控制核心的角色，汽車單片機(jī)已經(jīng)成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。
51系列單片機(jī)由于其典型的結(jié)構(gòu)和完善的總線專用寄存器的集中管理，眾多的邏輯位操作功能及面向控制的豐富的指令系統(tǒng)，成為初學(xué)者最容易上手和學(xué)習(xí)的單片機(jī)，但目前大部分51系列單片機(jī)教材未與汽車專業(yè)實(shí)踐相結(jié)合，因?yàn)槠噯纹瑱C(jī)技術(shù)實(shí)踐性強(qiáng)，需要通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐訓(xùn)練，才能較好地掌握其工作原理與設(shè)計(jì)應(yīng)用。本書按照理論實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的教學(xué)思路編寫，力求保證內(nèi)容的完整性和連續(xù)性，由淺入深，由易到難，注重單片機(jī)在汽車中的實(shí)際應(yīng)用，采用基于Keil編譯器的C51編程語(yǔ)言，以仿真軟件Proteus為平臺(tái)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐案例，加深學(xué)生對(duì)單片機(jī)工作原理的理解，提升學(xué)生汽車單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試的能力。
本書共11章，分為3個(gè)部分，涵蓋了單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)和單片機(jī)汽車實(shí)踐的基本內(nèi)容。第一部分是單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)（第1 ~ 9章），包括單片機(jī)發(fā)展歷史和汽車電子行業(yè)現(xiàn)狀、MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和內(nèi)部資源、C51程序設(shè)計(jì)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器與計(jì)數(shù)器、串行通信的使用及編程、單片機(jī)接口技術(shù)、單片機(jī)在汽車中的應(yīng)用實(shí)例、Keil Vision和Proteus ISIS編程仿真工具的應(yīng)用，使學(xué)生掌握單片機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)；第二部分為第10章課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，這部分為單片機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，用于訓(xùn)練學(xué)生正確掌握并運(yùn)用單片機(jī)的主要功能部件；第三部分為第11章課外實(shí)踐，這部分以第一部分和第二部分為基礎(chǔ)，結(jié)合汽車相關(guān)應(yīng)用案例，使學(xué)生快速掌握汽車單片應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試的流程和方法。
本書特色：
1）循序漸進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦、解決問(wèn)題的能力。內(nèi)容編排上以基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用介紹實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為主線，由淺入深，由理論到實(shí)踐。
2）緊密結(jié)合汽車技術(shù)，注重實(shí)踐。從單片機(jī)在汽車中應(yīng)用的角度出發(fā)，力求單片機(jī)的實(shí)踐與創(chuàng)新，引用汽車單片機(jī)實(shí)踐案例，以加深學(xué)生對(duì)單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，提升學(xué)生車用單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制作的能力。
本書由王俊龍擔(dān)任主編，陸兆鈉擔(dān)任副主編，丁徐強(qiáng)、冒興峰、黃愛(ài)維、王傳杏、于建鋒擔(dān)任參編。全書由王俊龍負(fù)責(zé)策劃和統(tǒng)稿。在本書的編寫過(guò)程中，參閱了大量的書籍和文獻(xiàn)資料，在此謹(jǐn)向各位作者表示衷心的感謝。
由于編者水平有限，書中疏漏之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

編者

前言
天工講堂二維碼索引
第一章汽車電子技術(shù)與車用單片機(jī)
概述 1
第一節(jié) 汽車電子技術(shù)的發(fā)展 1
一、汽車電子技術(shù)發(fā)展史 1
二、汽車電子系統(tǒng)在整車中的作用 1
三、汽車電子行業(yè)發(fā)展趨勢(shì) 3
第二節(jié) 單片機(jī)概述 3
一、什么是單片機(jī) 3
二、單片機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展 3
三、常見(jiàn)單片機(jī)的類型及特點(diǎn) 4
四、單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 5
第二章 MCS-51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 6
第一節(jié) MCS-51單片機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 6
第二節(jié) MCS-51單片機(jī)的引腳功能 8
一、電源及時(shí)鐘引腳功能 8
二、控制引腳 8
三、并行I/O口引腳 9
第三節(jié) MCS-51單片機(jī)中央處理器 9
一、運(yùn)算器 9
二、控制器 11
第四節(jié) MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器 11
一、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 12
二、程序存儲(chǔ)器 14
三、特殊功能存儲(chǔ)器 15
第五節(jié) MCS-51單片機(jī)并行I/O
端口 15
一、P0端口 15
二、P1端口 16
三、P2端口 17
四、P3端口 18
第六節(jié) MCS-51單片機(jī)的時(shí)序 18
一、時(shí)序的基本概念 18
二、MCS-51單片機(jī)的工作時(shí)序 19
第七節(jié) MCS-51單片機(jī)的輔助
電路 20
一、復(fù)位電路 20
二、時(shí)鐘電路 21
第三章 C51程序設(shè)計(jì) 22
第一節(jié) C51 語(yǔ)言基礎(chǔ) 22
一、數(shù)據(jù)類型 22
二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類型與存儲(chǔ)模式 22
三、C51 的基本運(yùn)算 23
四、絕對(duì)地址的訪問(wèn) 25
五、C51控制語(yǔ)句與程序設(shè)計(jì) 26
六、指針與數(shù)組 30
第二節(jié) C51的語(yǔ)言函數(shù) 32
一、函數(shù)定義與分類 32
二、函數(shù)參數(shù)與函數(shù)的值 34
三、函數(shù)調(diào)用與聲明 35
第四章中斷系統(tǒng) 36
第一節(jié) 中斷的概念及優(yōu)點(diǎn) 36
一、中斷系統(tǒng)的概念 36
二、中斷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 37
第二節(jié) 中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 37
一、中斷源 37
二、中斷控制寄存器 37
三、中斷響應(yīng)過(guò)程 40
第三節(jié) C51中斷服務(wù)函數(shù) 40
第五章定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 42
第一節(jié) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和T1的
結(jié)構(gòu)和工作原理 42
一、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和T1的
結(jié)構(gòu) 42
二、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和T1的
工作原理 42
第二節(jié) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制的相關(guān)
寄存器 43
一、工作方式寄存器TMOD 43
二、控制寄存器TCON 44
第三節(jié) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式
及應(yīng)用 44
一、工作方式0 44
二、工作方式1 45
三、工作方式2 45
四、工作方式3 46
第六章串行通信的使用及編程 47
第一節(jié) 串行通信的概念 47
一、概述 47
二、串行通信的數(shù)據(jù)傳送方向 49
第二節(jié) 串行通信口的結(jié)構(gòu)與相關(guān)
寄存器 49
一、串行通信口的結(jié)構(gòu) 49
二、串行通信口的控制寄存器 51
第三節(jié) 串口的工作方式 52
一、方式0 52
二、方式1 53
三、方式2 54
四、方式3 55
五、波特率的設(shè)置 55
第七章單片機(jī)接口技術(shù) 57
第一節(jié) 數(shù)碼管顯示器及其接口 57
一、LED數(shù)碼管的顯示原理 57
二、LED數(shù)碼管的靜態(tài)顯示與
動(dòng)態(tài)顯示 58
第二節(jié) 鍵盤接口設(shè)計(jì) 62
一、鍵盤的工作原理 62
二、鍵盤的接口電路 62
第三節(jié) LCD1602液晶顯示器接口
設(shè)計(jì) 64
一、液晶顯示器簡(jiǎn)介 64
二、1602字符型LCD簡(jiǎn)介 65
三、LCD1602的指令說(shuō)明 67
四、LCD1602的RAM地址映射 70
五、LCD1602的一般初始化（復(fù)位）
過(guò)程 71
第八章單片機(jī)在汽車中的應(yīng)用實(shí)例 73
第一節(jié) 自動(dòng)防抱死制動(dòng)裝置 73
一、自動(dòng)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)介紹 73
二、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制原理 73
三、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的組成 74
第二節(jié) 電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng) 75
一、電池管理系統(tǒng)介紹 75
二、電池管理系統(tǒng)的功能 75
三、電池管理系統(tǒng)的組成和原理 76
第三節(jié) 汽車主動(dòng)懸架控制系統(tǒng) 77
一、汽車懸架介紹 77
二、主動(dòng)懸架控制系統(tǒng)的組成 77
三、主動(dòng)懸架控制系統(tǒng)的控制
原理 77
第九章 Keil Vision與Proteus ISIS 78
第一節(jié) Keil Vision 使用介紹 78
一、Keil Vision4 運(yùn)行環(huán)境介紹 78
二、Keil Vision4 工程創(chuàng)建 78
第二節(jié) Proteus ISIS介紹 88
一、Proteus功能簡(jiǎn)介 88
二、Proteus基本用法 90
第十章課內(nèi)實(shí)驗(yàn) 94
第一節(jié) 外部中斷實(shí)驗(yàn) 94
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 94
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 94
三、實(shí)驗(yàn)電路 94
四、程序流程框圖 95
五、參考程序 95
第二節(jié) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)實(shí)驗(yàn) 96
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 96
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 96
三、實(shí)驗(yàn)電路 96
四、程序流程框圖 97
五、參考程序 97
第三節(jié) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn) 98
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 98
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 98
三、實(shí)驗(yàn)電路 98
四、程序流程框圖 98
五、參考程序 99
第四節(jié) 串口通信實(shí)驗(yàn) 100
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 100
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 100
三、實(shí)驗(yàn)電路 100
四、程序流程框圖 101
五、參考程序 101
第五節(jié) 流水燈實(shí)驗(yàn) 102
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 102
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 102
三、實(shí)驗(yàn)電路 103
四、程序流程框圖 103
五、參考程序 104
第六節(jié) LED數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn) 104
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 104
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 105
三、實(shí)驗(yàn)電路 105
四、程序流程框圖 105
五、參考程序 106
第七節(jié) 矩陣鍵盤掃描實(shí)驗(yàn) 107
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 107
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 107
三、實(shí)驗(yàn)電路 107
四、程序流程框圖 108
五、參考程序 109
第八節(jié) LCD1602 液晶顯示實(shí)驗(yàn) 110
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 110
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 110
三、實(shí)驗(yàn)電路 110
四、程序流程框圖 111
五、參考程序 112
第十一章課外實(shí)踐 116
第一節(jié) 汽車信號(hào)燈控制器的設(shè)計(jì) 116
一、項(xiàng)目目標(biāo) 116
二、項(xiàng)目功能要求 116
三、總體方案設(shè)計(jì) 116
四、硬件電路設(shè)計(jì) 117
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 117
六、項(xiàng)目實(shí)踐 121
第二節(jié) 交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的
設(shè)計(jì) 123
一、項(xiàng)目目標(biāo) 123
二、項(xiàng)目功能要求 123
三、總體方案設(shè)計(jì) 123
四、硬件電路設(shè)計(jì) 123
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 126
六、項(xiàng)目實(shí)踐 128
第三節(jié) 汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 131
一、項(xiàng)目目標(biāo) 131
二、項(xiàng)目功能要求 131
三、總體方案設(shè)計(jì) 131
四、硬件電路設(shè)計(jì) 133
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 136
六、項(xiàng)目實(shí)踐 139
第四節(jié) 電動(dòng)汽車步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)
的設(shè)計(jì) 141
一、項(xiàng)目目標(biāo) 141
二、項(xiàng)目功能要求 141
三、總體方案設(shè)計(jì) 141
四、硬件電路設(shè)計(jì) 141
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 144
六、項(xiàng)目實(shí)踐 147
第五節(jié) 電動(dòng)汽車電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的
設(shè)計(jì) 150
一、項(xiàng)目目標(biāo) 150
二、項(xiàng)目功能要求 150
三、總體方案設(shè)計(jì) 150
四、硬件電路設(shè)計(jì) 150
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 153
六、項(xiàng)目實(shí)踐 154
第六節(jié) 出租車廣告點(diǎn)陣燈系統(tǒng)的
設(shè)計(jì) 156
一、項(xiàng)目目標(biāo) 156
二、項(xiàng)目功能要求 156
三、總體方案設(shè)計(jì) 156
四、硬件電路設(shè)計(jì) 157
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 159
六、項(xiàng)目實(shí)踐 159
第七節(jié) 汽車電子密碼鎖的設(shè)計(jì) 163
一、項(xiàng)目目標(biāo) 163
二、項(xiàng)目功能要求 163
三、總體方案設(shè)計(jì) 163
四、硬件電路設(shè)計(jì) 163
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 165
六、項(xiàng)目實(shí)踐 170
第八節(jié) 電動(dòng)汽車簡(jiǎn)易電池電壓監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 173
一、項(xiàng)目目標(biāo) 173
二、項(xiàng)目功能要求 173
三、總體方案設(shè)計(jì) 173
四、硬件電路設(shè)計(jì) 174
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 178
六、項(xiàng)目實(shí)踐 181
第九節(jié) 汽車簡(jiǎn)易空調(diào)控制系統(tǒng)的
設(shè)計(jì) 183
一、項(xiàng)目目標(biāo) 183
二、項(xiàng)目功能要求 183
三、總體方案設(shè)計(jì) 183
四、硬件電路設(shè)計(jì) 184
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 186
六、項(xiàng)目實(shí)踐 188
第十節(jié) 汽車刮水器控制系統(tǒng)的
設(shè)計(jì) 191
一、項(xiàng)目目標(biāo) 191
二、項(xiàng)目功能要求 191
三、總體方案設(shè)計(jì) 191
四、硬件電路設(shè)計(jì) 192
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 192
六、項(xiàng)目實(shí)踐 195
第十一節(jié) 電動(dòng)汽車超速報(bào)警器的
設(shè)計(jì) 197
一、項(xiàng)目目標(biāo) 197
二、項(xiàng)目功能要求 197
三、總體方案設(shè)計(jì) 197
四、硬件電路設(shè)計(jì) 198
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 198
六、項(xiàng)目實(shí)踐 201
第十二節(jié) 客車超載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的
設(shè)計(jì) 204
一、項(xiàng)目目標(biāo) 204
二、項(xiàng)目功能要求 204
三、總體方案設(shè)計(jì) 204
四、硬件電路設(shè)計(jì) 204
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 207
六、項(xiàng)目實(shí)踐 209
第十三節(jié) 汽車防酒駕報(bào)警器系統(tǒng)的
設(shè)計(jì) 212
一、項(xiàng)目目標(biāo) 212
二、項(xiàng)目功能要求 212
三、總體方案設(shè)計(jì) 212
四、硬件電路設(shè)計(jì) 213
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 214
六、項(xiàng)目實(shí)踐 219
第十四節(jié) 公交車車站智能顯示系統(tǒng)
的設(shè)計(jì) 221
一、項(xiàng)目目標(biāo) 221
二、項(xiàng)目功能要求 221
三、總體方案設(shè)計(jì) 221
四、硬件電路設(shè)計(jì) 222
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 227
六、項(xiàng)目實(shí)踐 232
第十五節(jié) 交通警示牌系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 233
一、項(xiàng)目目標(biāo) 233
二、項(xiàng)目功能要求 233
三、總體方案設(shè)計(jì) 233
四、硬件電路設(shè)計(jì) 234
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 235
六、項(xiàng)目實(shí)踐 237
第十六節(jié) 車內(nèi)自檢報(bào)警系統(tǒng)的
設(shè)計(jì) 240
一、項(xiàng)目目標(biāo) 240
二、項(xiàng)目功能要求 240
三、總體方案設(shè)計(jì) 240
四、硬件電路設(shè)計(jì) 240
五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 243
六、項(xiàng)目實(shí)踐 245
參考文獻(xiàn) 248

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