汽车单片机与车载网络技术

章节摘录

　　随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展，工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支，并取得了巨大进步。由于对系统可靠性和灵活性的高要求，工业控制系统的发展主要表现为：控制多元化，系统分散化，即负载分散、功能分散、危险分散和地域分散。　　典型的分散式控制系统由现场设备、接口与计算设备以及通信设备组成。现场总线（ Field Bus）能同时满足过程控制和制造业自动化的需要，因而现场总线已成为工业数据总线领域中最为活跃的一个领域。现场总线的研究与应用己成为工业数据总线领域的热点。尽管目前对现场总线的研究尚未提出一个完善的标准，但现场总线的高性能价格比将吸引众多工业控制系统采用。同时，正由于现场总线的标准尚未统一，也使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥，并将为现场总线的完善提供更加丰富的依据。控制器局域网CAN正是在这种背景下应运而生的。　　……

书籍目录

第1章  概述/1  1.1  汽车电工电子技术的发展/2    1.1.1  汽车电工电子技术的发展历程/2    1.1.2  汽车电工电子在整车系统中的地位/3  1.2  单片机的基础知识/3    1.2.1  单片机的概念和分类/3    1.2.2  常见单片机的类型、特点和用途/4    1.2.3  单片机的发展趋势/6    1.2.4  单片机在汽车上的应用/6  1.3  数制与编码/7    1.3.1  数制/7    1.3.2  编码/8    1.3.3  几个术语/10第2章  MCS-51单片机内部结构和原理/11  2.1  MCS-51单片机内部结构与封装/11    2.1.1  MCS-51单片机基本结构及功能/11    2.1.2  MCS-51单片机引脚分布及功能/13  2.2  MCS-51单片机内部存储器/15    2.2.1  程序存储器/15    2.2.2  数据存储器/16  2.3  MCS-51单片机I/O端口电路、时钟电路与工作方式/20    2.3.1  MCS-51单片机I/O端口的结构及使用方法/20    2.3.2  MCS-51单片机时钟电路/23    2.3.3  MCS-51单片机工作方式/24第3章  MCS-51单片机指令系统与程序设计/27  3.1  MCS-51单片机指令系统详解/27    3.1.1  MCS-51单片机指令概述/27    3.1.2  MCS-51单片机寻址方式/28    3.1.3  MCS-51单片机指令功能/30  3.2  MCS-51单片机汇编语言程序设计/38    3.2.1  MCS-51单片机汇编语言及其特点/38    3.2.2  MCS-51单片机汇编语言伪指令/39    3.2.3  汇编程序设计步骤与基本结构/41    3.2.4  常用子程序/44第4章  MCS-51单片机中断、定时系统及串行数据通信/47  4.1  MCS-51单片机中断系统/47    4.1.1  中断的概念/47    4.1.2  MCS-51单片机中断源/48    4.1.3  MCS-51单片机中断响应与服务/51  4.2  MCS-51单片机定时器/计数器/53    4.2.1  MCS-51单片机定时器/计数器的结构和工作原理/53    4.2.2  MCS-51单片机定时器/计数器的工作方式/54  4.3  MCS-51单片机串行数据通信/57    4.3.1  MCS-51单片机串行数据通信的基本原理/58    4.3.2  MCS-51单片机串行口控制寄存器与工作方式/59第5章  MCS-51单片机接口技术/63  5.1  MCS-51单片机键盘接口技术/63    5.1.1  独立式非编码键盘接口的实现/63    5.1.2  矩阵键盘接口的实现/65  5.2  MCS-51单片机显示器接口技术/66    5.2.1  LED数码管显示接口/66    5.2.2  LCD液晶显示接口/68  5.3  MCS-51单片机与D/A、A/D转换器接口技术/70    5.3.1  采用DAC0832芯片的D/A转换接口技术/70    5.3.2  ADC0809芯片的A/D转换接口技术/72第6章  汽车单片机与电子控制单元/74  6.1  汽车单片机/74    6.1.1  摩托罗拉汽车单片机介绍/74    6.1.2  英飞凌公司生产的8位单片机B58468/77    6.1.3  西门子公司的80C517A单片机/79  6.2  汽车电子控制单元/79    6.2.1  ECU的作用/80    6.2.2  ECU的结构/81    6.2.3  ECU的可靠性/86  6.3  玛瑞利单点电脑/87    6.3.1  MC68HC11F1单片机/87    6.3.2  玛瑞利单点电脑的硬件构成/90    6.3.3  玛瑞利电脑的点火控制电路/98    6.3.4  玛瑞利电脑的喷油控制电路/100    6.3.5  玛瑞利电脑的怠速控制电路/101    6.3.6  其他电路/102    6.3.7  玛瑞利单点电脑典型故障剖析/103第7章  单片机项目实训/106  项目实训1  单片机最小开发系统的设计制作/106  项目实训2  Keil Vision3编译、仿真软件的安装及使用方法/111  项目实训3  下载软件的安装及使用/120  项目实训4  流水灯/126  项目实训5  继电器控制/127  项目实训6  交通灯/129  项目实训7  音频输出/131  项目实训8  查询式键盘/134  项目实训9  4×4矩阵键盘/137  项目实训10  8位LED显示器/140  项目实训11  电子钟/142  项目实训12  DS18B20温度传感器/145  项目实训13  液晶显示器/151第8章  车载网络概述/157  8.1  车载网络的发展历史/157    8.1.1  车载网络产生的原因/157    8.1.2  车载网络的发展历程/158  8.2  车载网络的分类及其网络协议/159  8.3  常用车载网络系统简介/161    8.3.1  CAN/161    8.3.2  LIN/161    8.3.3  FlexRay/162    8.3.4  MOST/163    8.3.5  IEEE1394/163  8.4  网络基础知识/165    8.4.1  网络的概念/165    8.4.2  网络的分类（以计算机网络为例）/167    8.4.3  计算机网络体系结构/168    8.4.4  局域网/171    8.4.5  现场总线/172第9章  控制器局域网（CAN）/175  9.1  CAN概述/175    9.1.1  CAN的产生和发展/175    9.1.2  CAN协议标准及其定义的网络结构/176  9.2  CAN协议体系结构/177  9.3  CAN总线数据链路层基本原理/181    9.3.1  CAN传输数据的方式/181    9.3.2  CAN的非破坏性按位仲裁规则/189    9.3.3  CAN中的位填充/191    9.3.4  CAN对错误的处理/193  9.4  CAN总线物理层基本原理/194    9.4.1  CAN总线的同步/195    9.4.2  CAN总线节点与总线的连接/199  9.5  CAN总线的管理与故障界定/203    9.5.1  故障界定的概念/203    9.5.2  故障界定的实现方法/203    9.5.3  计数器的计数规则/203    9.5.4  总线故障管理/204  9.6  PHILIPS SJA1000 CAN控制器/205    9.6.1  PHILIPS SJA1000 CAN控制器在ECU中的位置和作用/205    9.6.2  硬件结构/206    9.6.3  CAN控制模块SJA1000的简要说明/207    9.6.4  SJA1000的两种工作模式/208    9.6.5  BasicCAN 模式下寄存器地址的分配/208    9.6.6  复位模式/210    9.6.7  控制寄存器（CR）/212    9.6.8  命令寄存器（CMR）/213    9.6.9  状态寄存器（SR）/214    9.6.10  中断寄存器（IR）/215    9.6.11  发送缓冲区列表/216    9.6.12  接收缓冲区列表/218    9.6.13  验收滤波器/219    9.6.14  总线定时寄存器/219    9.6.15  输出控制寄存器（OCR）/221    9.6.16  时钟分频寄存器（CDR）/224  9.7  SJA1000 在CAN节点中的应用/225    9.7.1  CAN节点的结构/225    9.7.2  硬件构成/226    9.7.3  CAN节点的基本工作过程/230    9.7.4  中断/238  9.8  通用CAN收发器PCA82C250/251/240    9.8.1  方框图与引脚排列/240    9.8.2  三种工作模式/241    9.8.3  典型应用电路/241第10章  SAE J1939协议/244  10.1  概述/244  10.2  网络拓扑结构/245  10.3  物理层/246  10.4  数据链路层/249    10.4.1  消息与帧的格式/249    10.4.2  协议数据单元/253    10.4.3  协议数据单元格式/254    10.4.4  消息（报文）类型/256    10.4.5  多帧传输机制/261    10.4.6  源地址和参数群编号的分配过程/262  10.5  网络层/265  10.6  应用层/266    10.6.1  通信参数的定义/267    10.6.2  发动机通信与控制参数/271  10.7  故障诊断/281    10.7.1  诊断故障代码定义/281    10.7.2  故障诊断状态灯/283    10.7.3  诊断报文（DM）/284  10.8  网络管理/290    10.8.1  SAE J1939通信方式/290    10.8.2  电控单元（ECU）的名称和地址/292    10.8.3  节点地址分配/293第11章  其他车载网络/296  11.1  LIN总线/296    11.1.1  LIN总线概述/296    11.1.2  LIN总线的主要特征/297    11.1.3  LIN总线的结构与协议/297    11.1.4  LIN的控制单元/302    11.1.5  LIN总线系统的物理结构/306    11.1.6  LIN总线在汽车上的应用/306    11.1.7  LIN的防盗功能和自诊断功能/308  11.2  MOST总线技术/309    11.2.1  MOST总线概述/309    11.2.2  MOST总线的主要特征及术语/309    11.2.3  MOST总线的基本结构与原理/311    11.2.4  MOST总线控制单元的内部结构/313    11.2.5  MOST总线的环形结构/316    11.2.6  MOST总线系统状态/316    11.2.7  MOST总线在汽车上的应用/318    11.2.8  MOST总线的诊断/318  11.3  蓝牙技术/320    11.3.1  蓝牙技术概述/320    11.3.2  车载蓝牙系统的结构与原理/321    11.3.3  蓝牙技术在车载免提系统中的应用/323    11.3.4  蓝牙技术的诊断/324  11.4  VAN总线/324    11.4.1  VAN总线的发展/324    11.4.2  VAN总线的结构/325    11.4.3  VAN的物理层/329第12章  大众车系车载网络系统/334  12.1  大众车系CAN网络的基本组成/334  12.2  驱动系统CAN总线/335    12.2.1  驱动系统CAN总线的数据传输/335    12.2.2  驱动系统CAN总线的信号抗干扰功能/336    12.2.3  驱动系统CAN总线的阻抗/337  12.3  舒适系统CAN总线/337    12.3.1  舒适系统CAN总线的数据传输/338    12.3.2  舒适系统CAN总线的单线工作模式/339  12.4  CAN总线的其他系统/340    12.4.1  网关/340    12.4.2  诊断总线/341    12.4.3  LIN总线/343    12.4.4  电源管理/343    12.4.5  内部故障管理/344  12.5  CAN总线典型故障/344  12.6  大众POLO轿车车载网络系统/346    12.6.1  车载网络节点——各电子控制单元控制功能电路/346    12.6.2  POLO轿车CAN总线/350    12.6.3  POLO轿车CAN总线自诊断/356第13章  奥迪车系车载网络系统/359  13.1  奥迪车系CAN系统概况/359    13.1.1  奥迪A6 CAN总线系统/359    13.1.2  奥迪A4 CAN总线系统/360    13.1.3  奥迪车系 CAN总线系统组成/362    13.1.4  网关与网络管理工作模式/364  13.2  LIN系统/365    13.3  奥迪车系CAN总线系统检测与故障诊断/367    13.3.1  驱动系统CAN总线的检测/367    13.3.2  驱动系统CAN总线的常见故障波形/368    13.3.3  舒适系统和信息系统CAN总线的检测/370    13.3.4  舒适系统CAN总线的常见故障波形/373    13.3.5  终端电阻的检测与诊断/379    13.3.6  测量数据块的读取/380    13.3.7  静态电流及其检测/382    13.3.8  故障存储/383附录1  MCS-51系列单片机指令表（按类型排列）/385附录2  单片机最小开发系统完整版原理图/388参考文献/389

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　　《汽车单片机与车载网络技术》力求用浅显通俗的语言先介绍单片机、通信和网络的基本概念，在此基础上逐渐扩展到专业理论。因为通用单片机容易获得，各高校实验条件成熟，所以在汽车单片机的介绍中，首先用通用单片机作为实体边学边练，通过通用单片机掌握系统的工作原理，然后再介绍汽车单片机的类型、ECU的组成和玛瑞利单点电脑。车载网络部分，通过CAN总线系统重点介绍CAN数据链路层的工作原理，通过J1939协议重点介绍CAN应用层的工作原理，最后通过两种典型车型的车载网络及其常见故障的学习，将理论知识和实际汽车电路结合起来，为学生提供一个从理论到实践的学习过程。

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《汽车单片机与车载网络技术》内容分为两大部分，其中第一部分（第1至7章）为汽车单片机部分，主要介绍通用单片机MCS-51的内部结构、工作原理与典型应用系统，介绍单片机的指令系统和程序设计过程，以及典型接口电路的硬件和软件构成，配合第7章的项目实训，让汽车类专业的读者对单片机系统有一个较为全面的认识，在此基础上介绍汽车单片机的类型、ECU的组成和玛瑞利单点电脑的工作原理与典型故障分析等；第二部分（第8至13章）为车载网络部分，主要介绍车载网络的发展历史，以及有关通信与网络技术的基础知识，通过CAN总线系统重点介绍了CAN数据链路层的工作原理，通过J1939协议重点介绍了CAN应用层的工作原理，介绍了LIN、MOST、VAN等其他车载网络技术，最后介绍了两种典型车型的车载网络及其常见故障。

《汽车单片机与车载网络技术》可作为汽车工程类本科、高职高专的教材，也可作为汽车类工程技术人员，中等职业学校汽车专业教师的参考书。

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