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简介
本书内容分为两大部分。其中**部分（第1至7章）为汽车单片机部分，前6章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，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，并在此基础上介绍典型的汽车单片机类型、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，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；第二部分（第8至12章）为车载网络部分，首先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，然后重点分析CAN网络数据链路层的工作原理，并在此基础上进一步分析车载网络的**发展成果——FlexRay网络的基本工作原理，再介绍VAN、LIN、MOST等其他车载网络技术，*后介绍奥迪车系的车载网络及其常见故障。
目录
**部分 汽车单片机
第1章 概述 3
1.1 汽车电工电子技术的发展 4
1.1.1 汽车电工电子技术的发展历程 4
1.1.2 汽车电工电子在整车系统中的地位 5
1.2 单片机的基础知识 6
1.2.1 单片机的概念和分类 6
1.2.2 常见单片机的类型、特点和用途 6
1.2.3 单片机的发展趋势 8
1.2.4 单片机在汽车上的应用 9
1.3 数制与编码 9
1.3.1 数制 9
1.3.2 编码 12
1.3.3 基本逻辑运算 13
1.3.4 几个术语 14
第2章 MCS-51单片机内部结构和原理 15
2.1 MCS-51单片机内部结构与封装 15
2.1.1 MCS-51单片机基本结构及功能 15
2.1.2 MCS-51单片机引脚分布及功能 17
2.2 MCS-51单片机内部存储器 19
2.2.1 程序存储器 19
2.2.2 数据存储器 20
2.3 MCS-51单片机的I/O端口电路、时钟电路与工作方式 24
2.3.1 MCS-51单片机I/O端口的结构及使用方法 24
2.3.2 MCS-51单片机时钟电路 28
2.3.3 MCS-51单片机工作方式 29
第3章 MCS-51单片机指令系统与程序设计 32
3.1 MCS-51单片机指令系统详解 32
3.1.1 MCS-51单片机指令概述 32
3.1.2 MCS-51单片机寻址方式 33
3.1.3 MCS-51单片机指令功能 36
3.2 MCS-51单片机汇编语言程序设计 46
3.2.1 MCS-51单片机汇编语言及其特点 47
3.2.2 MCS-51单片机汇编语言的伪指令 47
3.2.3 汇编程序设计步骤与基本结构 50
3.2.4 常用子程序 52
第4章 MCS-51单片机中断、定时系统及串行数据通信 55
4.1 MCS-51单片机中断系统 55
4.1.1 中断的概念 55
4.1.2 MCS-51单片机中断源 57
4.1.3 MCS-51单片机中断响应与服务 60
4.2 MCS-51单片机定时器/计数器 62
4.2.1 MCS-51单片机定时器/计数器的结构和工作原理 62
4.2.2 MCS-51单片机定时器/计数器的工作方式 63
4.3 MCS-51单片机串行数据通信 66
4.3.1 MCS-51单片机串行数据通信的基本原理 66
4.3.2 MCS-51单片机串行口的控制寄存器与工作方式 68
第5章 MCS-51单片机接口技术 73
5.1 MCS-51单片机键盘接口技术 73
5.1.1 独立式非编码键盘接口的实现 74
5.1.2 矩阵键盘接口的实现 75
5.2 MCS-51单片机显示器接口技术 76
5.2.1 LED数码管显示接口 76
5.2.2 LCD液晶显示接口 79
5.3 MCS-51单片机与D/A、A/D转换器接口技术 81
5.3.1 采用DAC0832芯片的D/A转换接口技术 81
5.3.2 ADC0809芯片的A/D转换接口技术 83
第6章 汽车单片机与电子控制单元 85
6.1 汽车单片机 85
6.1.1 摩托罗拉汽车单片机介绍 85
6.1.2 英飞凌公司生产的8位单片机B58468 87
6.1.3 西门子公司的80C517A单片机 89
6.2 汽车电子控制单元 89
6.2.1 ECU的作用 90
6.2.2 ECU的结构 91
6.2.3 ECU的可靠性 96
6.3 玛瑞利单点电脑 97
6.3.1 MC68HC11F1单片机 97
6.3.2 玛瑞利单点电脑的硬件构成 100
6.3.3 玛瑞利电脑的点火控制电路 108
6.3.4 玛瑞利电脑的喷油控制电路 110
6.3.5 玛瑞利电脑的怠速控制电路 111
6.3.6 其他电路 112
6.3.7 玛瑞利单点电脑典型故障剖析 113
第7章 单片机项目实训 116
项目实训1 单片机*小开发系统的设计制作 116
项目实训2 Keil Vision4编译仿真软件的安装与使用方法 123
项目实训3 下载软件的安装与使用 133
项目实训4 流 水 灯 139
项目实训5 继电器控制 140
项目实训6 交 通 灯 141
项目实训7 音 频 输 出 143
项目实训8 查询式键盘 146
项目实训9 4×4矩阵键盘 149
项目实训10 8位LED显示器 152
项目实训11 电 子 时 钟 154
项目实训12 DS18B20温度传感器 157
项目实训13 液晶显示器 163
第二部分 车 载 网 络
第8章 车载网络概述 171
8.1 车载网络的发展历史 171
8.1.1 车载网络产生的原因 171
8.1.2 车载网络的发展历程 172
8.2 车载网络的分类及其网络协议 173
8.3 常用车载网络系统简介 175
8.3.1 CAN 175
8.3.2 LIN 175
8.3.3 FlexRay 176
8.3.4 MOST 177
8.3.5 IEEE1394 177
8.4 网络基础知识 179
8.4.1 网络的概念 179
8.4.2 网络的分类（以计算机网络为例） 181
8.4.3 计算机网络体系结构 182
8.4.4 局域网 185
8.4.5 现场总线 186
第9章 控制器局域网（CAN） 189
9.1 CAN概述 189
9.1.1 CAN的产生和发展 189
9.1.2 CAN协议标准及其定义的网络结构 190
9.2 CAN协议体系结构 191
9.3 CAN总线数据链路层基本原理 195
9.3.1 CAN传输数据的方式 195
9.3.2 CAN的非破坏性按位仲裁规则 203
9.3.3 CAN中的位填充 205
9.3.4 CAN对错误的处理 207
9.4 CAN总线物理层基本原理 208
9.4.1 CAN总线的同步 209
9.4.2 CAN总线节点与总线的连接 213
9.5 CAN总线的管理与故障界定 217
9.5.1 故障界定的概念 217
9.5.2 故障界定的实现方法 217
9.5.3 计数器的计数规则 217
9.5.4 总线故障管理 218
第10章 FlexRay网络 220
10.1 概述 220
10.1.1 FlexRay的产生与发展历史 220
10.1.2 FlexRay的特点与应用领域 221
10.2 FlexRay网络物理层的要求 222
10.2.1 FlexRay总线与节点的总线驱动器 222
10.2.2 FlexRay的电气信号 224
10.2.3 电缆 226
10.2.4 连接器 227
10.2.5 电缆端接 227
10.3 FlexRay网络拓扑 230
10.3.1 点对点连接 230
10.3.2 无源星型拓扑 230
10.3.3 线性无源总线型拓扑 231
10.3.4 有源星型拓扑 232
10.3.5 级联的有源星型拓扑 233
10.3.6 混合型拓扑 233
10.3.7 双通道拓扑 234
10.4 FlexRay节点 235
10.4.1 FlexRay节点的构成 235
10.4.2 FlexRay节点的基本运行状态 236
10.5 FlexRay帧格式 237
10.5.1 FlexRay帧头（5字节） 237
10.5.2 FlexRay有效负载数据段（0～254字节） 239
10.5.3 FlexRay帧尾 241
10.6 FlexRay帧编码 241
10.6.1 帧编码 242
10.6.2 特征符编码 243
10.6.3 取样与多数判决 244
10.7 FlexRay的媒体接入控制 245
10.7.1 通信周期 246
10.7.2 静态段 248
10.7.3 动态段 249
10.7.4 符号窗 251
10.7.5 网络空闲时间 252
10.8 FlexRay的簇唤醒与启动 252
10.8.1 簇唤醒 252
10.8.2 通信启动与重新集成 253
10.9 FlexRay的时钟同步 254
10.9.1 时钟同步的概念 254
10.9.2 时间表示法 254
10.9.3 同步进程 256
第11章 其他车载网络 258
11.1 LIN总线 258
11.1.1 LIN总线概述 258
11.1.2 LIN总线的主要特征 259
11.1.3 LIN网络的结构、节点与信号 259
11.1.4 LIN报文帧的帧结构 262
11.1.5 命令帧与扩展帧的帧结构 266
11.1.6 唤醒信号 267
11.1.7 报文滤波与报文确认 268
11.1.8 LIN总线的数据传输过程 268
11.1.9 LIN总线在汽车上的应用 269
11.2 VAN总线 271
11.2.1 VAN总线概述 271
11.2.2 VAN总线的结构 272
11.2.3 帧结构 273
11.2.4 传输模式 274
11.2.5 传输冲突仲裁 274
11.2.6 VAN的通信服务类型 276
11.2.7 VAN的物理层 276
11.3 MOST总线技术 277
11.3.1 MOST总线概述 277
11.3.2 MOST总线的主要特征及术语 278
11.3.3 MOST总线的基本结构 279
11.3.4 MOST总线的帧结构 281
11
第1章 概述 3
1.1 汽车电工电子技术的发展 4
1.1.1 汽车电工电子技术的发展历程 4
1.1.2 汽车电工电子在整车系统中的地位 5
1.2 单片机的基础知识 6
1.2.1 单片机的概念和分类 6
1.2.2 常见单片机的类型、特点和用途 6
1.2.3 单片机的发展趋势 8
1.2.4 单片机在汽车上的应用 9
1.3 数制与编码 9
1.3.1 数制 9
1.3.2 编码 12
1.3.3 基本逻辑运算 13
1.3.4 几个术语 14
第2章 MCS-51单片机内部结构和原理 15
2.1 MCS-51单片机内部结构与封装 15
2.1.1 MCS-51单片机基本结构及功能 15
2.1.2 MCS-51单片机引脚分布及功能 17
2.2 MCS-51单片机内部存储器 19
2.2.1 程序存储器 19
2.2.2 数据存储器 20
2.3 MCS-51单片机的I/O端口电路、时钟电路与工作方式 24
2.3.1 MCS-51单片机I/O端口的结构及使用方法 24
2.3.2 MCS-51单片机时钟电路 28
2.3.3 MCS-51单片机工作方式 29
第3章 MCS-51单片机指令系统与程序设计 32
3.1 MCS-51单片机指令系统详解 32
3.1.1 MCS-51单片机指令概述 32
3.1.2 MCS-51单片机寻址方式 33
3.1.3 MCS-51单片机指令功能 36
3.2 MCS-51单片机汇编语言程序设计 46
3.2.1 MCS-51单片机汇编语言及其特点 47
3.2.2 MCS-51单片机汇编语言的伪指令 47
3.2.3 汇编程序设计步骤与基本结构 50
3.2.4 常用子程序 52
第4章 MCS-51单片机中断、定时系统及串行数据通信 55
4.1 MCS-51单片机中断系统 55
4.1.1 中断的概念 55
4.1.2 MCS-51单片机中断源 57
4.1.3 MCS-51单片机中断响应与服务 60
4.2 MCS-51单片机定时器/计数器 62
4.2.1 MCS-51单片机定时器/计数器的结构和工作原理 62
4.2.2 MCS-51单片机定时器/计数器的工作方式 63
4.3 MCS-51单片机串行数据通信 66
4.3.1 MCS-51单片机串行数据通信的基本原理 66
4.3.2 MCS-51单片机串行口的控制寄存器与工作方式 68
第5章 MCS-51单片机接口技术 73
5.1 MCS-51单片机键盘接口技术 73
5.1.1 独立式非编码键盘接口的实现 74
5.1.2 矩阵键盘接口的实现 75
5.2 MCS-51单片机显示器接口技术 76
5.2.1 LED数码管显示接口 76
5.2.2 LCD液晶显示接口 79
5.3 MCS-51单片机与D/A、A/D转换器接口技术 81
5.3.1 采用DAC0832芯片的D/A转换接口技术 81
5.3.2 ADC0809芯片的A/D转换接口技术 83
第6章 汽车单片机与电子控制单元 85
6.1 汽车单片机 85
6.1.1 摩托罗拉汽车单片机介绍 85
6.1.2 英飞凌公司生产的8位单片机B58468 87
6.1.3 西门子公司的80C517A单片机 89
6.2 汽车电子控制单元 89
6.2.1 ECU的作用 90
6.2.2 ECU的结构 91
6.2.3 ECU的可靠性 96
6.3 玛瑞利单点电脑 97
6.3.1 MC68HC11F1单片机 97
6.3.2 玛瑞利单点电脑的硬件构成 100
6.3.3 玛瑞利电脑的点火控制电路 108
6.3.4 玛瑞利电脑的喷油控制电路 110
6.3.5 玛瑞利电脑的怠速控制电路 111
6.3.6 其他电路 112
6.3.7 玛瑞利单点电脑典型故障剖析 113
第7章 单片机项目实训 116
项目实训1 单片机*小开发系统的设计制作 116
项目实训2 Keil Vision4编译仿真软件的安装与使用方法 123
项目实训3 下载软件的安装与使用 133
项目实训4 流 水 灯 139
项目实训5 继电器控制 140
项目实训6 交 通 灯 141
项目实训7 音 频 输 出 143
项目实训8 查询式键盘 146
项目实训9 4×4矩阵键盘 149
项目实训10 8位LED显示器 152
项目实训11 电 子 时 钟 154
项目实训12 DS18B20温度传感器 157
项目实训13 液晶显示器 163
第二部分 车 载 网 络
第8章 车载网络概述 171
8.1 车载网络的发展历史 171
8.1.1 车载网络产生的原因 171
8.1.2 车载网络的发展历程 172
8.2 车载网络的分类及其网络协议 173
8.3 常用车载网络系统简介 175
8.3.1 CAN 175
8.3.2 LIN 175
8.3.3 FlexRay 176
8.3.4 MOST 177
8.3.5 IEEE1394 177
8.4 网络基础知识 179
8.4.1 网络的概念 179
8.4.2 网络的分类（以计算机网络为例） 181
8.4.3 计算机网络体系结构 182
8.4.4 局域网 185
8.4.5 现场总线 186
第9章 控制器局域网（CAN） 189
9.1 CAN概述 189
9.1.1 CAN的产生和发展 189
9.1.2 CAN协议标准及其定义的网络结构 190
9.2 CAN协议体系结构 191
9.3 CAN总线数据链路层基本原理 195
9.3.1 CAN传输数据的方式 195
9.3.2 CAN的非破坏性按位仲裁规则 203
9.3.3 CAN中的位填充 205
9.3.4 CAN对错误的处理 207
9.4 CAN总线物理层基本原理 208
9.4.1 CAN总线的同步 209
9.4.2 CAN总线节点与总线的连接 213
9.5 CAN总线的管理与故障界定 217
9.5.1 故障界定的概念 217
9.5.2 故障界定的实现方法 217
9.5.3 计数器的计数规则 217
9.5.4 总线故障管理 218
第10章 FlexRay网络 220
10.1 概述 220
10.1.1 FlexRay的产生与发展历史 220
10.1.2 FlexRay的特点与应用领域 221
10.2 FlexRay网络物理层的要求 222
10.2.1 FlexRay总线与节点的总线驱动器 222
10.2.2 FlexRay的电气信号 224
10.2.3 电缆 226
10.2.4 连接器 227
10.2.5 电缆端接 227
10.3 FlexRay网络拓扑 230
10.3.1 点对点连接 230
10.3.2 无源星型拓扑 230
10.3.3 线性无源总线型拓扑 231
10.3.4 有源星型拓扑 232
10.3.5 级联的有源星型拓扑 233
10.3.6 混合型拓扑 233
10.3.7 双通道拓扑 234
10.4 FlexRay节点 235
10.4.1 FlexRay节点的构成 235
10.4.2 FlexRay节点的基本运行状态 236
10.5 FlexRay帧格式 237
10.5.1 FlexRay帧头（5字节） 237
10.5.2 FlexRay有效负载数据段（0～254字节） 239
10.5.3 FlexRay帧尾 241
10.6 FlexRay帧编码 241
10.6.1 帧编码 242
10.6.2 特征符编码 243
10.6.3 取样与多数判决 244
10.7 FlexRay的媒体接入控制 245
10.7.1 通信周期 246
10.7.2 静态段 248
10.7.3 动态段 249
10.7.4 符号窗 251
10.7.5 网络空闲时间 252
10.8 FlexRay的簇唤醒与启动 252
10.8.1 簇唤醒 252
10.8.2 通信启动与重新集成 253
10.9 FlexRay的时钟同步 254
10.9.1 时钟同步的概念 254
10.9.2 时间表示法 254
10.9.3 同步进程 256
第11章 其他车载网络 258
11.1 LIN总线 258
11.1.1 LIN总线概述 258
11.1.2 LIN总线的主要特征 259
11.1.3 LIN网络的结构、节点与信号 259
11.1.4 LIN报文帧的帧结构 262
11.1.5 命令帧与扩展帧的帧结构 266
11.1.6 唤醒信号 267
11.1.7 报文滤波与报文确认 268
11.1.8 LIN总线的数据传输过程 268
11.1.9 LIN总线在汽车上的应用 269
11.2 VAN总线 271
11.2.1 VAN总线概述 271
11.2.2 VAN总线的结构 272
11.2.3 帧结构 273
11.2.4 传输模式 274
11.2.5 传输冲突仲裁 274
11.2.6 VAN的通信服务类型 276
11.2.7 VAN的物理层 276
11.3 MOST总线技术 277
11.3.1 MOST总线概述 277
11.3.2 MOST总线的主要特征及术语 278
11.3.3 MOST总线的基本结构 279
11.3.4 MOST总线的帧结构 281
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