第1讲-汽车电子技术与单片机

1、课程概述,实践性 主要内容 单片机原理、freescale16位单片机 时间安排 1+6+1+1+6+4+4+1 上课要求 考试（考查？考试？）,第一节 汽车电子技术发展,讨论学习过的主要汽车电子技术,发动机电子控制系统,自动变速器控制系统,？控制系统,？控制系统,第一节 汽车电子技术发展,汽车电子技术的发展 基础微电子技术的发展 单片机的发展 汽车电子系统在整车中的地位,第一节 汽车电子技术发展,什么是单片机？ 从计算机说开去 CPU、内存、硬盘、主板、各种IO接口 将CPU、存储器、IO设备等主要功能在一个集成电路芯片中实现。 是微型计算机的一个重要分支,第一节 汽车电子技术发展,单片机的

2、特点： 它是一种微控制器，主要面向工程控制领域 注重现场工程、体积小 I/O功能控制性强，但内部存储量小 只能借助专门的系统进行开发 功耗低 价格低,第二节 单片机的应用,单片机的发展 第一阶段：4位 第二阶段：51系统，816位 第三阶段：16位、32位、专用化,第二节 单片机的应用,单片机在汽车中的应用过程 第一阶段： 第二阶段： 第三阶段：,1. 进位计数制及各计数制间的转换,一、进位计数制 1、基数R(Radix)：它代表计数制中所用到的数码个数。如：在十进制计数中用到09十个数码，基数是10；二进制计数中用到0和1两个数码，基数是2；而十六进制计数中用到0、1、2、3、4、5、6、7

3、、8、9、A、B、C、D、E、F共十六个数码，基数是16。一般地说，基数为R的数制（简称R进制）中，包含0、1、R1个数码，进位规律为“逢R进1”或“借当R”。 2、位权W(Weight),第二节 数制与码制,二、三种进制数间的相互转换 1、二进制数转换成十进制数：按权展成多项式 2、十进制数转换为二进制数：任一十进制整数N转换成二进制数的方法是连续除以2倒取余。 3、二进制数与十六进制数之间的相互转换 从个位开始向左4位为1组进行转换；若高位不足4位添0补足4位，便可将二进制数转换为十六进制数。 4、十进制数与十六进制数之间的相互转换 由于十六进制数是二进制数的缩写，二进制数与十进制数转换又

4、较为方便，故十六进制数与十进制数之间的转换可通过二进制数进行。 三、二进制数的算术运算 二进制数的加、减法遵循“逢2进1”、“借1当2”的原则。,不同进位计数制及其互换,一、二进制与十六进制的互换 二进制转换为十六进制数 整数 从小数点开始向左，每四位二进制整数为一组可转换为一位的十六进制数。 小数 从小数点开始向右，每四位二进制小数为一组可转换为一位的十六进制小数。 十六进制转换为二进制数 整数 十六进制整数转换为二进制数整数，同样从小数点开始向左，一位十六进制数可转换为四位二进制数。 小数 十六进制小数转换为二进制小数，也是从小数点开始向右一位十六进制小数转换为四位二进制小数。,二、二进制

5、与十进制数的互换 二进制转换为十进制数 整数 二进制整数转换为十进制整数，可按各位数的权，即底数为2的n-1次幂来确定， n表示该数的位数，例如二进制数为101010l0B，则十进制数为： 小数 二进制小数转换为十进制小数，可按底数为2的负n次幂来确定，n同样表示位数，例如求0.00110011B的十进制值。,十进制转换为二进制数 整数 十进制整数转换为二进制整数，采用逐次除以 2，余数反序排列，即第1次除以2的余数排在最低位。以25为例逐次除以2的列式如下： 252=12 余1 122=6 余0 62=3 余0 32=1 余1 12=0 余1 并按习惯将二进制数写成8位，可得 25=0001

6、100lB。 小数 十进制小数转换为二进制小数，采用小数部分逐次乘2，每次乘积若产生整数则将整数个位(即所为溢出位)按正序排列，小数部分继续乘2。以0.6875为例。将小数点右边数逐次乘2 0.68752=1.375小数点左边整数为1 0.3752=0.75小数点左边整数为0 0.75 2=1.5小数点左边整数为1 0.5 2=1小数点左边整数为1 可得出 0.6875=0.10110000B,三、十六进制与十进制数的互换 十六进制转换为十进制数 整数 十六进制整数转换为十进制整数可按各位数的权，即底数为16的 n-1 次幂来确定， n表示该数的位数。例如： 小数 十六进制小数转换为十进制小数

7、，则按小数点以后各位的权，用底数为16的负 n次幂来确定，n 同样表示位数。,十进制转换为十六进制数 整数 十进制整数转为十六进制整数采用逐次除以16，余数反序排列的方法。例如： 1356216=847 余10(记作0AH) 84716=52 余15(记作0FH) 5216=3 余4 316=0 余3 可得13562=34FAH 小数 十进制小数转为十六进制小数采用小数部分逐次乘16，每次乘积若产生整数，则将所得整数按正序排列，例如十进制小数0.359375转换为十六进制数： 0.35937516=5.75 小数点左边整数为5 0.7516=12.0 小数点左边整数为0CH 可得 0.3593

8、75=0.5CH,带符号的二进制数,一、 带符号二进制数的表示方法 原码表示法：规定最高位为符号位，其余表示数值。 反码表示法：规定最高位为符号位，对于正数，其余各位表示数值。对于负数，其余各位应将1换成0，将0换成1，即所谓逐位取反。 补码表示法：仍然规定最高位定为符号位，对于正数，其余各位表示数值。对于负数，除符号位外，其余按原码的各位值，逐位取反，全部取反后再加1，简称为取反加1。,带符号二进制数表示方法举例：,可见正数的反码和补码与原码完全相同。,2. 码制及其转换,1、原码 无符号数所有数位均为表示二进制数大小的数值位，其表示的十进制数的范围从0255。对于带符号二进制数而言，在计算

9、机中通常把其最高位作为符号位，用0表示“”，用1表示“”，其余位作为数值位，称为带符号数的原码，或称机器数。而用正负号表示的带符号数称为X原的真值。 2、反码 正数的反码与其原码相同。保持负数原码的符号位不变，数值位逐位取反 3、补码 正数的补码与其原码相同。负数的补码在其反码最低位加1得出。 补码所表示的8位二进制数的范围从128127。真值需将结果先还原为原码，或利用互补的特点，继续求补，得到补码对应的原码，进而计算其真值。,码制及其转换,微型机只有加法器，没有专门的减法器，当进行减法时，对减数采用补码进行加法运算。,码制及其转换,二、BCD码（Binary Coded Decimal）

10、BCD码是用二进制直接表示十进制数。1位十进制数有09共10个不同数码，故需要由4位二进制数来编码。4位二进制数有16种组合，可任取其中10种组合分别代表10个十进制数码，其余6种组合为非法码。常用8421BCD码，取十六进制数的前10种组合作为10个十进制数码，而A、B、C、D、E、F视为非法码，不允许出现。,一、BCD码 BCD 码以4位为一组，选用 0000B至1001B的十种状态代表0-9共10个数，舍弃二进制表示法中的其余6种状态。例如十进制数84.7转换为的BCD码： 8 4 .7 0 1000 0100 .01110000 BCD 码1001010001110010转换为十进制数

11、： 1001 0100 . 0111 0010 9 4 . 7 2,二、ASCII码 ASCII 码是美国信息交换标准代码的简称，共128个，用数码0000000O-01111111 表示各种文字或符号，其中包括 英文大小写字母：52个； 0至9数码：10个； 常用书写符号和常用运算符号：！和+、-、等)有32个； 控制符号：34个： 共计128个。例如英文大写字母 A 的ASCII码为01000001，或写成十六进制为41H。详见附录 。,附录,第三节 单片机系统的组成,单片机单片微型计算机 把组成微型计算机的各部件，如CPU、存储器、IO接口电路、定时计数器制作在一块集成电路中。 运算器

12、控制器 存储器 输入 输出,第三节 单片机系统的组成,一、单片机系统的硬件 硬件是指构成单片机系统的所有电子、机械和磁性的部件及设备，包括中央处理单元、存储器、外围设备与输入输出接口。它的组成如图。,单片机系统的硬件组成,单片机的输入/输出接口 输入输出设备与主机的连接电路称为接口，简称I0接口。接口是主机与外设之间的连接部件，设置目的一是为了实现外设与总线的隔离。二是为了对进出信号进行锁存或变换，隔离一般用三态门，锁存可以采用D触发器。,由三态门构成的IO接口,由D触发器构成的IO接口,二、单片机系统的软件 软件（系统软件、应用软件）是各种程序及数据的总称，它以数字形式存储在硬件之中，要单片机完成某项任务，首先要把操作步骤按照单片机所能理解的语言编成程序，并通过编程器把程序连同原始数据存入（或称写入）单片机的ROM，然后在程序控制下，才能自动进行各种操作和运算。 软件可以用不同的语言编写，即机器语言、汇编语言和高级语言。,编写单片机软件所用的语言 1机器语言： 机器语言是以二进制数码表示操作指令或数据的一种语言。它可以直接为单片机的CPU所识别，用其他语言编写的程序最后也要转换成机器语言，才能送入CPU执行运算,由于这种语言随机器的不同而异,故