第1讲_汽车电子技术与单片机

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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特点： 它是一种微控制器，

2、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、8、9、A、B、C、D、E、F共

3、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较为方便，故十六进 制数与十

4、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、二进制与十进制数的互换二进制转换为十进

5、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1122=6 余062=3 余0 32=1 余112=0 余1并按习惯将二进制数写成8位，可得 25=0001100lB。小数 十进制小数转换为二进制

6、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20.68752=1.375 小数点左边整数为10.3752=0.75小数点左边整数为00.75 2=1.5小数点左边整数为10.5 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，则按小数点以后 各位的权，用底数为16的负 n

7、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4316=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50.7516=12.0 小数点左边整数为0CH可得 0.359375=0.5CH带符号的二进制数一、 带符号二进制数的表示

8、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，在计算机中通常把其最高位作为符号位，用0表示“ ”，用1表示“

9、”，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）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

10、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 01000 0100 .01110000BCD 码1001010001110010转换为十进制数 ：1001 0100 . 0111 00109 4 .

11、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 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

12、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I 0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

13、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,故称之为机器语言。2汇编语汇编语 言：汇编语言是以助记符代替机器指令的一种语言，每条助 记符都对应一条机器指令，目的是为了对写出来的指令容 易阅读且直观易记。3高级语级语 言：高级语言是一种面向过程的语言，面向过程是指这种语 言只考虑解题的过程，只有在细节的地方才考虑使用的是 什么机器，所使用的词和语句都尽量采用常用的单词、数 学符号和表达式、比较符合人的习惯，但最终还是要转换 为以机器语言表示的目标程序，才能使用。