21世纪全国高等院校汽车类创新型应用人才培养规划教材：汽车微控制器结构原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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蓝志坤 编

图书标签:

• 汽车工程
• 微控制器
• 嵌入式系统
• 汽车电子
• 创新人才培养
• 应用型人才
• 教材
• 21世纪规划教材
• 汽车技术
• 单片机

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301223475

版次：1

商品编码：11238614

包装：平装

丛书名： 21世纪全国高等院校汽车类创新型应用人才培养规划教材

开本：16开

出版时间：2013-04-01

用纸：胶版纸

页数：319

字数：480000

正文语种：中文

编辑推荐

　　全面系统地阐述了汽车微控制器的结构与原理
　　深入浅出地介绍了新技术在汽车微控制器上的应用
　　生动活泼地展示了汽车微控制器的最新案例和发展趋势

内容简介

　　近年来，随着汽车电子化和智能化的发展，微控制器控制装置已大量采用，且技术日益复杂，这样必然导致汽车的结构和控制的改变。《21世纪全国高等院校汽车类创新型应用人才培养规划教材：汽车微控制器结构原理与应用》就是为了填补汽车微控制器控制方面的知识而编写的。
　　《21世纪全国高等院校汽车类创新型应用人才培养规划教材：汽车微控制器结构原理与应用》主要从汽车微控制器的基础，目前常用的汽车专用微控制器，微控制器对发动机、底盘及车身的控制原理和过程等方面进行比较全面系统的阐述。本书在编写过程中，坚持由浅入深、通俗易懂、图文并茂、便于学习理解的指导原则，在内容上有理论、有实践，做到理论与实践相结合。本书力图使初学者在短时间内掌握汽车微控制器的相关知识，在内容上有一定的可操作性。
　　《21世纪全国高等院校汽车类创新型应用人才培养规划教材：汽车微控制器结构原理与应用》适合作为本科生及大中专院校学生学习的教材，也可作为维修人员的参考资料。

内页插图

目录

绪论
0.1 汽车微控制系统的发展
0.2 汽车微控制系统的一般构成
0.3 汽车微控制系统的特性
0.4 汽车微控制系统的分类
0.5 控制系统的性能评价
0.6 微控制系统的优点
复习题

第1章 汽车微控制系统基础
1.1 单片机相关概念
1.2 单片机技术的发展
1.3 单片机的结构及工作原理
1.4 80C51单片机中断系统
1.5 8051单片机的定时器/计数器
1.6 串行通信
1.7 MCS-51常用接口电路
复习题

第2章 汽车专用微控制器
2.1 8位微控制器
2.2 16位微控制器
2.3 32位微控制器
复习题

第3章 发动机电脑控制
3.1 单点喷射马瑞利发动机电脑控制
3.2 电子式喷油系统控制
3.3 点火控制系统
3.4 怠速控制
3.5 可变节气门的控制
复习题

第4章 汽车自动变速器控制
4.1 电子控制自动变速器
4.2 齿轮变速系统的结构原理
4.3 液压控制元件和换挡规律
4.4 电子控制自动变速系统的控制过程
4.5 金属带式无级自动变速器
复习题

第5章 汽车防抱死制动系统及驱动控制系统
5.1 防抱死制动系统的基本原理
5.2 防抱死制动系统
5.3 防抱死制动系统的分类
5.4 防抱死制动系统各组成部件
5.5 防抱死制动液压控制系统
5.6 防抱死制动系统控制过程
5.7 驱动轮防滑转控制系统
复习题

第6章 汽车电子控制悬架系统
6.1 电子控制悬架系统的组成
6.2 电子控制变高度悬架系统
6.3 电子控制变刚度悬架系统
6.4 电子控制变阻尼悬架系统
6.5 变高度、变刚度、变阻尼悬架系统
复习题

第7章 汽车车身及其他电子控制系统
7.1 汽车空调系统的自动控制
7.2 汽车巡航控制系统
复习题
参考文献

前言/序言

　　为了提高汽车的动力性、经济性，改善其排放性，增强其安全性、操纵稳定性和舒适性等，采用微控制器控制技术已成为一种不可阻挡的趋势，且技术日益成熟、日臻完善。在20世纪90年代初期，发达国家生产的轿车上已经装备有微控制器控制的燃油喷射发动机。我国汽车专用微控制器起步较晚，但目前的发展速度相当快，国内各汽车制造厂生产的轿车，都相继采用了微控制器控制技术。为了适应形势发展的需要，为了适应国际汽车市场的竞争，为了与国际经济接轨，国产汽车微控制器控制技术正在加快升级换代的步伐，今后更先进的电喷发动机将会不断装配在国产汽车上。
　　汽车上大量采用微控制器控制装置后，由于结构上有较大的改变，且技术日益复杂，国内广大汽车领域的人员普遍缺乏这方面的系统知识，给工作带来许多困难。本书就是为了改变这种状况而编写的，在汽车微控制器的内部结构及工作原理方面做了较深入的介绍，从而使工作人员对汽车微控制器内部有较系统的学习。
　　本书对汽车微控制器的工作原理和内部结构，汽车专用微控制器的控制，微控制器控制电喷发动机的喷油、点火等控制过程，汽车底盘的控制，汽车车身的控制都做了详细介绍。书中采用理论与实例相结合的方式，使理论知识在实例讲述中得到升华，使学生的学习过程变得生动。针对本科生学习的特点采用图形和表格的形式，使内容更丰富生动，也益于理解和学习。
　　本书首先从微控制器的基础-51系列单片机开始学习，然后进一步学习汽车专用的8位、16位及32位微控制器的知识，最后对汽车发动机、底盘及车身控制的具体控制过程做详细讲述，条理清晰，层次分明。全书共分8章，对汽车微控制器在汽车中的应用层层深入讲解，使学生对汽车微控制器的控制不再陌生。
　　本书由蓝志坤任主编，王静、孙冰寒、李未任副主编。许多同仁也对本书的编写提出了宝贵意见，在此向他们表示感谢。
　　由于编者水平有限，编写时间仓促，资料缺乏，所涉及技术内容较新，书中难免有疏漏和不妥之处，敬请读者批评指正。

《现代汽车电子技术：从原理到实践》 本书旨在为读者提供一个全面、深入理解现代汽车电子技术及其核心——汽车微控制器——的平台。全书结构清晰，内容循序渐进，理论与实践紧密结合，力求让读者在掌握基础知识的同时，能够触类旁通，理解并应用汽车电子的最新发展。 第一部分：汽车电子技术概览 本部分首先勾勒出汽车电子技术在现代汽车中的重要地位和发展趋势。我们将回顾汽车电子技术的演进历程，从早期的简单传感器和执行器，到如今高度集成的复杂控制系统。读者将了解到，汽车电子技术已成为提升汽车性能、安全性、燃油经济性和舒适性的关键驱动力。我们将深入探讨当前汽车电子技术的几个主要应用领域，包括： 动力总成控制： 发动机管理系统（EMS）、变速器控制系统（TCS）等，以及它们如何通过精确控制实现高效燃烧和排放优化。 底盘电子系统： 防抱死制动系统（ABS）、电子稳定程序（ESP）、电动助力转向（EPS）等，以及这些系统如何显著提升车辆的操控性和安全性。 车身电子系统： 舒适性控制（如空调、电动座椅）、信息娱乐系统、车灯控制、车窗和门锁控制等，以及它们如何为驾驶者和乘客提供便利与舒适。 高级驾驶辅助系统（ADAS）： 如自适应巡航控制（ACC）、自动紧急制动（AEB）、车道保持辅助（LKA）等，以及这些系统如何通过传感器融合和智能决策，为实现自动驾驶奠定基础。 车载通信系统： CAN、LIN、FlexRay等车载网络技术，以及它们在不同电子控制单元（ECU）之间实现信息交换和协同工作中的作用。 通过本部分的介绍，读者将对现代汽车电子系统的整体架构和技术要点建立起宏观认识。 第二部分：汽车微控制器核心原理 本部分将聚焦汽车电子技术的核心——汽车微控制器（MCU）。我们将从其基本构成出发，深入剖析其工作原理。 微控制器的基本架构： 介绍CPU（中央处理器）、存储器（RAM、ROM/Flash）、输入/输出（I/O）端口、定时器/计数器、中断控制器等核心组成部分的功能与作用。 指令集与数据通路： 讲解微控制器如何执行指令，以及数据在CPU内部和存储器之间传输的机制。 存储器管理： 详细介绍不同类型的存储器（如Flash、EEPROM、RAM）的特性、用途以及在汽车应用中的考量。 定时器与中断： 深入讲解定时器/计数器的应用，如何用于精确的时间测量、脉冲生成和周期性事件触发。中断系统的原理，包括中断源、中断向量、中断优先级以及中断服务程序的执行流程，对于理解实时控制至关重要。 模数转换（ADC）与数模转换（DAC）： 讲解ADC如何将现实世界的模拟信号（如传感器输出）转换为微控制器可处理的数字信号，以及DAC如何将数字信号转换为模拟信号。我们将重点关注其在汽车传感器信号采集和执行器控制中的应用。 通信接口： 深入介绍微控制器内部集成的各种通信接口，如UART、SPI、I2C等，以及它们在与外围设备通信时的作用。 第三部分：汽车微控制器在典型应用中的实践 本部分将结合实际的汽车应用场景，详细阐述微控制器的具体实现和功能。 发动机控制单元（ECU）的微控制器应用： 讲解微控制器如何采集曲轴、凸轮轴位置、进气压力、温度等传感器信号，并根据发动机模型计算喷油脉宽、点火提前角等参数，实现精确的燃油喷射和点火控制。 制动防抱死系统（ABS）的微控制器应用： 阐述微控制器如何通过轮速传感器的反馈，控制液压单元的电磁阀，实现对车轮制动压力的快速调节，防止车轮抱死。 电动助力转向（EPS）的微控制器应用： 介绍微控制器如何根据方向盘转角传感器、车速传感器等信息，控制助力电机输出扭矩，为驾驶者提供恰当的转向助力。 车身控制模块（BCM）的微控制器应用： 讲解微控制器如何集成并控制车窗升降、车门锁定、车灯、雨刮等功能，实现车身电子系统的集中管理。 车载网络通信（CAN总线）： 详细讲解CAN协议的原理、帧格式、仲裁机制等，以及微控制器如何通过CAN控制器实现与其他ECU之间的高效可靠通信。我们将模拟实际的CAN通信场景，展示数据包的发送与接收过程。 传感器信号处理与滤除： 介绍微控制器如何对来自不同传感器的信号进行采样、滤波（如数字滤波）、校准，以提高信号的准确性和鲁棒性。 执行器控制策略： 讲解微控制器如何通过PWM（脉冲宽度调制）等技术，精确控制电磁阀、电机等执行器的动作，实现期望的控制效果。 第四部分：嵌入式软件开发与调试 本部分将重点关注汽车微控制器嵌入式软件的开发过程。 开发环境搭建： 介绍常用的交叉编译工具链、集成开发环境（IDE）等。 嵌入式C语言编程： 讲解在嵌入式系统开发中常用的C语言技巧，以及如何高效地操作硬件寄存器。 实时操作系统（RTOS）的应用： 介绍RTOS的基本概念，如任务调度、任务间通信、资源管理等，以及RTOS如何帮助构建复杂的汽车电子软件系统。 驱动程序开发： 讲解如何编写与特定硬件（如ADC、定时器、通信接口）交互的底层驱动程序。 应用程序开发： 阐述如何基于驱动程序和RTOS，开发具体的应用功能，如传感器数据采集、控制算法实现等。 调试技术： 介绍硬件调试工具（如JTAG/SWD调试器）、仿真器以及调试策略，帮助读者快速定位和解决软件问题。 代码优化与效率提升： 讲解内存优化、CPU效率提升等技术，以满足汽车电子对性能和资源占用的严格要求。 第五部分：汽车电子未来的发展方向 本部分将展望汽车电子技术的未来发展趋势，为读者提供前瞻性的视角。 车联网（V2X）： 介绍车与车、车与基础设施、车与网络之间的通信技术，以及由此带来的新应用场景，如协同驾驶、交通信息共享等。 自动驾驶技术： 深入探讨实现自动驾驶所需的关键技术，包括传感器融合、高精度地图、路径规划、决策控制等，以及微控制器在其中扮演的角色。 汽车电气化与智能化： 探讨电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）中特有的电子控制需求，以及人工智能（AI）和机器学习（ML）在汽车领域的应用，如预测性维护、智能驾驶员监控等。 功能安全与信息安全： 强调汽车电子系统在功能安全（如ISO 26262）和信息安全方面的重要性，以及微控制器设计和软件开发需要遵循的标准和原则。 本书结构严谨，逻辑清晰，语言通俗易懂，配有大量的图示和实例，旨在帮助读者建立扎实的汽车微控制器理论基础，掌握其在实际应用中的开发与调试方法，并对汽车电子技术的未来发展有深刻的理解。无论是汽车工程专业的学生，还是汽车电子领域的从业者，本书都将是您不可或缺的学习伙伴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和广度都令我印象深刻。它不仅仅局限于讲解微控制器的基础结构，而是深入到了更宏观的汽车电子系统层面。我特别喜欢书中对于不同汽车控制单元（ECU）的详细介绍，例如防抱死制动系统（ABS）的控制逻辑，以及电子稳定程序（ESP）的工作原理。作者通过对这些典型ECU的剖析，让我对微控制器在实际汽车中的应用有了更直观的认识。书中对于CAN总线、LIN总线等汽车通信协议的讲解也相当到位，这些通信方式是现代汽车实现信息互联互通的关键，理解它们对于掌握汽车电子架构至关重要。我尝试着去阅读书中关于这些通信协议的章节，虽然有些专业术语一开始让我感到陌生，但通过书中提供的表格和流程图，我逐渐理清了数据在不同ECU之间如何传输和交换。书中的示例代码也很有帮助，虽然我目前还无法完全理解所有代码的含义，但它为我提供了一个学习和实践的起点。我计划在后续的学习中，结合这本书中的理论知识，尝试着去编写一些简单的控制程序，以便更深入地理解微控制器的编程和应用。总而言之，这本书为我构建了一个关于汽车微控制器及其在汽车电子系统中角色的完整知识体系，让我对未来的学习方向更加明确。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于汽车电子领域最新技术进展的覆盖也是我非常欣赏的一点。我尤其对书中关于功率半导体器件在汽车应用中的介绍很感兴趣。随着电动汽车的普及，对高性能、高效率的功率器件的需求日益增长。书中详细介绍了IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等功率器件的原理、特性以及在电机驱动、电源管理等方面的应用。我了解到，这些器件的性能直接影响着汽车的续航里程和充电效率。书中还对SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）等新型宽禁带半导体材料在汽车领域的应用前景进行了探讨，这些都是当前汽车电子技术发展的前沿。我感觉这本书让我有机会接触到行业最前沿的技术动态，这对于我保持技术的领先性非常有帮助。我计划在阅读完这本书后，进一步深入研究这些新型半导体材料及其应用。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书在案例分析方面的详实程度超出了我的预期。它不仅仅提供了理论知识，更重要的是将这些知识落地到了实际的汽车电子系统中。我尤其对书中关于发动机电子控制单元（ECU）的章节印象深刻。作者通过详细的图示和文字描述，解释了微控制器如何接收来自各种传感器（如氧传感器、曲轴位置传感器）的数据，并根据这些数据来精确控制燃油喷射和点火时机，从而优化发动机的性能和燃油经济性。这种深入到具体执行层面的讲解，让我对汽车的“心脏”有了更深刻的理解。书中还列举了许多其他ECU的实例，例如车窗升降控制、后视镜调节等，这些看似简单的功能，背后都离不开微控制器的精密计算和控制。我曾经对这些功能是如何实现的感到好奇，而这本书为我揭示了答案。让我觉得惊喜的是，书中还涉及了一些高级主题，例如汽车网络安全和OTA（Over-The-Air）更新技术，这些都是当前汽车行业非常热门的领域，能够提前接触到这些前沿知识，对于我未来的职业发展非常有益。我感觉这本书不仅仅是教授技术，更是在启发我对汽车电子技术的创新思维。

评分☆☆☆☆☆

从技术细节的深度来看，这本书的讲解丝毫不逊色于专业的技术手册。我对书中关于模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的章节特别感兴趣。我了解到，微控制器需要将现实世界中的模拟信号（如温度、压力）转换为数字信号进行处理，然后再将数字信号转换为模拟信号来控制执行器（如电机）。书中详细解释了ADC和DAC的工作原理，包括采样率、分辨率、量化误差等关键参数，并给出了相关的数学模型。这对于理解微控制器如何与传感器和执行器进行交互至关重要。我之前在学习数字信号处理时对这些概念有过初步了解，但这本书将它们与汽车应用的具体场景相结合，让我有了更清晰的认识。此外，书中还对微控制器的中断机制进行了深入讲解，理解中断对于编写高效、实时的控制程序至关重要。作者通过形象的比喻，将中断比作“紧急电话”，解释了微控制器如何快速响应外部事件。这些深入的技术细节，让我感到这本书的作者在汽车微控制器领域拥有深厚的功底。

评分☆☆☆☆☆

让我印象深刻的是，这本书在讲解复杂概念时，善于运用类比和图解，让晦涩的理论变得易于理解。我之前在学习微控制器的时钟系统时，感到有些困惑，因为涉及到PLL（锁相环）等复杂技术。但是，书中通过将时钟系统比作“心脏的跳动”，并配以清晰的时序图，让我很快就理解了时钟信号的产生、分配和同步等关键概念。这种化繁为简的处理方式，极大地降低了学习难度。另外，书中关于存储器的章节也做得非常到位。我了解到了RAM、ROM、Flash等不同类型存储器的特点和应用场景，以及微控制器如何访问这些存储器。书中还详细介绍了内存管理单元（MMU）和缓存机制，这些对于理解微控制器的性能至关重要。我感觉这本书的作者在教学方面非常有经验，能够准确把握学生的学习难点，并提供有效的解决方案。这种以人为本的教学理念，让我对这本书的好感度倍增。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格简洁明了，非常易于阅读和理解。我尤其喜欢书中对一些抽象概念的形象化描述。例如，在讲解微控制器的数据总线和地址总线时，作者将其比作“信息高速公路”和“门牌号”，生动形象地解释了它们的作用。这种通俗易懂的讲解方式，让我能够快速抓住核心要点，避免了被复杂的专业术语所困扰。书中还穿插了许多问答环节，对一些学生可能存在的疑问进行了预判和解答，这让我感觉作者非常用心。此外，书中的图表和插图都非常精美，色彩搭配合理，内容丰富，能够有效地辅助文字说明，加深读者的理解。我感觉这本书不仅仅是一本技术书籍，更是一本优秀的科普读物，它能够激发我对汽车微控制器的学习兴趣，并引导我深入探索这个 fascinating 的领域。

评分☆☆☆☆☆

这本《汽车微控制器结构原理与应用》真是让我眼前一亮，作为一名汽车工程专业的学生，我对汽车电子技术一直抱有浓厚的兴趣，尤其是微控制器在现代汽车中的核心作用，更是深深吸引着我。拿到这本书后，我迫不及待地翻阅起来，首先映入眼帘的是其清晰的版式设计和严谨的编排逻辑。从基础的半导体器件原理，到复杂的集成电路设计，再到具体的微控制器架构，书中层层递进，循序渐进，为我这个初学者打开了一扇通往汽车微控制器世界的大门。我尤其欣赏书中对于原理部分的深入剖析，它并没有停留在表面的概念介绍，而是深入到晶体管的开关特性、逻辑门的组合运算，乃至时钟信号的产生与分配等底层细节。这些知识点虽然抽象，但作者通过丰富的图示和生动的比喻，将其解释得通俗易懂，让我能够真正理解微控制器是如何工作的，而不是仅仅停留在“知其然”的层面。此外，书中还穿插了大量的实际应用案例，从发动机管理系统到车身电子控制单元，让我看到了理论知识如何在现实世界中转化为强大的功能，这对于巩固学习效果，建立理论与实践之间的联系至关重要。我感觉这本书不仅仅是教材，更像是一位经验丰富的老师，耐心地引导着我一步步探索汽车微控制器的奥秘，为我未来的学习和职业发展打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实践指导性也是我非常看重的一点。它不仅仅停留在理论层面，更提供了许多实际操作的指导和建议。我喜欢书中关于微控制器开发板的介绍，以及如何使用相关的集成开发环境（IDE）和调试工具。虽然书中没有直接提供代码项目，但它详细阐述了开发流程，从需求分析、硬件选型、软件设计到最终的调试验证，为我提供了一个清晰的开发框架。我特别对书中关于不同类型微控制器的选型指南感兴趣，了解了不同微控制器在性能、功耗、成本等方面的权衡，这对于未来在实际项目中选择合适的微控制器非常有帮助。书中还提到了许多开源的微控制器平台和社区资源，这为我提供了进一步学习和探索的途径。我感觉这本书就像是一个“入门指南”，为我这个想要动手实践的学生提供了一个清晰的路径。我计划在完成理论学习后，购买一块相应的开发板，按照书中的思路去尝试开发一些简单的汽车电子功能，将理论知识转化为实际的技能。

评分☆☆☆☆☆

这本书在知识体系的构建上做得非常出色，它不仅涵盖了汽车微控制器的基本原理，还触及了相关的前沿技术和发展趋势。我对书中关于嵌入式系统安全性的讨论特别感兴趣。在汽车智能化、网联化的趋势下，嵌入式系统的安全性变得尤为重要。书中详细介绍了汽车电子系统中可能面临的安全威胁，例如信息泄露、非法访问和恶意攻击，并提出了一些相应的安全防护措施，如加密技术、访问控制和安全引导。这些内容让我意识到，仅仅掌握微控制器的功能是不够的，还需要关注其安全性设计。此外，书中还对未来汽车电子技术的发展方向进行了展望，例如自动驾驶、车联网和新能源汽车中的微控制器应用。这些内容让我对汽车行业未来的发展有了更清晰的认识，也为我树立了更加长远的学习目标。我感觉这本书不仅仅是让我学习知识，更是在启发我对汽车电子技术未来发展的思考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的逻辑结构清晰，内容循序渐进，非常适合作为汽车专业学生的入门教材。我从书中对微控制器指令集和寻址方式的讲解中获益匪浅。我了解到，不同的微控制器拥有不同的指令集，这些指令集决定了微控制器能够执行的操作。书中详细列举了RISC（精简指令集计算机）和CISC（复杂指令集计算机）的特点，并以一个具体的微控制器为例，讲解了其指令的构成和执行过程。这对于我理解程序是如何被翻译成机器指令，并在微控制器上执行至关重要。此外，书中对不同寻址方式的解释也让我对内存访问有了更深入的理解。例如，立即寻址、寄存器寻址、直接寻址、间接寻址等，这些不同的寻址方式在效率和灵活性上有所差异。我感觉这本书为我打下了坚实的底层知识基础，让我能够更好地理解更高级的软件开发和系统设计。