随着汽车电子技术的快速发展，单片机在汽车中的应用越来越广泛。汽车单片机是一门理论和实践相结合的课程，本书将理论和实践紧密结合，以培养学生动手和实践能力为目标，主要介绍了51单片机的硬件结构和工作原理、C51程序设计、中断系统、定时器与计数器、串行通信、单片机接口技术、软件开发工具Keil C51与虚拟仿真平台Proteus的使用。同时，本书提供了相应的实验和实践案例，每个实践案例都与汽车行业相关，并提供了C语言清单、硬件设计原理图、程序设计流程图和Proteus仿真原理图，有利于读者理论联系实际，自主分析、理解和验证基于单片机的汽车应用系统。
本书适合各工科类院校车辆工程、汽车服务工程、新能源汽车工程、汽车检测与维修技术、交通运输等专业学生选用，可以作为汽车单片机理论教学、实验与实践、课程设计以及毕业设计的教材，也可以作为从事相关工作的技术人员或者大学生科研竞赛的参考书。

1.本书由单片机理论基础知识、单片机基础实验和课外实训两部分组成，是偏重汽车应用类的单片机专业教材，对汽车类专业课程的教学与改革、学生的学习和指导具有重要意义。
2.本书以培养学生掌握车用单片机系统科学设计的方法以及解决实际问题的动手能力为主线，从单片机理论教学、实验教学和工程应用角度出发，按照单片机理论学习基础实验汽车应用实验汽车实际应用项目设计与开发的学习流程，由浅入深，介绍了单片机的工作原理、以51单片机为基础的相关实验和与汽车相关单片机实践实训案例，并把三者进行了融合，能够使初学者从零基础开始学习单片机，并掌握单片机在汽车方向的应用与系统设计。
3.本书为应用型本科汽车类专业系列教材，适合车辆工程相关专业师生、技术人员学习。

传统的汽车是一个单纯的机械装置，但随着电气、电子、通信、计算机技术的发展，现代汽车已经成为机电一体化的智能设备，这些智能设备几乎都是由单片机承担着控制核心的角色，汽车单片机已经成为汽车产业发展的关键因素之一。
51系列单片机由于其典型的结构和完善的总线专用寄存器的集中管理，众多的逻辑位操作功能及面向控制的丰富的指令系统，成为初学者最容易上手和学习的单片机，但目前大部分51系列单片机教材未与汽车专业实践相结合，因为汽车单片机技术实践性强，需要通过大量的实验和实践训练，才能较好地掌握其工作原理与设计应用。本书按照理论实验实践的教学思路编写，力求保证内容的完整性和连续性，由浅入深，由易到难，注重单片机在汽车中的实际应用，采用基于Keil编译器的C51编程语言，以仿真软件Proteus为平台，通过实验和实践案例，加深学生对单片机工作原理的理解，提升学生汽车单片机应用系统设计、制作和调试的能力。
本书共11章，分为3个部分，涵盖了单片机应用技术和单片机汽车实践的基本内容。第一部分是单片机基础知识（第1 ~ 9章），包括单片机发展历史和汽车电子行业现状、MCS-51单片机的硬件结构和内部资源、C51程序设计、中断系统、定时器与计数器、串行通信的使用及编程、单片机接口技术、单片机在汽车中的应用实例、Keil Vision和Proteus ISIS编程仿真工具的应用，使学生掌握单片机应用的基础知识；第二部分为第10章课内实验，这部分为单片机基础实验，用于训练学生正确掌握并运用单片机的主要功能部件；第三部分为第11章课外实践，这部分以第一部分和第二部分为基础，结合汽车相关应用案例，使学生快速掌握汽车单片应用系统的设计、制作、调试的流程和方法。
本书特色：
1）循序渐进，培养学生动手动脑、解决问题的能力。内容编排上以基础知识应用介绍实验系统设计为主线，由浅入深，由理论到实践。
2）紧密结合汽车技术，注重实践。从单片机在汽车中应用的角度出发，力求单片机的实践与创新，引用汽车单片机实践案例，以加深学生对单片机基础知识的理解，提升学生车用单片机系统设计和制作的能力。
本书由王俊龙担任主编，陆兆钠担任副主编，丁徐强、冒兴峰、黄爱维、王传杏、于建锋担任参编。全书由王俊龙负责策划和统稿。在本书的编写过程中，参阅了大量的书籍和文献资料，在此谨向各位作者表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，书中疏漏之处在所难免，恳请广大读者批评指正。


编 者

前言
天工讲堂二维码索引
第一章 汽车电子技术与车用单片机
概述 1
第一节 汽车电子技术的发展 1
一、汽车电子技术发展史 1
二、汽车电子系统在整车中的作用 1
三、汽车电子行业发展趋势 3
第二节 单片机概述 3
一、什么是单片机 3
二、单片机的产生与发展 3
三、常见单片机的类型及特点 4
四、单片机的发展趋势 5
第二章 MCS-51单片机硬件结构 6
第一节 MCS-51单片机的总体结构 6
第二节 MCS-51单片机的引脚功能 8
一、电源及时钟引脚功能 8
二、控制引脚 8
三、并行I/O口引脚 9
第三节 MCS-51单片机中央处理器 9
一、运算器 9
二、控制器 11
第四节 MCS-51单片机存储器 11
一、数据存储器 12
二、程序存储器 14
三、特殊功能存储器 15
第五节 MCS-51单片机并行I/O
端口 15
一、P0端口 15
二、P1端口 16
三、P2端口 17
四、P3端口 18
第六节 MCS-51单片机的时序 18
一、时序的基本概念 18
二、MCS-51单片机的工作时序 19
第七节 MCS-51单片机的辅助
电路 20
一、复位电路 20
二、时钟电路 21
第三章 C51程序设计 22
第一节 C51 语言基础 22
一、数据类型 22
二、数据存储类型与存储模式 22
三、C51 的基本运算 23
四、绝对地址的访问 25
五、C51控制语句与程序设计 26
六、指针与数组 30
第二节 C51的语言函数 32
一、函数定义与分类 32
二、函数参数与函数的值 34
三、函数调用与声明 35
第四章 中断系统 36
第一节 中断的概念及优点 36
一、中断系统的概念 36
二、中断系统的优点 37
第二节 中断系统的结构 37
一、中断源 37
二、中断控制寄存器 37
三、中断响应过程 40
第三节 C51中断服务函数 40
第五章 定时器/计数器 42
第一节 定时器/计数器T0和T1的
结构和工作原理 42
一、定时器/计数器T0和T1的
结构 42
二、定时器/计数器T0和T1的
工作原理 42
第二节 定时器/计数器控制的相关
寄存器 43
一、工作方式寄存器TMOD 43
二、控制寄存器TCON 44
第三节 定时器/计数器的工作方式
及应用 44
一、工作方式0 44
二、工作方式1 45
三、工作方式2 45
四、工作方式3 46
第六章 串行通信的使用及编程 47
第一节 串行通信的概念 47
一、概述 47
二、串行通信的数据传送方向 49
第二节 串行通信口的结构与相关
寄存器 49
一、串行通信口的结构 49
二、串行通信口的控制寄存器 51
第三节 串口的工作方式 52
一、方式0 52
二、方式1 53
三、方式2 54
四、方式3 55
五、波特率的设置 55
第七章 单片机接口技术 57
第一节 数码管显示器及其接口 57
一、LED数码管的显示原理 57
二、LED数码管的静态显示与
动态显示 58
第二节 键盘接口设计 62
一、键盘的工作原理 62
二、键盘的接口电路 62
第三节 LCD1602液晶显示器接口
设计 64
一、液晶显示器简介 64
二、1602字符型LCD简介 65
三、LCD1602的指令说明 67
四、LCD1602的RAM地址映射 70
五、LCD1602的一般初始化（复位）
过程 71
第八章 单片机在汽车中的应用实例 73
第一节 自动防抱死制动装置 73
一、自动防抱死制动系统介绍 73
二、防抱死制动系统的控制原理 73
三、防抱死制动系统的组成 74
第二节 电动汽车电池管理系统 75
一、电池管理系统介绍 75
二、电池管理系统的功能 75
三、电池管理系统的组成和原理 76
第三节 汽车主动悬架控制系统 77
一、汽车悬架介绍 77
二、主动悬架控制系统的组成 77
三、主动悬架控制系统的控制
原理 77
第九章 Keil Vision与Proteus ISIS 78
第一节 Keil Vision 使用介绍 78
一、Keil Vision4 运行环境介绍 78
二、Keil Vision4 工程创建 78
第二节 Proteus ISIS介绍 88
一、Proteus功能简介 88
二、Proteus基本用法 90
第十章 课内实验 94
第一节 外部中断实验 94
一、实验目标 94
二、实验内容 94
三、实验电路 94
四、程序流程框图 95
五、参考程序 95
第二节 定时器/计数器定时实验 96
一、实验目标 96
二、实验内容 96
三、实验电路 96
四、程序流程框图 97
五、参考程序 97
第三节 定时器/计数器计数实验 98
一、实验目标 98
二、实验内容 98
三、实验电路 98
四、程序流程框图 98
五、参考程序 99
第四节 串口通信实验 100
一、实验目标 100
二、实验内容 100
三、实验电路 100
四、程序流程框图 101
五、参考程序 101
第五节 流水灯实验 102
一、实验目标 102
二、实验内容 102
三、实验电路 103
四、程序流程框图 103
五、参考程序 104
第六节 LED数码管显示实验 104
一、实验目标 104
二、实验内容 105
三、实验电路 105
四、程序流程框图 105
五、参考程序 106
第七节 矩阵键盘扫描实验 107
一、实验目标 107
二、实验内容 107
三、实验电路 107
四、程序流程框图 108
五、参考程序 109
第八节 LCD1602 液晶显示实验 110
一、实验目标 110
二、实验内容 110
三、实验电路 110
四、程序流程框图 111
五、参考程序 112
第十一章 课外实践 116
第一节 汽车信号灯控制器的设计 116
一、项目目标 116
二、项目功能要求 116
三、总体方案设计 116
四、硬件电路设计 117
五、系统程序设计 117
六、项目实践 121
第二节 交通信号灯控制系统的
设计 123
一、项目目标 123
二、项目功能要求 123
三、总体方案设计 123
四、硬件电路设计 123
五、系统程序设计 126
六、项目实践 128
第三节 汽车倒车雷达系统的设计 131
一、项目目标 131
二、项目功能要求 131
三、总体方案设计 131
四、硬件电路设计 133
五、系统程序设计 136
六、项目实践 139
第四节 电动汽车步进电机控制系统
的设计 141
一、项目目标 141
二、项目功能要求 141
三、总体方案设计 141
四、硬件电路设计 141
五、系统程序设计 144
六、项目实践 147
第五节 电动汽车电机调速系统的
设计 150
一、项目目标 150
二、项目功能要求 150
三、总体方案设计 150
四、硬件电路设计 150
五、系统程序设计 153
六、项目实践 154
第六节 出租车广告点阵灯系统的
设计 156
一、项目目标 156
二、项目功能要求 156
三、总体方案设计 156
四、硬件电路设计 157
五、系统程序设计 159
六、项目实践 159
第七节 汽车电子密码锁的设计 163
一、项目目标 163
二、项目功能要求 163
三、总体方案设计 163
四、硬件电路设计 163
五、系统程序设计 165
六、项目实践 170
第八节 电动汽车简易电池电压监测
系统的设计 173
一、项目目标 173
二、项目功能要求 173
三、总体方案设计 173
四、硬件电路设计 174
五、系统程序设计 178
六、项目实践 181
第九节 汽车简易空调控制系统的
设计 183
一、项目目标 183
二、项目功能要求 183
三、总体方案设计 183
四、硬件电路设计 184
五、系统程序设计 186
六、项目实践 188
第十节 汽车刮水器控制系统的
设计 191
一、项目目标 191
二、项目功能要求 191
三、总体方案设计 191
四、硬件电路设计 192
五、系统程序设计 192
六、项目实践 195
第十一节 电动汽车超速报警器的
设计 197
一、项目目标 197
二、项目功能要求 197
三、总体方案设计 197
四、硬件电路设计 198
五、系统程序设计 198
六、项目实践 201
第十二节 客车超载监测系统的
设计 204
一、项目目标 204
二、项目功能要求 204
三、总体方案设计 204
四、硬件电路设计 204
五、系统程序设计 207
六、项目实践 209
第十三节 汽车防酒驾报警器系统的
设计 212
一、项目目标 212
二、项目功能要求 212
三、总体方案设计 212
四、硬件电路设计 213
五、系统程序设计 214
六、项目实践 219
第十四节 公交车车站智能显示系统
的设计 221
一、项目目标 221
二、项目功能要求 221
三、总体方案设计 221
四、硬件电路设计 222
五、系统程序设计 227
六、项目实践 232
第十五节 交通警示牌系统的设计 233
一、项目目标 233
二、项目功能要求 233
三、总体方案设计 233
四、硬件电路设计 234
五、系统程序设计 235
六、项目实践 237
第十六节 车内自检报警系统的
设计 240
一、项目目标 240
二、项目功能要求 240
三、总体方案设计 240
四、硬件电路设计 240
五、系统程序设计 243
六、项目实践 245
参考文献 248