汽车单片机及局域网技术(第2版)学习任务2[46页]
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汽车网络技术●汽车网络技术的发展历程1.第一阶段:零部件层次的汽车电器时代2.第二阶段:子系统层次的汽车单片机(汽车计算机)控制时代3.第三阶段:整车网络层次的汽车网络化时代4.第四阶段:以Telematics技术为代表的汽车信息化时代●汽车网络技术产生的原因?1.汽车上的电子控制系统越来越多,其内部的线束也会越来越复杂2.复杂的、多控制单元的汽车单片机控制系统3.汽车上各系统需要互相通信,且信息传输量急剧增加,传统的一对一布线,线束的数量急剧增加,质量也会增加,甚至达到难以承受的程度a)所以,汽车网络技术应运而生●什么是数据总线?所谓数据总线,就是指能在一天(或几条)数据线上,同时(或分时)传输大量的按照一定规律进行编码的数据(信号)的技术。
其所传输的数据(信号)可以被多个系统共享,从而最大限度地提高了系统的信息传输效率,以充分利用有限的自愿●采用网络技术的优点?1.减轻整车自重2.降低生产成本3.提高工作可靠性4.便于后续开发5.同时,也便于实现控制器与执行器的就近安装(或一体化安装),节省了安装空间,提高了控制的实时性和控制精度●现场总线的组成?数据传输线和节点●节点和单片机控制系统的区别?一个节点的各传感器和执行器可以分属于不同的控制系统,即传感器信号对于本节点控制的执行器不一定是有用的信号,节点只负责把传感器的信号发送到总线上。
而该执行器所需的传感器信号也不一定与执行器在同一节点上,控制单元可以从总线上获得该控制系统所需的传感器信号。
即在现场总线中,节点信息的发布和获取是自由的和开放的●汽车网络的拓扑结构?有线形结构、星形结构、环形结构●总线按联网范围分主总线系统、子总线系统。
主总线系统负责跨系统的数据交换,子总线系统负责系统内的数据交换。
主总线系统的相关参数主总线系数据传输速率总线结构统K总线9.6 kbit/s 线形,单线D总线10.5~115 kbit/s 线形,单线CAN 100 kbit/s 线形,双线K-CAN 100 kbit/s 线形,双线F-CAN 100 kbit/s 线形,双线PT-CAN 500 kbit/s 线形,双线byteflight 10 Mbit/s 星形,光纤MOST 22.5 Mbit/s 环形,光纤子总线系统相关参数子总线系统数据传输速率总线结构K总线协议9.6 kbit/s 线形,单线BSD位串行数据接口9.6 kbit/s 线形,单线DWA总线9.6 kbit/s 线形,单线LIN总线9.6~19.2 kbit/s 线形,单线汽车网络按信息传输速度分美国汽车工程师学会(SAE)的汽车网络委员会按照系统的复杂程度、传输流量、传输速度、传输可靠性、动作响应时间等参量,将汽车数据传输网络划分为A、B、C、D、E五类。
各章习题解答第1章单片机概述参考答案1.答:微控制器,嵌入式控制器2.答:CPU、存储器、I/O口、总线3.答:C4.答:B5.答:微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓,微处理器芯片本身不是计算机。
而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统,单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。
嵌入式处理器一般意义上讲,是指嵌入系统的单片机、DSP、嵌入式微处理器。
目前多把嵌入式处理器多指嵌入式微处理器,例如ARM7、ARM9等。
嵌入式微处理器相当于通用计算机中的CPU。
与单片机相比,单片机本身(或稍加扩展)就是一个小的计算机系统,可独立运行,具有完整的功能。
而嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的中央处理器。
为了满足嵌入式应用的特殊要求,嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的,但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。
6.答:MCS-51系列单片机的基本型芯片分别:8031、8051和8071。
它们的差别是在片内程序存储器上。
8031无片内程序存储器、8051片内有4K字节的程序存储器ROM,而8751片内有集成有4K字节的程序存储器EPROM。
7.答:因为MCS-51系列单片机中的“MCS”是Intel公司生产的单片机的系列符号,而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的单片机。
8.答:相当于MCS-51系列中的87C51,只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。
9.单片机体积小、价格低且易于掌握和普及,很容易嵌入到各种通用目的的系统中,实现各种方式的检测和控制。
单片机在嵌入式处理器市场占有率最高,最大特点是价格低,体积小。
DSP是一种非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算(如数字滤波、FFT、频谱分析等)的嵌入式处理器。
由于对其硬件结构和指令进行了特殊设计,使其能够高速完成各种复杂的数字信号处理算法。
2018~2019学年第一学期期末考试试卷(A)卷《汽车单片机与车载网络技术》满分:100分考试时间:100分钟考生得分:一、填空题:(每空1分,共30分)1. 自动控制系统有两种最基本的形式,即开环控制和闭环控制2. MCS-51单片机的基本组成包括CPU,片内存储器,1个串行口、4个并行I/O接口、2个定时器/计数器、中断系统和时钟振荡器等功能部件。
3. 当MCS-51引脚ALE信号有效时,表示把P0口输出的低8位地址锁存起来,以实现低位地址和数据的隔离。
4. 一个机器周期等于6个状态周期,振荡脉冲2分频后产生的时钟信号的周期定义为状态周期。
5、根据汽车总体结构,汽车电子控制系统分为发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统。
6、输入电路的功能是接收和处理来自ECU外部的信号,主要分为两类,一类是传感器信号,开关信号。
7、计算机网络硬件由网络节点和连接节点的传输介质组成。
8.网络协议的3要素:语法、语义、定时规则。
9. 数据帧有7个不同的位域,依次是起始域、仲裁域(状态域)、、控制域、数据域、安全域、应答域和帧结束域。
10、LIN总线传输特点是传输速度低、结构简单、价格低廉。
11.一般而言,照明系统属于车载网络等级标准中的A类网络。
12. CAN数据总线系统由控制器、收发器、两个数据传输终端和两条数据传输线组成。
13. 奥迪车系的网络管理工作模式有睡眠、唤醒两种。
二、判断题:(每空1分,共15分)1.在MCS-51系统中,一个机器周期等于1.5μs。
(错)2.定时器与计数器的工作原理均是对输入脉冲进行计数。
(错)3.MCS-51片内20H-2FH范围内的数据存储器,既可以字节寻址又可以位寻址。
(对)4.Continue 和break都可用来实现循环体的中止。
(错)5.电控燃油喷射系统根据工作情况总体上可分为燃油供给系统、空气供给系统、电子控制系统等三个部分。
(对)6.安全气囊系统由安全气囊、气体发生装置、碰撞传感器和ECU等组成。
一、实习背景随着汽车电子技术的飞速发展,现代汽车已不再是简单的机械装置,而是集成了大量电子设备的复杂系统。
汽车局域网(CAN总线)作为汽车电子控制系统的核心,负责在各个电子设备之间传递信息,实现数据共享和协同工作。
为了提高学生对汽车局域网的认知和检修能力,我校组织了一次汽车局域网检修实训。
二、实习目的1. 熟悉汽车局域网的基本结构和工作原理。
2. 掌握汽车局域网故障诊断和检修方法。
3. 提高动手实践能力和团队合作精神。
三、实习内容1. 汽车局域网基本知识实训首先介绍了汽车局域网的基本概念、发展历程、标准规范等。
通过讲解,使学生了解了CAN总线的工作原理、通信协议、拓扑结构等。
2. 汽车局域网故障诊断在了解了汽车局域网的基本知识后,实训重点讲解了汽车局域网故障诊断方法。
主要包括:- 故障现象分析:通过观察车辆症状,初步判断故障可能发生的部位。
- 诊断工具使用:介绍了故障诊断仪、示波器等常用工具的使用方法。
- 数据流分析:通过分析故障代码和数据流,找出故障原因。
3. 汽车局域网检修实训过程中,学生分组进行汽车局域网检修实践。
具体步骤如下:- 故障定位:根据故障现象和数据流分析,确定故障部位。
- 故障排除:针对故障原因,采取相应的维修措施,如更换部件、调整参数等。
- 功能测试:检修完成后,对相关功能进行测试,确保故障已排除。
4. 实训案例实训过程中,选取了多个实际案例进行分析和讲解,如:- 发动机故障灯报警:通过读取故障代码和数据流,确定故障原因为点火系统故障。
- 制动系统故障:通过诊断仪读取制动系统数据流,发现制动液液位过低,导致制动系统故障。
四、实习总结1. 实习收获通过本次实训,学生对汽车局域网有了更深入的了解,掌握了故障诊断和检修方法,提高了动手实践能力和团队合作精神。
2. 存在问题- 部分学生对汽车局域网的基本知识掌握不够牢固。
- 实训过程中,部分学生动手操作能力有待提高。
3. 改进措施- 加强理论知识学习,提高学生对汽车局域网的理解。