汽車電子控制基礎

本書是重慶電子工程職業學院校級精品資源共享課程“汽車電子控制基礎”的配套教材。全書採用項目式編寫模式，一共包括五個項目，即汽車電子控制系統認知、汽車常用傳感器、汽車微型計算機控制單元、汽車執行器單元及技能實訓。除項目五外，每個項目又由若干個任務劃分為不同的學習單元，每個學習單元均包含任務背景、相關知識及實踐活動；同時，每個項目末尾均包含知識拓展、能力鑑定與信息反饋。本書可作為高等職業院校汽車類相關專業的教材，也可作為汽車維修技術人員的短期培訓教材，還可供相關工程技術人員閲讀參考。

項目一 汽車電子控制系統認知 1

項目描述 1

任務一 認識汽車電子控制系統 1

【任務背景】 1

【相關知識】 1

一、汽車電子控制技術簡介 1

二、自動控制系統分類 2

【實踐活動】 3

任務二 分析汽車電子控制系統的結構 3

【任務背景】 3

【相關知識】 4

一、概述 4

二、傳感器 4

三、電子控制單元(ECU) 5

四、執行器 6

【實踐活動】 6

任務三 探討汽車電子控制技術的

發展及應用 6

【任務背景】 6

【相關知識】 7

一、汽車電子控制技術的發展 7

二、汽車電子控制技術的應用 8

【實踐活動】 11

知識拓展 11

能力鑑定與信息反饋 12

項目二 汽車常用傳感器 15

項目描述 15

任務一 分析汽車傳感器的發展現狀及趨勢 15

【任務背景】 15

【相關知識】 15

一、概述 15

二、傳感器的作用 15

三、汽車傳感器的分類 16

四、汽車傳感器的性能要求 18

五、汽車傳感器未來發展趨勢探討 18

【實踐活動】 19

任務二 分析温度傳感器的類型及應用 19

【任務背景】 19

【相關知識】 19

一、概述 19

二、熱電阻式温度傳感器 20

三、熱電偶式温度傳感器 23

四、温度傳感器的應用 24

【實踐活動】 28

任務三 分析壓力傳感器的類型及應用 28

【任務背景】 28

【相關知識】 28

一、概述 28

二、壓電式壓力傳感器 29

三、霍爾式壓力傳感器 32

四、壓阻式壓力傳感器 34

五、壓力傳感器在汽車上的應用 35

【實踐活動】 39

任務四 分析空氣流量傳感器 39

【任務背景】 39

【相關知識】 39

一、概述 39

二、空氣流量計的結構原理 40

三、空氣流量傳感器在汽車上的

應用及測試方法 41

【實踐活動】 48

任務五 分析氧傳感器 48

【任務背景】 48

【相關知識】 48

一、概述 48

二、氧傳感器的結構及工作原理 48

三、氧傳感器的種類及其原理 49

四、氧傳感器的常見故障及檢測 51

【實踐活動】 54

任務六 分析爆震傳感器的類型及應用 54

【任務背景】 54

【相關知識】 54

一、爆震傳感器的工作原理 54

二、磁致伸縮式爆震傳感器 55

三、壓電式爆震傳感器 56

四、爆震傳感器的檢測 56

【實踐活動】 57

任務七 分析主要的位置與角度傳感器 58

【任務背景】 58

【相關知識】 58

一、曲軸位置傳感器(CKP) 58

二、節氣門位置傳感器(TPS) 67

【實踐活動】 76

任務八 認知其他傳感器 76

【任務背景】 76

【相關知識】 77

一、轉速傳感器 77

二、光傳感器 79

三、超聲波距離傳感器 80

四、雨滴檢測傳感器 83

五、磨損檢測傳感器 84

六、壓電式加速度傳感器 84

【實踐活動】 86

知識拓展 86

能力鑑定與信息反饋 93

項目三 汽車微型計算機控制單元 96

項目描述 96

任務一 認知微控制器基礎知識 96

【任務背景】 96

【相關知識】 96

一、微控制器的作用及發展 96

二、微控制器的組成 99

三、計算機指令與編程基礎 113

四、源程序的編輯、彙編和調試 119

【實踐活動】 120

任務二 分析微控制器的中斷系統與

定時系統 120

【任務背景】 120

【相關知識】 120

一、微控制器的中斷系統 120

二、微控制器的定時/計數器 133

【實踐活動】 138

任務三 認知微控制器的系統擴展方法 138

【任務背景】 138

【相關知識】 139

一、系統擴展的概述 139

二、系統總線擴展 140

三、存儲器的擴展方法 141

四、簡單8位並行I/O口的擴展方法 143

【實踐活動】 146

任務四 分析輸入與輸出接口電路 146

【任務背景】 146

【相關知識】 146

一、概述 146

二、開關信號的輸入/輸出 147

三、模擬量輸入/輸出通道結構 152

四、模/數(A/D)轉換與數/模(D/A)轉換 158

五、汽車常用顯示器件簡介 165

六、LED數碼顯示器概述 170

【實踐活動】 172

任務五 認知串行通信與CAN總線 172

【任務背景】 172

【相關知識】 173

一、概述 173

二、串行通信的基本概念 173

三、MCS-51單片機串行接口及

工作方式 179

四、CAN總線基礎知識 184

【實踐活動】 187

知識拓展 187

能力鑑定與信息反饋 189

項目四 汽車執行器單元 192

項目描述 192

任務一 執行器作用及分類認知 192

【任務背景】 192

【相關知識】 192

一、執行器的作用 192

二、執行器的分類 192

【實踐活動】 193

任務二 直流電動機分析 193

【任務背景】 193

【相關知識】 194

一、直流電動機的結構 194

二、直流電動機的工作原理 195

三、直流電動機的調速控制 197

四、直流電動機在汽車中的應用 198

【實踐活動】 200

任務三 步進電動機分析 200

【任務背景】 200

【相關知識】 201

一、步進電動機的作用及基本原理 201

二、步進電動機的分類 202

三、步進電動機在汽車上的應用 206

【實踐活動】 208

任務四 繼電器分析 208

【任務背景】 208

【相關知識】 208

一、繼電器的作用及分類 208

二、繼電器在汽車上的應用 210

【實踐活動】 213

任務五 電磁閥分析 213

【任務背景】 213

【相關知識】 213

一、電磁閥的作用及分類 213

二、開關型電磁閥 215

三、佔空比型電磁閥 216

【實踐活動】 219

任務六 其他執行元件認知 219

【任務背景】 219

【相關知識】 220

一、點火線圈 220

二、火花塞與高壓線 222

三、液壓和氣壓執行元件 223

【實踐活動】 226

知識拓展 227

能力鑑定與信息反饋 227

項目五 技能實訓 230

實訓一 認知Keil軟件及基本操作 230

實訓二 汽車繼電器的認識和檢測 234

實訓三 製作數字轉速計模型 235

能力鑑定與信息反饋 241

附錄 244

附錄A MCS-51系列微控制器指令系統 244

附錄B 常用芯片引腳圖 253

附錄C 編譯環境的使用方法簡介 259

參考文獻 263

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