智能汽车设计基础—微控制器PPT学习教案.pptx

【智能汽车设计基础—微控制器】是学习智能汽车设计中的一个重要环节，主要涉及单片机的基础知识。单片机，也称微控制器或嵌入式控制器，是将计算机的CPU、RAM、ROM、定时/计数器以及I/O接口集成在单一芯片上的小型计算机系统。随着集成电路技术的发展，单片机结合ASIC（专用集成电路）和RISC（精简指令集计算机）技术，逐渐演变为更适应高技术领域的嵌入式处理器。 5.1 单片机简介 单片机的历史可以追溯到大规模集成电路的出现，它使得在一片芯片上集成完整的计算机系统成为可能。早期的单片机被称为单片微型计算机，现在则更多地被称作微控制器或嵌入式控制器。这些微小的计算设备广泛应用于数据处理、信号处理、智能机器人以及图像处理等领域，其灵活性和高效性使其在各种嵌入式系统中扮演着核心角色。 5.2 单片机系统 5.2.1 单片机最小系统 单片机最小系统是指通过添加最少的外部元件，使单片机能够独立工作。例如，MCS-51系列单片机的最小系统包括了必要的时钟电路、复位电路以及程序存储器。对于8031单片机，当使用外部程序存储器时，需要透明锁存器（如74LS373）来存储低8位地址，并确保P0口的正确输出。复位电路通常由电容和电源构成，时钟电路则通常采用内部振荡器并外接晶体振荡器，如12MHz的晶振。 5.2.2 单片机系统的扩展 随着应用需求的增长，单片机最小系统往往不足以满足复杂系统的需求。扩展通常包括数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EPROM）、输入/输出（I/O）接口、定时/计数器、中断系统以及其他特殊功能的扩展。程序存储器扩展是常见的需求，需要注意地址空间的分配、地址译码电路的设计以及选择合适的扩展方法。例如，MCS-51系列单片机的程序存储器地址范围从0000H到FFFFH，扩展时需要考虑地址连续性，避免地址重叠，并确保包含启动程序的地址范围。扩展时，可以采用译码器来产生连续的片选信号，并且与数据总线、地址总线和部分控制总线共享接口。 在实际应用中，根据系统的需求，可能需要扩展多片EPROM。例如，当扩展两片EPROM时，可以通过地址线的不同组合来选择不同的EPROM，而片选信号（如P2.0和P2.1）则用于区分不同的存储器。 总结来说，智能汽车设计中的微控制器学习涉及到单片机的基本概念、最小系统构建以及系统的扩展技术。理解这些知识点对于设计和开发智能汽车的控制系统至关重要，因为微控制器是实现车辆智能化、自动化的核心组件。通过掌握单片机的工作原理、系统扩展方法，工程师可以灵活地构建满足特定需求的智能汽车系统。