学习情景1：  汽车空调系统的单片机控制

学习目标 

1.专业能力目标：

（1）描述MCS-51单片机内部的基本组成及结构特点。

（2）分析MCS-51单片机的基本工作过程。

（3）汽车空调系统常用的传感器、控制器、执行器的安装、检测及调试能力。

（4）汽车空调系统电脑检测设备的操作方法及数据分析能力。

（5）汽车空调系统单片机控制程序编制及调试能力。

（6）汽车空调系统电控单元 ECU 的故障检测及分析判断能力。

（7）安全保护规程和环境保护意识的培养。

 

2.方法能力目标：

（1）信息获取、计划制定的能力。

（2）项目可行性评估能力。

（3）按计划实施具体项目的能力。

（4）解决实际问题的思路或方法能力。

（5）自主学习与创新的能力。

 

3.社会能力目标：

（1）团队合作和协作能力。

（2）良好的自身修养和职业道德能力。

（3）良好的心理素质和克服困难的能力。

（4）批评与自我与自我批评的能力。

（5）注意环境保护意识。

 

 

 

 

基础任务     

1.1概述

   1.1.1什么叫单片机

    所谓单片机就是将计算机的CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和各种I/O口（如并行口、串行口等）集成在一片芯片上而制成的大规模集成电路。形成芯片级的计算机。因此单片机早期的含义称为单片微型计算机，简称为单片机（Single Chip Microcomputer）。

CPU：是计算机的核心，叫做中央处理单元（Center Process Unit）。所有的数学运算和逻辑控制都由它完成。

u RAM：随机存取存储器（Random Access Memory），存放运算过程中的数据。

u ROM：只读存储器（Read Only Memory）。

u 定时器/计数器：计算机内部重要部件。

u I/O：输入/输出口（Input/Output），包括并行口、串行口等。

单片机从其诞生就得到广泛应用，人们为增强其应用功能，将一些专用电路（A/D、D/A、比较器等）集成到单片机内部，使它的应用更方便，功能更强，现在单片机的含义本质是微控制器（Microcontroller），但习惯上仍然称为单片机。

 

1.1.2.单片机的发展概况

（1）第一代单片机   1976~1978

     Intel公司的MCS-48系列

     Zilog公司的Z8系列

     Motorola公司的6801系列

     8位单片机，属于Single Chip Microcomputer的范围。

（2）第二代单片机    1978~1982

     Intel公司的MCS-51系列

     其他公司等。这时的单片机功能已非常完善，确立了单片机的控制功能，超出了Single Chip Microcomputer的范围，属于Microcontroller。

（3）第三代单片机   1982~现在

全面发展单片机的控制功能，不断完善高档8位单片机，改善其结构，以满足不同客户的要求。另外还产生了16单片机和专用单片机。

MCS-96系列。

（4）单片机的未来

仍将以8位单片机为主流。8位单片机价格低廉，并能满足绝大部分应用场合。我们学习单片机也以MCS-51系列，现在市面上的许多单片机也都和MCS-51兼容。

 

1.1.3单片机的应用

    由于单片机有许多优点，因此其应用领域也非常广泛，已经渗透到我们生活的各个领域。单片机应用的主要领域有：

（1）智能仪器仪表领域

    单片机具有体积小、集成度高、控制能力强、稳定性好等优点，广泛应用于仪器仪表中，提高了仪器仪表的精度，促进了其智能化、数字化，而且功能比采用模拟电路和数字电路更加强大。例如，智能数字钟、多功能数字测量仪、数字存储示波器等。

（2）工业自动化控制领域

    工业自动化是最早采用单片机控制的领域之一。如各种测控系统、过程控制、机电一体化、机器人控制等。在化工、建筑、冶金等工业领域都要用到单片机控制技术。例如自动生产线控制、电机转速控制、电梯智能化控制等。

（3）智能家用电器领域

    各种智能化家用电器，如洗衣机、空调、电视机、录像机、微波炉、电冰箱、电饭煲以及各种视听设备，玩具、游戏机等。单片机控制器的引入, 不仅使产品的功能大大增强, 功能得到提高, 而且获得了良好的使用效果。

（4）办公自动化设备

    现在公室中使用的大量通信和办公设备多数嵌入了单片机。如打印机、复印机、传真机、绘图机、电话以及通用计算机中的键盘译码、磁盘驱动等。

（5）医疗设备领域

    单片机在医疗设备领域的应用相当广泛，例如医用呼吸机、各种医用分析仪、监护仪、超声波诊断设备以及病床呼叫系统等。

（6）汽车与节能

     在汽车上如：点火控制，排放控制，喷油控制，变速控制，防滑控制，空调控制，安全气囊控制，座椅控制，门锁控制，刮水器控制，防盗报警器控制，汽车灯光控制等。

（7）商业营销设备

    在商业营销系统中已广泛使用的电子秤、收款机、条形码阅读器、IC卡刷卡机、出租车计价器以及仓储安全监测系统、商场保安系统、空气调节系统、冷冻保险系统等都采用了单片机控制。

    单片机的应用远不止上面所列举的这些，在其他方面也有很多的应用，在此不再详述。