汽車電腦板基礎(chǔ)知識

    一、電壓信號
    1.模擬電壓信號
    模擬電壓信號在一定范圍內(nèi)是連續(xù)變化的。當(dāng)使用變阻器控制1個5V燈泡時，變阻器電壓可能為0V-5V之間的任意值。如果變阻器電壓低，那么流經(jīng)燈泡的電流小，燈泡微亮，如果變阻器電壓是5V，電流增大，燈泡的亮度隨之增加。隨著變阻器電壓下降，燈泡亮度減弱。這是有關(guān)模擬電壓的例子（圖 l）。大多數(shù)汽車電腦系統(tǒng)中的傳感器都產(chǎn)生模擬電壓。
    注：模擬電壓信號在規(guī)定范圍內(nèi)是連續(xù)變化的。
    2.數(shù)字電壓信號
    如果將普通的通/斷開關(guān)連接到5V燈泡上，且當(dāng)開關(guān)斷開時，加在燈泡上的電壓是0V。當(dāng)開關(guān)接通時，5V電壓信號加到燈泡上，這時燈泡照亮并達到最大亮度。如果開關(guān)斷開，加在燈泡上的電壓回到0V，燈泡隨即熄滅。可見，加到燈泡的電壓信號不是0V就是5V，或者我們可以說，電壓信號不是高電平，就是低電平。這種電壓信號稱作數(shù)字式信號。如果迅速地扳動開關(guān)通和斷，那么，數(shù)字式矩形波電壓信號經(jīng)開關(guān)送到燈泡（如圖 2）。在汽車電腦中，微處理機包括很多微型開關(guān)。這些開關(guān)每秒鐘能夠產(chǎn)生很多數(shù)字電壓信號。這些數(shù)字電壓信號用來控制各個繼電器及系統(tǒng)中的元件號的時間長度以便進行精確的控制（如圖 3）。
    注：數(shù)字電壓信號不是高電平就是低電平；數(shù)字式信號可稱作矩形波信號。
    3.二進制代碼
    我們己經(jīng)說過，數(shù)字式信號不是高電平就是低電平。因此，可以對數(shù)字式信號賦值。例如，低電平數(shù)字信號可規(guī)定為0，而高電平數(shù)字信號則規(guī)定為1。對數(shù)字信號賦值稱作二進制編碼。“二進制”這個詞表示兩個數(shù)，而且在二進制編碼系統(tǒng)中，這兩個數(shù)分別是0和1（圖 4）；在汽車電腦中，以二進制代碼傳輸信息。狀態(tài)、數(shù)量及文字等都可以用一系列的0和1表示。
    很多輸入傳感器在0V-5V范圍內(nèi)工作。節(jié)氣門位置傳感器（TPS）所能產(chǎn)生的電壓為：
    關(guān)閉節(jié)氣門——0V-2V
    部分開啟節(jié)氣門——2V-4V
    大開節(jié)氣門——4V-5V
    電腦對每1個電壓可以規(guī)定其數(shù)值為：
    0V-2V——1
    2V-4V——2
    4V-5V——3
    注：二進制代碼是對數(shù)字式信號的數(shù)值貼合。
    二、輸入的調(diào)整
    1.放大
    有些輸入傳感器如氧（O2）傳感器只產(chǎn)生小于lV的很低的電壓信號。相應(yīng)地產(chǎn)生非常小的電流。因此，這種信號在傳輸?shù)轿⑻幚頇C之前，必須如以放大或增幅。放大是由電腦內(nèi)輸入調(diào)整中的放大電路完成的（圖 5）。
    注：輸入信號放大意味著對這些信號增幅，增幅之后才對電腦有用。
    2.模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換
    因為輸入傳感器產(chǎn)生模擬信號而微處理機按數(shù)字信號工作，所以必須把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。這項工作由電腦輸入調(diào)整芯片中的轉(zhuǎn)換器來完成（圖 6）。
    A/D轉(zhuǎn)換器以不變的時間間隔對模擬輸入信號連續(xù)采祥。如果A/D轉(zhuǎn)換器對節(jié)氣門位置傳感器信號采樣，采樣電壓為5V，則A/D轉(zhuǎn)換器首先對采樣電壓進行量化，然后A/D轉(zhuǎn)換器再將量化結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)槎�進制代碼11（圖 7）。
    因此，我們可以理解，A/D轉(zhuǎn)換器對輸入傳感器信號連續(xù)采樣，并對采樣電壓進行量化。然后A/D轉(zhuǎn)換器將量化結(jié)果轉(zhuǎn)換為二進制代碼。在一些汽車電腦中，輸入調(diào)整芯片與微處理機合并在一起。
    三、微處理機
    1.結(jié)構(gòu)
    微處理機是電腦中進行運算和判定的芯片。在微處理機中有上千個三極管和工極管，這些三極管起到或通或斷的電子開關(guān)的作用。微處理機內(nèi)的元件蝕刻在象手指尖大小的集成電路（IC）板上（圖 8），載有集成電路的硅片安裝在扁平的矩形保護盒內(nèi)，金屬連接插腳從微處理機盒的兩側(cè)伸出來。這些插腳把微處理機與電腦中的電路板相連接。
    微處理機由各存儲器芯片支承，后者存儲信息并輔助微處理機進行判定。存儲器芯片看上去很像微處理機芯片，稍后我們將說明存儲器電路板的功能。
    注：微處理機芯片是電腦中進行運算及判定的芯片。
    2.程序
    程序是一組能為微處理機所接受的指令，程序把微處理機引進判定狀態(tài)。例如，程序可以通過微處理機檢索傳感器發(fā)送的信息，然后告訴微處理機如何處理這一信息。最后，程序?qū)⒅甘疚⑻幚頇C觸發(fā)繼電器或電磁線圈等一類的輸出控制裝置.各種存儲器存有程序和其他汽車數(shù)據(jù)。微處理機借助這些數(shù)據(jù)進行運算，當(dāng)微處理機進行運算及判定時，微處理機與存儲器按下列方式進行工作：
    1.微處理機從存儲器讀取信息。
    2.微處理機將新的信息寫進存儲器。
    3.信息存儲
    存儲器有很多不同的存儲單元。存簡單元與檔案箱內(nèi)的文件夾相似，而且每個單元有1個信息片。每個存儲單元分配1個地址。此地址與文件夾上的文字或數(shù)字的排列結(jié)構(gòu)相似。每個地址都以二進制代碼書寫，由零開始順序編制。當(dāng)發(fā)動機工作時，電腦接收到大量來自各傳感器的信息。電腦不可能立即處理所有這些信息。另外，有些時候，電腦接收到需要做一些判斷的傳感器的信息。在這種情況下，微處理機把信息通過指定的存儲器地址寫入存儲器，并把信息送到該地址（圖 9）。
    4.信息檢索
    當(dāng)需要存儲信息時，微處理機指定存儲地址，并請求處理信息。當(dāng)需要處理指定地址的存儲信息時，存儲器把此信息的拷貝傳送到微處理機（圖 10）。原始在存儲信息仍保持在存儲器地址內(nèi)。存儲器存儲各種工作條件下的怠速空燃比。傳感器將發(fā)動機和汽車的運行工況通知電腦。微處理機從存儲器讀取怠速空燃比，并與傳感器的輸入相比較。在比較之后，微處理機做出必要的決定，并控制噴油器使其提供發(fā)動機所需要的空燃比。
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