一、電壓信號
1.模擬電壓信號
模擬電壓信號在一定范圍內是連續變化的。當使用變阻器控制1個(gè)5V燈泡時(shí),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(zhù)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)。大多數汽車(chē)電腦系統中的傳感器都產(chǎn)生模擬電壓。
注:模擬電壓信號在規定范圍內是連續變化的。
2.數字電壓信號
如果將普通的通/斷開(kāi)關(guān)連接到5V燈泡上,且當開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),加在燈泡上的電壓是0V。當開(kāi)關(guān)接通時(shí),5V電壓信號加到燈泡上,這時(shí)燈泡照亮并達到最大亮度。如果開(kāi)關(guān)斷開(kāi),加在燈泡上的電壓回到0V,燈泡隨即熄滅??梢?jiàn),加到燈泡的電壓信號不是0V就是5V,或者我們可以說(shuō),電壓信號不是高電平,就是低電平。這種電壓信號稱(chēng)作數字式信號。如果迅速地扳動(dòng)開(kāi)關(guān)通和斷,那么,數字式矩形波電壓信號經(jīng)開(kāi)關(guān)送到燈泡(如圖 2)。在汽車(chē)電腦中,微處理機包括很多微型開(kāi)關(guān)。這些開(kāi)關(guān)每秒鐘能夠產(chǎn)生很多數字電壓信號。這些數字電壓信號用來(lái)控制各個(gè)繼電器及系統中的元件號的時(shí)間長(cháng)度以便進(jìn)行精確的控制(如圖 3)。
注:數字電壓信號不是高電平就是低電平;數字式信號可稱(chēng)作矩形波信號。
3.二進(jìn)制代碼
我們己經(jīng)說(shuō)過(guò),數字式信號不是高電平就是低電平。因此,可以對數字式信號賦值。例如,低電平數字信號可規定為0,而高電平數字信號則規定為1。對數字信號賦值稱(chēng)作二進(jìn)制編碼?!岸M(jìn)制”這個(gè)詞表示兩個(gè)數,而且在二進(jìn)制編碼系統中,這兩個(gè)數分別是0和1(圖 4);在汽車(chē)電腦中,以二進(jìn)制代碼傳輸信息。狀態(tài)、數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范圍內工作。節氣門(mén)位置傳感器(TPS)所能產(chǎn)生的電壓為:
關(guān)閉節氣門(mén)——0V-2V
部分開(kāi)啟節氣門(mén)——2V-4V
大開(kāi)節氣門(mén)——4V-5V
電腦對每1個(gè)電壓可以規定其數值為:
0V-2V——1
2V-4V——2
4V-5V——3
注:二進(jìn)制代碼是對數字式信號的數值貼合。
二、輸入的調整
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。相應地產(chǎn)生非常小的電流。因此,這種信號在傳輸到微處理機之前,必須如以放大或增幅。放大是由電腦內輸入調整中的放大電路完成的(圖 5)。
注:輸入信號放大意味著(zhù)對這些信號增幅,增幅之后才對電腦有用。
2.模/數(A/D)轉換
因為輸入傳感器產(chǎn)生模擬信號而微處理機按數字信號工作,所以必須把模擬信號轉換為數字信號。這項工作由電腦輸入調整芯片中的轉換器來(lái)完成(圖 6)。
A/D轉換器以不變的時(shí)間間隔對模擬輸入信號連續采祥。如果A/D轉換器對節氣門(mén)位置傳感器信號采樣,采樣電壓為5V,則A/D轉換器首先對采樣電壓進(jìn)行量化,然后A/D轉換器再將量化結果轉變?yōu)槎M(jìn)制代碼11(圖 7)。
因此,我們可以理解,A/D轉換器對輸入傳感器信號連續采樣,并對采樣電壓進(jìn)行量化。然后A/D轉換器將量化結果轉換為二進(jìn)制代碼。在一些汽車(chē)電腦中,輸入調整芯片與微處理機合并在一起。
三、微處理機
1.結構
微處理機是電腦中進(jìn)行運算和判定的芯片。在微處理機中有上千個(gè)三極管和工極管,這些三極管起到或通或斷的電子開(kāi)關(guān)的作用。微處理機內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,金屬連接插腳從微處理機盒的兩側伸出來(lái)。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(jìn)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(shuō)明存儲器電路板的功能。
注:微處理機芯片是電腦中進(jìn)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(jìn)判定狀態(tài)。例如,程序可以通過(guò)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,程序將指示微處理機觸發(fā)繼電器或電磁線(xiàn)圈等一類(lèi)的輸出控制裝置.各種存儲器存有程序和其他汽車(chē)數據。微處理機借助這些數據進(jìn)行運算,當微處理機進(jìn)行運算及判定時(shí),微處理機與存儲器按下列方式進(jìn)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(xiě)進(jìn)存儲器。
3.信息存儲
存儲器有很多不同的存儲單元。存簡(jiǎn)單元與檔案箱內的文件夾相似,而且每個(gè)單元有1個(gè)信息片。每個(gè)存儲單元分配1個(gè)地址。此地址與文件夾上的文字或數字的排列結構相似。每個(gè)地址都以二進(jìn)制代碼書(shū)寫(xiě),由零開(kāi)始順序編制。當發(fā)動(dòng)機工作時(shí),電腦接收到大量來(lái)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(shí)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(guò)指定的存儲器地址寫(xiě)入存儲器,并把信息送到該地址(圖 9)。
4.信息檢索
當需要存儲信息時(shí),微處理機指定存儲地址,并請求處理信息。當需要處理指定地址的存儲信息時(shí),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。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(dòng)機和汽車(chē)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(dòng)機所需要的空燃比。
汽車(chē)電腦板基礎知識



