汽車電腦板基礎(chǔ)知識(shí)

    一、電壓信號(hào)
    1.模擬電壓信號(hào)
    模擬電壓信號(hào)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(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(hào)在規(guī)定范圍內(nèi)是連續(xù)變化的。
    2.數(shù)字電壓信號(hào)
    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(shí)，加在燈泡上的電壓是0V。當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，5V電壓信號(hào)加到燈泡上，這時(shí)燈泡照亮并達(dá)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�？梢�(jiàn)，加到燈泡的電壓信號(hào)不是0V就是5V，或者我們可以說(shuō)，電壓信號(hào)不是高電平，就是低電平。這種電壓信號(hào)稱作數(shù)字式信號(hào)。如果迅速地扳動(dòng)開關(guān)通和斷，那么，數(shù)字式矩形波電壓信號(hào)經(jīng)開關(guān)送到燈泡（如圖 2）。在汽車電腦中，微處理機(jī)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(hào)。這些數(shù)字電壓信號(hào)用來(lái)控制各個(gè)繼電器及系統(tǒng)中的元件號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)度以便進(jìn)行精確的控制（如圖 3）。
    注：數(shù)字電壓信號(hào)不是高電平就是低電平；數(shù)字式信號(hào)可稱作矩形波信號(hào)。
    3.二進(jìn)制代碼
    我們己經(jīng)說(shuō)過(guò)，數(shù)字式信號(hào)不是高電平就是低電平。因此，可以對(duì)數(shù)字式信號(hào)賦值。例如，低電平數(shù)字信號(hào)可規(guī)定為0，而高電平數(shù)字信號(hào)則規(guī)定為1。對(duì)數(shù)字信號(hào)賦值稱作二進(jìn)制編碼�！岸�進(jìn)制”這個(gè)詞表示兩個(gè)數(shù)，而且在二進(jìn)制編碼系統(tǒng)中，這兩個(gè)數(shù)分別是0和1（圖 4）；在汽車電腦中，以二進(jìn)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(duì)每1個(gè)電壓可以規(guī)定其數(shù)值為：
    0V-2V——1
    2V-4V——2
    4V-5V——3
    注：二進(jìn)制代碼是對(duì)數(shù)字式信號(hào)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(hào)。相應(yīng)地產(chǎn)生非常小的電流。因此，這種信號(hào)在傳輸?shù)轿⑻幚頇C(jī)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(hào)放大意味著對(duì)這些信號(hào)增幅，增幅之后才對(duì)電腦有用。
    2.模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換
    因?yàn)檩斎雮鞲衅鳟a(chǎn)生模擬信號(hào)而微處理機(jī)按數(shù)字信號(hào)工作，所以必須把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。這項(xiàng)工作由電腦輸入調(diào)整芯片中的轉(zhuǎn)換器來(lái)完成（圖 6）。
    A/D轉(zhuǎn)換器以不變的時(shí)間間隔對(duì)模擬輸入信號(hào)連續(xù)采祥。如果A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)采樣，采樣電壓為5V，則A/D轉(zhuǎn)換器首先對(duì)采樣電壓進(jìn)行量化，然后A/D轉(zhuǎn)換器再將量化結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)槎�進(jìn)制代碼11（圖 7）。
    因此，我們可以理解，A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入傳感器信號(hào)連續(xù)采樣，并對(duì)采樣電壓進(jìn)行量化。然后A/D轉(zhuǎn)換器將量化結(jié)果轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制代碼。在一些汽車電腦中，輸入調(diào)整芯片與微處理機(jī)合并在一起。
    三、微處理機(jī)
    1.結(jié)構(gòu)
    微處理機(jī)是電腦中進(jìn)行運(yùn)算和判定的芯片。在微處理機(jī)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關(guān)的作用。微處理機(jī)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(hù)盒內(nèi)，金屬連接插腳從微處理機(jī)盒的兩側(cè)伸出來(lái)。這些插腳把微處理機(jī)與電腦中的電路板相連接。
    微處理機(jī)由各存儲(chǔ)器芯片支承，后者存儲(chǔ)信息并輔助微處理機(jī)進(jìn)行判定。存儲(chǔ)器芯片看上去很像微處理機(jī)芯片，稍后我們將說(shuō)明存儲(chǔ)器電路板的功能。
    注：微處理機(jī)芯片是電腦中進(jìn)行運(yùn)算及判定的芯片。
    2.程序
    程序是一組能為微處理機(jī)所接受的指令，程序把微處理機(jī)引進(jìn)判定狀態(tài)。例如，程序可以通過(guò)微處理機(jī)檢索傳感器發(fā)送的信息，然后告訴微處理機(jī)如何處理這一信息。最后，程序?qū)⒅甘疚⑻幚頇C(jī)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(chǔ)器存有程序和其他汽車數(shù)據(jù)。微處理機(jī)借助這些數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，當(dāng)微處理機(jī)進(jìn)行運(yùn)算及判定時(shí)，微處理機(jī)與存儲(chǔ)器按下列方式進(jìn)行工作：
    1.微處理機(jī)從存儲(chǔ)器讀取信息。
    2.微處理機(jī)將新的信息寫進(jìn)存儲(chǔ)器。
    3.信息存儲(chǔ)
    存儲(chǔ)器有很多不同的存儲(chǔ)單元。存簡(jiǎn)單元與檔案箱內(nèi)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(chǔ)單元分配1個(gè)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(gè)地址都以二進(jìn)制代碼書寫，由零開始順序編制。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)把信息通過(guò)指定的存儲(chǔ)器地址寫入存儲(chǔ)器，并把信息送到該地址（圖 9）。
    4.信息檢索
    當(dāng)需要存儲(chǔ)信息時(shí)，微處理機(jī)指定存儲(chǔ)地址，并請(qǐng)求處理信息。當(dāng)需要處理指定地址的存儲(chǔ)信息時(shí)，存儲(chǔ)器把此信息的拷貝傳送到微處理機(jī)（圖 10）。原始在存儲(chǔ)信息仍保持在存儲(chǔ)器地址內(nèi)。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)各種工作條件下的怠速空燃比。傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車的運(yùn)行工況通知電腦。微處理機(jī)從存儲(chǔ)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(jī)做出必要的決定，并控制噴油器使其提供發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的空燃比。
    汽車電腦板基礎(chǔ)知識(shí)