汽車微電腦的基礎知識

www.sail-shipping.com 來源：互聯網作者：hongzhi 類別：汽車電器維修時間：2007-08-13

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。這是有關模擬電壓的例子（圖 l）。大多數汽車電腦系統中的傳感器都產生模擬電壓。
    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/斷開關連接到5V燈泡上，且當開關斷開時，加在燈泡上的電壓是0V。當開關接通時，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字式信號。如果迅速地扳動開關通和斷，那么，數字式矩形波電壓信號經開關送到燈泡（如圖 2）。在汽車電腦中，微處理機包括很多微型開關。這些開關每秒鐘能夠產生很多數字電壓信號。這些數字電壓信號用來控制各個繼電器及系統中的元件號的時間長度以便進行精確的控制（如圖 3）。
    注：數字電壓信號不是高電平就是低電平；數字式信號可稱作矩形波信號。
    3.二進制代碼
    我們己經說過，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。對數字信號賦值稱作二進制編碼。“二進制”這個詞表示兩個數，而且在二進制編碼系統中，這兩個數分別是0和1（圖 4）；在汽車電腦中，以二進制代碼傳輸信息。狀態、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。節氣門位置傳感器（TPS）所能產生的電壓為：
    關閉節氣門——0V-2V
    部分開啟節氣門——2V-4V
    大開節氣門——4V-5V
    電腦對每1個電壓可以規定其數值為：
    0V-2V——1
    2V-4V——2
    4V-5V——3
    注：二進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）傳感器只產生小于lV的很低的電壓信號。相應地產生非常小的電流。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完成（圖 6）。
    A/D轉換器以不變的時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行量化，然后A/D轉換器再將量化結果轉變為二進制代碼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，并對采樣電壓進行量化。然后A/D轉換器將量化結果轉換為二進制代碼。在一些汽車電腦中，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。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。例如，程序可以通過微處理機檢索傳感器發送的信息，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據。微處理機借助這些數據進行運算，當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字的排列結構相似。每個地址都以二進制代碼書寫，由零開始順序編制。當發動機工作時，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。存儲器存儲各種工作條件下的怠速空燃比。傳感器將發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動機所需要的空燃比。