1. אות מתח
1. אות מתח אנלוגי
אות המתח האנלוגי משתנה ברציפות בטווח מסוים. בעת שימוש בוואריסטור לשליטה בנורה של 5V, מתח הוואריסטור עשוי להיות כל ערך בין 0V-5V. אם מתח הוואריסטור נמוך, הזרם הזורם דרך הנורה קטן והנורה בהירה מעט. אם מתח הוואריסטור הוא 5V, הזרם עולה, ובהירות הנורה עולה. ככל שמתח הוואריסטור יורד, בהירות הנורה פוחתת. זוהי דוגמה למתח אנלוגי (איור 1)אוטובמערכת המחשביםחיישןשניהם מייצרים מתח אנלוגי.
הערה: אות המתח האנלוגי משתנה ברציפות בטווח שצוין.
2. אות מתח דיגיטלי
אם ההפעלה/כיבוי הרגיליםהחלףהתחבר לנורה של 5V, וכשהמתג כבוי, המתח המופעל על הנורה הוא 0V. כאשר המתג מופעל, אות מתח 5V מופעל על הנורה, והנורה מאירה ומגיעה לבהירות מרבית. אם המתג כבוי, המתח המופעל על הנורה חוזר ל- 0V, והנורה נכבית מיד. ניתן לראות כי אות המתח המופעל על הנורה הוא 0V או 5V, או שאנו יכולים לומר כי אות המתח הוא רמה גבוהה או רמה נמוכה. אות מתח זה נקרא אות דיגיטלי. אם המתג מופעל וכיבוי במהירות, אז אות מתח הגל המלבני הדיגיטלי נשלח אל הנורה באמצעות המתג (איור 2). במחשבי רכב, המיקרו -מעבד כולל מתגי מיקרו רבים. מתגים אלה יכולים לייצר אותות מתח דיגיטליים רבים בכל שנייה. אותות מתח דיגיטליים אלה משמשים לשליטה במגווןממסרואורך הזמן של מספר הרכיב במערכת לשליטה מדויקת (איור 3).
הערה: אות מתח דיגיטלי הוא ברמה גבוהה או נמוכה; ניתן לקרוא לאות דיגיטלי אות גל מלבני.
3. קוד בינארי
כבר אמרנו שהאותות הדיגיטליים גבוהים או נמוכים. לכן, ניתן להקצות ערכים לאותות דיגיטליים. לדוגמה, ניתן לציין אות דיגיטלי ברמה נמוכה כ- 0, ולציין אות דיגיטלי ברמה גבוהה כ- 1. הקצאת ערכים לאותות דיגיטליים נקראת קידוד בינארי. פירוש המילה "בינארי" הוא שני מספרים, ובמערכת קידוד בינארית שני המספרים הללו הם 0 ו -1 בהתאמה (איור 4); במחשב רכב המידע מועבר בקוד בינארי. הסטטוס, הכמות והטקסט יכולים להיות מיוצגים על ידי סדרה של 0 ו -1.
הרבה קלטחיישןעבודה בטווח של 0V-5V.מַצעֶרֶתהמתח שחיישן המיקום (TPS) יכול לייצר הוא:
סגור את הסעיףשסתום——0V-2V
פתח חלקית את המצערת -2V-4V
מצערת רחבה -4V-5V
המחשב יכול לציין את הערך של כל מתח כ:
0V-2V —— 1
2V-4V —— 2
4V-5V —— 3
הערה: קוד בינארי הוא שילוב של הערך המספרי של האות הדיגיטלי.
2. התאמת קלט
1. התקרב
חלק מחיישני הקלט כגון חיישני חמצן (O2) מייצרים רק אותות מתח נמוך מאוד פחות מ- 1V. בהתאם לכך, נוצר זרם קטן מאוד. לכן, אות זה חייב להיות מוגבר או מוגבר לפני העברתו למעבד. ההגברה מושלמת על ידי מעגל ההגברה בהתאמת הקלט של המחשב (איור 5).
הערה: הגברה של אות הכניסה פירושה להגדיל את משרעת האותות הללו, והגידול יהיה שימושי רק למחשב.
2. המרה אנלוגית/דיגיטלית (A/D)
מכיוון שחיישן הקלט יוצר אות אנלוגי והמיקרו -מעבד פועל כאות דיגיטלי, יש להמיר את האות האנלוגי לאות דיגיטלי. עבודה זו מתבצעת על ידי הממיר שבב התאמת קלט המחשב (איור 6).
ממיר A/D קולט ברציפות את אות הכניסה האנלוגי במרווח זמן קבוע. אם ממיר ה- A/D מדגם את אות חיישן מיקום המצערת ומתח הדגימה הוא 5V, ממיר ה- A/D מכמת תחילה את המתח שנדגם ולאחר מכן ממיר ה- A/D ממיר את התוצאה הכמונית לקוד בינארי 11 (איור 7).
לכן, אנו יכולים להבין כי ממיר ה- A/D דואג ללא הרף את אות חיישן הקלט ומכמת את המתח שנדגם. לאחר מכן ממיר A/D ממיר את התוצאה הכמונית לקוד בינארי. בחלק ממחשבי הרכב, שבב התאמת הקלט משולב עם המיקרו -מעבד.
שלוש, מיקרו -מעבד
1. מבנה
מעבד הוא שבב המבצע חישובים ושיפוטים במחשב. ישנם אלפי טרידות וקטבים תעשייתיים במיקרו -מעבד, ושלישאות אלה מתפקדות כמתגים אלקטרוניים הניתנים להפעלה או כיבוי. הרכיבים במעבד המיקרו חרוטים על לוח מעגל משולב (IC) בגודל קצה האצבע (איור 8). שבב הסיליקון הנושא את המעגל המשולב מותקן בקופסת מגן מלבנית שטוחה. סיכות חיבור המתכת מוסרות מתיבת המעבדים. מתחו החוצה משני הצדדים. פינים אלה מחברים את המיקרו -מעבד ללוח המעגל במחשב.
המיקרו -מעבד נתמך על ידי כל שבב זיכרון, המאחסן מידע ומסייע למעבד בקבלת החלטות. שבב הזיכרון נראה מאוד כמו שבב מיקרו -מעבד, ונסביר את הפונקציה של מעגל הזיכרון מאוחר יותר.
הערה: שבב המיקרו -מעבד הוא שבב המבצע חישובים ושיפוטים במחשב.
2. נוהל
התוכנית היא מערכת הוראות שיכולה להתקבל על ידי המיקרו -מעבד, והתוכנית מביאה את המיקרו -מעבד למצב השיפוט. לדוגמה, התוכנית יכולה לאחזר את המידע שנשלח על ידי החיישן דרך המיקרו -מעבד, ולאחר מכן לספר למעבד כיצד לעבד מידע זה. לבסוף, התוכנית תנחה את המיקרו -מעבד להפעיל התקני בקרת פלט כגון ממסרים או סלילים אלקטרומגנטיים. זיכרונות שונים מאחסנים תוכניות ונתוני מכוניות אחרים. המיקרו -מעבד משתמש בנתונים אלה לביצוע חישובים. כאשר המיקרו -מעבד מבצע חישובים ושיפוטים, המיקרו -מעבד והזיכרון פועלים בדרכים הבאות:
1. המיקרו -מעבד קורא מידע מהזיכרון.
2. המיקרו -מעבד כותב את המידע החדש לתוך הזיכרון.
3. אחסון מידע
הזיכרון כולל יחידות אחסון רבות ושונות. האלמנט הפשוט דומה לתיקייה בתיבת הקבצים, ולכל יחידה יש מידע אחד. לכל יחידת אחסון מוקצה כתובת. כתובת זו דומה לסידור המילים או המספרים בתיקייה. כל כתובת כתובה בקוד בינארי, שנאספת ברצף מאפס. כאשר המנוע פועל, המחשב מקבל כמות מידע גדולה מחיישנים שונים. לא ייתכן שמחשב יעבד את כל המידע הזה בבת אחת. בנוסף, לפעמים, המחשב מקבל מידע מחיישנים שצריכים לבצע כמה שיקולים. במקרה זה, המיקרו -מעבד כותב את המידע לזיכרון באמצעות כתובת הזיכרון שצוין ושולח את המידע לכתובת (איור 9).
4. אחזור מידע
כאשר יש צורך לאחסן את המידע, המיקרו -מעבד מציין את כתובת האחסון ומבקש לעבד את המידע. כאשר יש צורך לעבד את פרטי האחסון בכתובת שצוינה, הזיכרון מעביר עותק של מידע זה למעבד המיקרו (איור 10). המידע המאוחסן המקורי נשאר בכתובת הזיכרון. הזיכרון מאחסן את יחס האוויר-דלק סרק בתנאי עבודה שונים. החיישן מודיע למחשב על תנאי ההפעלה של המנוע והמכונית. המיקרו-מעבד קורא את יחס האוויר-דלק סרק מהזיכרון ומשווה אותו לקלט החיישן. לאחר ההשוואה, המיקרו-מעבד מקבל את ההחלטות הדרושות ושולט במזרק בכדי לספק את יחס הדלק-אוויר הנדרש על ידי המנוע.
1. אות מתח אנלוגי
אות המתח האנלוגי משתנה ברציפות בטווח מסוים. בעת שימוש בוואריסטור לשליטה בנורה של 5V, מתח הוואריסטור עשוי להיות כל ערך בין 0V-5V. אם מתח הוואריסטור נמוך, הזרם הזורם דרך הנורה קטן והנורה בהירה מעט. אם מתח הוואריסטור הוא 5V, הזרם עולה, ובהירות הנורה עולה. ככל שמתח הוואריסטור יורד, בהירות הנורה פוחתת. זוהי דוגמה למתח אנלוגי (איור 1)אוטובמערכת המחשביםחיישןשניהם מייצרים מתח אנלוגי.
הערה: אות המתח האנלוגי משתנה ברציפות בטווח שצוין.
2. אות מתח דיגיטלי
אם ההפעלה/כיבוי הרגיליםהחלףהתחבר לנורה של 5V, וכשהמתג כבוי, המתח המופעל על הנורה הוא 0V. כאשר המתג מופעל, אות מתח 5V מופעל על הנורה, והנורה מאירה ומגיעה לבהירות מרבית. אם המתג כבוי, המתח המופעל על הנורה חוזר ל- 0V, והנורה נכבית מיד. ניתן לראות כי אות המתח המופעל על הנורה הוא 0V או 5V, או שאנו יכולים לומר כי אות המתח הוא רמה גבוהה או רמה נמוכה. אות מתח זה נקרא אות דיגיטלי. אם המתג מופעל וכיבוי במהירות, אז אות מתח הגל המלבני הדיגיטלי נשלח אל הנורה באמצעות המתג (איור 2). במחשבי רכב, המיקרו -מעבד כולל מתגי מיקרו רבים. מתגים אלה יכולים לייצר אותות מתח דיגיטליים רבים בכל שנייה. אותות מתח דיגיטליים אלה משמשים לשליטה במגווןממסרואורך הזמן של מספר הרכיב במערכת לשליטה מדויקת (איור 3).
הערה: אות מתח דיגיטלי הוא ברמה גבוהה או נמוכה; ניתן לקרוא לאות דיגיטלי אות גל מלבני.
3. קוד בינארי
כבר אמרנו שהאותות הדיגיטליים גבוהים או נמוכים. לכן, ניתן להקצות ערכים לאותות דיגיטליים. לדוגמה, ניתן לציין אות דיגיטלי ברמה נמוכה כ- 0, ולציין אות דיגיטלי ברמה גבוהה כ- 1. הקצאת ערכים לאותות דיגיטליים נקראת קידוד בינארי. פירוש המילה "בינארי" הוא שני מספרים, ובמערכת קידוד בינארית שני המספרים הללו הם 0 ו -1 בהתאמה (איור 4); במחשב רכב המידע מועבר בקוד בינארי. הסטטוס, הכמות והטקסט יכולים להיות מיוצגים על ידי סדרה של 0 ו -1.
הרבה קלטחיישןעבודה בטווח של 0V-5V.מַצעֶרֶתהמתח שחיישן המיקום (TPS) יכול לייצר הוא:
סגור את הסעיףשסתום——0V-2V
פתח חלקית את המצערת -2V-4V
מצערת רחבה -4V-5V
המחשב יכול לציין את הערך של כל מתח כ:
0V-2V —— 1
2V-4V —— 2
4V-5V —— 3
הערה: קוד בינארי הוא שילוב של הערך המספרי של האות הדיגיטלי.
2. התאמת קלט
1. התקרב
חלק מחיישני הקלט כגון חיישני חמצן (O2) מייצרים רק אותות מתח נמוך מאוד פחות מ- 1V. בהתאם לכך, נוצר זרם קטן מאוד. לכן, אות זה חייב להיות מוגבר או מוגבר לפני העברתו למעבד. ההגברה מושלמת על ידי מעגל ההגברה בהתאמת הקלט של המחשב (איור 5).
הערה: הגברה של אות הכניסה פירושה להגדיל את משרעת האותות הללו, והגידול יהיה שימושי רק למחשב.
2. המרה אנלוגית/דיגיטלית (A/D)
מכיוון שחיישן הקלט יוצר אות אנלוגי והמיקרו -מעבד פועל כאות דיגיטלי, יש להמיר את האות האנלוגי לאות דיגיטלי. עבודה זו מתבצעת על ידי הממיר שבב התאמת קלט המחשב (איור 6).
ממיר A/D קולט ברציפות את אות הכניסה האנלוגי במרווח זמן קבוע. אם ממיר ה- A/D מדגם את אות חיישן מיקום המצערת ומתח הדגימה הוא 5V, ממיר ה- A/D מכמת תחילה את המתח שנדגם ולאחר מכן ממיר ה- A/D ממיר את התוצאה הכמונית לקוד בינארי 11 (איור 7).
לכן, אנו יכולים להבין כי ממיר ה- A/D דואג ללא הרף את אות חיישן הקלט ומכמת את המתח שנדגם. לאחר מכן ממיר A/D ממיר את התוצאה הכמונית לקוד בינארי. בחלק ממחשבי הרכב, שבב התאמת הקלט משולב עם המיקרו -מעבד.
שלוש, מיקרו -מעבד
1. מבנה
מעבד הוא שבב המבצע חישובים ושיפוטים במחשב. ישנם אלפי טרידות וקטבים תעשייתיים במיקרו -מעבד, ושלישאות אלה מתפקדות כמתגים אלקטרוניים הניתנים להפעלה או כיבוי. הרכיבים במעבד המיקרו חרוטים על לוח מעגל משולב (IC) בגודל קצה האצבע (איור 8). שבב הסיליקון הנושא את המעגל המשולב מותקן בקופסת מגן מלבנית שטוחה. סיכות חיבור המתכת מוסרות מתיבת המעבדים. מתחו החוצה משני הצדדים. פינים אלה מחברים את המיקרו -מעבד ללוח המעגל במחשב.
המיקרו -מעבד נתמך על ידי כל שבב זיכרון, המאחסן מידע ומסייע למעבד בקבלת החלטות. שבב הזיכרון נראה מאוד כמו שבב מיקרו -מעבד, ונסביר את הפונקציה של מעגל הזיכרון מאוחר יותר.
הערה: שבב המיקרו -מעבד הוא שבב המבצע חישובים ושיפוטים במחשב.
2. נוהל
התוכנית היא מערכת הוראות שיכולה להתקבל על ידי המיקרו -מעבד, והתוכנית מביאה את המיקרו -מעבד למצב השיפוט. לדוגמה, התוכנית יכולה לאחזר את המידע שנשלח על ידי החיישן דרך המיקרו -מעבד, ולאחר מכן לספר למעבד כיצד לעבד מידע זה. לבסוף, התוכנית תנחה את המיקרו -מעבד להפעיל התקני בקרת פלט כגון ממסרים או סלילים אלקטרומגנטיים. זיכרונות שונים מאחסנים תוכניות ונתוני מכוניות אחרים. המיקרו -מעבד משתמש בנתונים אלה לביצוע חישובים. כאשר המיקרו -מעבד מבצע חישובים ושיפוטים, המיקרו -מעבד והזיכרון פועלים בדרכים הבאות:
1. המיקרו -מעבד קורא מידע מהזיכרון.
2. המיקרו -מעבד כותב את המידע החדש לתוך הזיכרון.
3. אחסון מידע
הזיכרון כולל יחידות אחסון רבות ושונות. האלמנט הפשוט דומה לתיקייה בתיבת הקבצים, ולכל יחידה יש מידע אחד. לכל יחידת אחסון מוקצה כתובת. כתובת זו דומה לסידור המילים או המספרים בתיקייה. כל כתובת כתובה בקוד בינארי, שנאספת ברצף מאפס. כאשר המנוע פועל, המחשב מקבל כמות מידע גדולה מחיישנים שונים. לא ייתכן שמחשב יעבד את כל המידע הזה בבת אחת. בנוסף, לפעמים, המחשב מקבל מידע מחיישנים שצריכים לבצע כמה שיקולים. במקרה זה, המיקרו -מעבד כותב את המידע לזיכרון באמצעות כתובת הזיכרון שצוין ושולח את המידע לכתובת (איור 9).
4. אחזור מידע
כאשר יש צורך לאחסן את המידע, המיקרו -מעבד מציין את כתובת האחסון ומבקש לעבד את המידע. כאשר יש צורך לעבד את פרטי האחסון בכתובת שצוינה, הזיכרון מעביר עותק של מידע זה למעבד המיקרו (איור 10). המידע המאוחסן המקורי נשאר בכתובת הזיכרון. הזיכרון מאחסן את יחס האוויר-דלק סרק בתנאי עבודה שונים. החיישן מודיע למחשב על תנאי ההפעלה של המנוע והמכונית. המיקרו-מעבד קורא את יחס האוויר-דלק סרק מהזיכרון ומשווה אותו לקלט החיישן. לאחר ההשוואה, המיקרו-מעבד מקבל את ההחלטות הדרושות ושולט במזרק בכדי לספק את יחס הדלק-אוויר הנדרש על ידי המנוע.
