汽車電腦板基礎(chǔ)知識(shí)

1、_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。

2、 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(hào)不是 0V 就是 5V ，或者我們可以說，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)用來控制各個(gè)繼電器及系統(tǒng)中的元件號(hào)的時(shí)間長度以便進(jìn)行精確的控制（如圖 3）。-可編輯修改 -_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)說過，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)

3、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M(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 12V-4V 24V-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-可編輯修改 -_有些輸入

4、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

5、再將量化結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)槎M(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-可編輯修改 -_理機(jī)盒的兩側(cè)伸出來。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

6、， 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)

7、單元。存簡單元與檔案箱內(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-可編輯修改 -_機(jī)把信息通過指定的存儲(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

8、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)所需要的空燃比數(shù)字及常用邏輯電路數(shù)字：談到數(shù)字，有很多同學(xué)可能會(huì)覺的很可笑， 數(shù)字？不就是 1234 . 這些嗎？是的，在日常的生活當(dāng)中，我們用的一般都是十進(jìn)制，但在計(jì)算機(jī)中，它只能識(shí)別二進(jìn)制數(shù)， 所以在這里我還得跟大家共同分析一下：1、十進(jìn)制：十進(jìn)制就是基數(shù)為“十”，所使用的數(shù)碼為 09 共 10 個(gè)數(shù)字。逢十進(jìn)一。是我們每天都會(huì)運(yùn)用到的，在這里就不多談了。2、二進(jìn)制：二進(jìn)制的基

9、數(shù)為“二”，其使用的數(shù)碼只有 0 和 1 兩個(gè)。在計(jì)算機(jī)中容易實(shí)現(xiàn)， 在常用的的實(shí)現(xiàn)方式中如： 可以用電路的高電平表示 1，低電平表示 0；或者三極管截止時(shí)集電極的輸出表示1，導(dǎo)通時(shí)集電極輸出表示0。-可編輯修改 -_3、十六進(jìn)制：由于二進(jìn)制位數(shù)太長，不易記憶和收寫，所以人們又提出了十六進(jìn)制的書寫形式。我們?cè)趨R編語言中多數(shù)用十六進(jìn)制。二進(jìn)制編碼在計(jì)算機(jī)中，是采用二進(jìn)制數(shù)。 因而，要在計(jì)算機(jī)中表示的數(shù)、 字母、符號(hào)等都要以特定的二進(jìn)制碼來表示，這就是二進(jìn)制編碼。一、二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)：BCD 碼（ Binary-CodedDecimal ）字母與字符的編碼字母和各種字符 （$、# ）也必須按特

10、定的規(guī)則用二進(jìn)制編碼才能在機(jī)中表示。普通的是采用ASCII( AmericanStandardCode for InformationInterchange) 碼。09 的 ASCII 碼為 30H39H, 大寫字母AZ 的 ASCII 碼為 41H5AH 。二進(jìn)制 ,十進(jìn)制 ,十六進(jìn)制數(shù)碼對(duì)照十進(jìn)制8421BCD 碼二進(jìn)制十進(jìn)制8421BCD 碼二進(jìn)制11000110A101033001112C1100550010114E1110770111161010000-可編輯修改 -_二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算：加、減、乘、除邏輯運(yùn)算：與、或、異或、異一、二進(jìn)制加法規(guī)則為：（ 1）000（ 2）1001

11、1（ 3）110，進(jìn)位 1（ 4）1111，進(jìn)位 1如：11011011-11000二進(jìn)制減法規(guī)則為：（ 1）000（ 2）110（ 3）101（ 4）011，有借位如：11000100 00100101-10011111二進(jìn)制乘法規(guī)則為：（ 1）0×00-可編輯修改 -_（ 2）0×10（ 3）1×00（ 4）1×11如：1111× 1101-1111000011111111-11000011二進(jìn)制除法：除法是乘法的逆運(yùn)算000111-101）1000111 0 1-01111 0 1-1 0 1-可編輯修改 -_1 0 1-0二進(jìn)制邏輯運(yùn)算

12、邏輯 "與"的規(guī)則：0 與 000 與 101 與 11 邏輯 "或"的規(guī)則： 1 或 011 或 110 或 00邏輯 "異或 "的規(guī)則： 0 異或 010 異或 111 異或 10邏輯 "異"的規(guī)則：0 的異為 11的異為 0帶符號(hào)數(shù)的表示法一、機(jī)器數(shù)與真值通常用最高位作為符號(hào)位，若字長為8 位即 D7 為符號(hào)位， D6 D0為數(shù)字位，符號(hào)位用 0 表示正，用 1 表示負(fù)如 X（01011011 ）B 91X （1 1011011 ）B 91 二、原碼按上所述，正數(shù)的符號(hào)位用 "0" 表示，

13、負(fù)數(shù)的符號(hào)位用 "1"表示，這種表示法就稱為原碼。X 105 原 01101001X 105 原 11101001-可編輯修改 -_三、反碼正數(shù)的反碼表示與原碼相同，最高位為符號(hào)位，用 "0" 表示正，其余位為數(shù)值位。（4）1000000100符號(hào) 二進(jìn)制數(shù)值（31）100 0 0 1 1 1 1 1（127）100 1 1 1 1 1 1 1而負(fù)數(shù)的反碼表示為它的正數(shù)的按位取反（連符號(hào)位）而形成的。（4）1000000100（ 4）101 1 1 1 1 0 1 1 -反碼表示（31）100 0 0 1 1 1 1 1（ 31）101 1 1 0 0

14、0 0 0 -反碼表示（127）100 1 1 1 1 1 1 1（ 127 ）101 0 0 0 0 0 0 0 -反碼表示（0）00000000（0）1 1 1 1 1 1 1 1 -反碼表示四、補(bǔ)碼正數(shù)的補(bǔ)碼表示與原碼相同，即最高位為符號(hào)位，用"0"表示正，其余位為數(shù)值位。如【 4】補(bǔ)【 4】原【 4】反 0 0 0 0 0 1 0 0【 127 】補(bǔ)【 127】原【 127】反 0 1 1 1 1 1 1 1負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼表示為它的反碼，并在其最后位（即最低位）加1 形成。-可編輯修改 -_如【4】原00000100【4】反1 1 1 1 1 0 1 1 是4各位取反【

15、4】補(bǔ)1 1 1 1 1 1 0 0 反碼1【31】原0 0 0 1 1 1 1 1【31】反1 1 1 0 0 0 0 0【31】補(bǔ)11100001【0】原00000000【0】反11111111【0】補(bǔ)000000008 位帶符號(hào)數(shù)的補(bǔ)碼特點(diǎn)：（1）【 0】補(bǔ)【 0】補(bǔ) 0 0 0 00000（ 2）8 位二進(jìn)制補(bǔ)碼所能表示的數(shù)值為 127 128（ 3）一個(gè)用補(bǔ)碼表示的二進(jìn)制數(shù)，最高位為符號(hào)位。當(dāng)符號(hào)位為"0"（即正數(shù) )時(shí)，其余七位即為此數(shù)的二進(jìn)制值；當(dāng)符號(hào)位為"1"（即負(fù)數(shù)）時(shí)，其余幾位不是此數(shù)的二進(jìn)制值，把它們按位取反，且在最低位加 1，才是

16、它的二進(jìn)制值。如：【X】補(bǔ)1 0 0 1 0 1 0 0 是負(fù)數(shù)，它的數(shù)值為0 0 1 0 100按位取反，得1101011，然后再加1為1101100（ 108 ）10當(dāng)負(fù)數(shù)采用補(bǔ)碼表示時(shí)，就可以把減法轉(zhuǎn)換為加法。例如：641064（ 10 ） 64【 10】補(bǔ) 64010000001000001010-可編輯修改 -_【10】補(bǔ)11110110減法運(yùn)算：640100000010000010 1 0- ->-5400110110補(bǔ)碼加法：6401000000【 10】補(bǔ)->(+) 1 1 1 1 0 1 1 0- ->-100 11 011 0此 1 自然丟失。在 8 位字

17、長的單字節(jié)運(yùn)算中第 7 位的進(jìn)位，自然丟失。例： 34-68=34+ 【 68 】補(bǔ)【34】補(bǔ)00100010【68】補(bǔ)01000100【 68】補(bǔ) 1 0 111100340 010 00 10+(-68)+ 101 1 11 0 0- ->-341101 1 1 1 0 符號(hào)位為 1，肯定結(jié)果為負(fù)，其數(shù)值部-可編輯修改 -_分為010001034所以結(jié)果是 34在微型機(jī)中，凡是帶符號(hào)數(shù)一律是用補(bǔ)碼表示的，所以，其運(yùn)算結(jié)果也是補(bǔ)碼。當(dāng)字長為 8 位時(shí)，其范圍為 127 128。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果超出這個(gè)表達(dá)范圍時(shí)，結(jié)果就不正確了，這就稱為溢出。這時(shí)要用多字節(jié)來表示。數(shù)字之間的互換：在本節(jié)課中，

18、理論上的二、十、十六的轉(zhuǎn)換方式我就不多論述，有興趣的同學(xué)可以去參考下這方面的書籍， 在下面我為大家講解一下計(jì)算機(jī)中科學(xué)型計(jì)算器的數(shù)字轉(zhuǎn)換方法，在以后的編程中經(jīng)常會(huì)用到的。二進(jìn)制與十進(jìn)制、 十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換有專用的計(jì)算器。 當(dāng)你看到我編寫的這份教材時(shí)， 相信你也有了一臺(tái)電腦， 這時(shí)你可以點(diǎn)擊開始然后點(diǎn)擊程序再點(diǎn)附件這時(shí)我們會(huì)看到有一個(gè)計(jì)算器的程序， 我們點(diǎn)擊一下計(jì)算器，這時(shí)一個(gè)計(jì)算器的操作界面就出來了。 如果你看到的是一個(gè)跟我們普通計(jì)算器一樣的界面，這時(shí)你還需要進(jìn)行一個(gè)小小的設(shè)定，點(diǎn)擊計(jì)算器界面上的查看， 這時(shí)會(huì)下拉一個(gè)菜單， 即標(biāo)準(zhǔn)型，科學(xué)型，我們選擇科學(xué)型，這時(shí)一個(gè)可進(jìn)行二、十、十六進(jìn)制運(yùn)算的計(jì)算器就出來了。用計(jì)算器先玩一下十六進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換吧。 剛才說到我們已打開了科學(xué)型的計(jì)算器， 這時(shí)我們點(diǎn)擊十六進(jìn)制， 然后點(diǎn)擊計(jì)算器上的 00，這時(shí)在計(jì)算器的顯示屏上會(huì)顯示 00。記?。何覀儎偛泡斎氲氖鞘M(jìn)制，我們?cè)鯓影阉D(zhuǎn)為十進(jìn)制呢？這時(shí)我們選中十進(jìn)制，這時(shí)顯示屏上顯示什么？還是0 吧。哈哈，當(dāng)然了， 0 用十六進(jìn)-可編輯修改 -_制、十進(jìn)制表示都是 0 啦。好，我們又把計(jì)算器設(shè)回到十六進(jìn)制，然后輸入 7F，再點(diǎn)擊十進(jìn)制，這時(shí)顯示什么？ 127，對(duì)吧。我們回想一下，我們前面說到的， 007FH 其實(shí)用十進(jìn)制表示，是不是就是 01 27，也就是我們所說的低 128