汽車電腦的基本結構和工作原理

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汽車電腦控制系統所用的計算機通常為微型計算機。基于大規模集成電路的發展，通常將計算機的控制器與運算器集成在一個芯片上，稱微處理器 (CPU);另外，一般把輸入及輸出接口電路合稱輸入/出接口電路(簡寫i/o接口電路），它和存儲器一樣，目前亦均能以大規模集成電路實現。

這樣以微處理器為核心，加上存儲器、i/o接口電路和外部設備，通過系統總線(地址總線、數據總線和控制總線)所組成的汽車使用計算機稱為汽車微型計算機，簡稱汽車微機或汽車電腦。

汽車電腦的結構框圖

汽車電腦的基本結構

(1)微處理器（Central Processing Unit，CPU}
微處理器是運算器和控制器的總稱，是汽車電腦的控制指揮中心，它對汽車傳感器輸入的各種信息進行處理.計算和判斷，然后輸出指令，控制執行器的動作，如在汽車發動機空燃比控制系統中，微處理器接收氣傳感器輸出的信息，然后進行分析計算，按所需的噴油ft調整噴油持續時間，修正燃油供應量，使空燃比在微處理器的監控下達到最佳值，從而實現提高功率、降低油耗，減少排氣污染等功效

(2)存儲器
存儲器是存放數據和程序的部件，它在汽車電腦中起記憶作用。

存儲器由許多存儲單元組成對八位存儲器而言，每一單元存儲一個八位二進制數表示的信息 —般汽車電腦中即以一個八位二進制數表示汽車或發動機中某裝置在某種工況下的工作狀態的信息，如點火時刻、噴油量、變速器檔位等，一個八位的二進制數，其最大值為11 11 11 11，相當于十進制數的255，即每種工況可以在0?255之間變化。為了讓微處理器能尋找到所需要的信息，存儲器中每個存儲單元都有一個編號，稱為地址，地址也是用二進制數表示的。

存儲器可分為二種，一種是隨機存取存儲器（RAM，另一種是只讀存儲器（ROM)。

RAM

RAM是Random Access Memory的縮寫，意思是隨機存取存儲器操作時，既能對它寫入信息，又能從它那里讀出信息，因此又稱讀寫存儲器

RAM主要用來存儲汽車電腦操作時的可變數據，如用來存儲汽車電腦輸入、輸出數據和計算過程中產生的中間數據等，根據需要，可隨時調出或被新的數據代替(改寫)。RAM在汽車電腦中起暫時存儲信息的作用當電源切斷時，所有存入RAM的數據均完全消失汽車運行中，存入RAM的有些數據，如故障碼、空燃比學習修正值等，為了能較長期地保存，防止點火開關關斷時，由于電源被切斷而造成數據丟失，一般這些RAM都通過專用的電源備用電路與蓄電池直接連接，使它不受點火開關的控制當然，當電源后備專用電路斷開時或蓄電池上的電源線都拔掉時，存入RAM的數據會自然丟失。

ROM

ROM是Read Only Memory的縮寫，意思是只讀存儲器.即存儲在這種存儲器內的信息是不能隨便改變的，工作時只能讀出而不能寫入ROM的特點是信息存入后就永遠不會消失，因此，它常被用來存放程序及一些重要數據，所以又稱程序存儲器根據寫入ROM的方法不同，ROM可分為掩膜 ROM.可編程ROM (PROM ).紫外線擦抹的可編程ROM(EPROM).電子擦抹的可編程 ROM(EEPROM)四種類型

(3)輸入輸出接口

輸入輸出設備（也稱外部設備）是通過接口電路與微處理器相連的汽車微機常用的外部設備有傳感器.發光二極管顯示器（LED).真空熒光管顯示器（VFD、液晶顯示器(LCD)、A/D和 D/A轉換器.執行器等由于這些設備本身的復雜性及多樣性，通常不能直接與微處理器相連，因此必須通過接口電路來進行隔離.變換或鎖存，所以接口電路是保證信息和數據在外設與微處理器之間正常傳送的電路，它起著數據緩沖、電平匹配、時序匹配等多種功能

(4)總線

汽車電腦的上述三個主要部件，微處理器.存儲器及輸入漱出接口電路，它們之間是通過系統總線連接起來的。

系統總線根據傳輸信號的不同可分為三種：數據總線、地址總線和控制總線

數據總線：

一般為八根雙向總線，用于微處理器與外部單元之間的數據傳輸

地址總線：

一般為十六根單向總線，微處理器通過地址總線輸出地址用來選擇某一個存儲單元或某一個I/O接口

控制總線：

傳送微處理器發出的或者送至微處理器的控制信息與狀態信息，用“讀”或“寫”來表示，“讀”表示數據傳送給微處理器，“寫”表示數據由微處理器輸出微處理器可以通過它隨時掌握各器件的狀況，并根據需要隨時向有關器件發出控制命令

大眾捷達發動機電腦的內部結構如圖

汽車電腦的工作原理

汽車發動機起動時，汽車微機進入工作狀態，某些程序從ROM中取出，進入微處理器，這些程序可以是控制點火時刻、控制燃油噴射、控制怠速等通過微處理器的控制，一個個指令逐個地進行循環執行程序過程中，所需的汽車信息來自各個傳感器。從傳感器來的信號，首先進入輸入接口，對其信號進行處理。如是數字信號，經輸入接口直接進入微處理器；如是模擬信號，還要經過A/D轉換，轉換成數字信號后，才能經輸入接口進入電腦大多數信息暫時存儲在RAM內，根據指令再從RAM送至微處理器下一步是將存儲在ROM (或PROM中的參考數據引入微處理器，對來自傳感器的每一個信號，依次取樣，并與參考數據進行比較微處理器對這些數據比較運算后，作出決定并發出輸出指令信號，必要的信號還經D/A轉換器轉變成模擬信號，最后經輸出接口去控制執行器動作。如是噴油器驅動信號，則控制噴油正時和噴油脈寬，完成控制噴油功能。

汽車工作時，微機的運行速度是相當快的，如點火正時，每秒鐘可以修正上百次，因此其控制精度相當高