Mitsubishi: техническое обслуживание автомобилей - часть 543

Основы электротехники и электроники

1 – 18

(8) Интегральные схемы (ИС)

Интегральная схема (ИС) представляет собой

электронный узел, содержащий несколько сотен
резисторов, транзисторов и других элементов,
скомпонованных на подложке и функционирующих в
качестве единого устройства. При изучении электрических
схем, содержащих ИС, важно правильное понимание
особенностей их работы, обычно поясняемых с помощью
временных диаграмм или таблиц.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ

•  Низкое энергопотребление
•  Минимизированы габаритные размеры за счёт интеграции элементов
•  Высокая надёжность благодаря интегральной структуре
•  Низкая стоимость, обусловленная массовым производством

(a) Типы микросхем
Классификация по области применения и по конструктивному исполнению.

Аналоговые ИС ИС, усиливающие или управляющие величиной аналогового сигнала

(непрерывного).

Выходной сигнал изменяется пропорционально входному сигналу.
Этот тип ИС широко используется в аналоговых блоках управления.

ИС

Цифровые ИС ИС, которые обрабатывают только дискретные (цифровые) сигналы,

которые выражаются числами. Наиболее удобным является двоичный
сигнал, который принимает только два значения: 0 или 1.

Разница между аналоговым и цифровым сигналом показана ниже.

Аналоговый сигнал

Напряжение 1

Датчик температуры

Время

Рис. 1-42

При изменении температуры меняется величина сопротивления датчика температуры и

Основы электротехники и электроники

1 – 19

лампочка светится, то темнее, то ярче. Иначе говоря, напряжение на лампочке непрерывно
изменяется и его значение может быть различным.

Цифровой сигнал

Напряжение 2

Время

Рис. 1-43

При переключении транзистора из одного состояния в другое (ключевой режим) лампочка

будет или светиться или нет. Возможно только два устойчивых состояния. Иначе говоря,
напряжение на лампочке может принимать только два значения: высокий или низкий уровень.

Цифровой сигнал меняется дискретно между двумя возможными значениями. Когда

напряжение высокого уровня, то обычно говорят, что это логическая 1, а когда низкого, то -
логический 0.

Любой аналоговый сигнал можно преобразовать в цифровой при помощи аналого-цифрового

преобразователя (АЦП), а обратно, при помощи цифроаналогового преобразователя (ЦАП).

Все цифровые блоки построены из «кирпичиков» - логических схем. Существуют три основных

типа этих схем:

•  И
•  ИЛИ
•  НЕ

(9) Логические схемы

(a) Логическая схема "И" (логическое произведение, схема совпадения)
Многовходовая схема "И" представляет собой схему, на выходе которой появляется сигнал,
когда соблюдены все исходные условия (существуют сигналы на всех входах). Входными
сигналами могут быть, например, "свечение сигнальной лампы тормозной системы, включение
замка зажигания или замкнутое состояние контактов датчика стояночного тормоза".
Таким образом, логическая схема "И" представляет собой схему, выходной сигнал которой
становится равным "1", если все входные сигналы имеют уровень "1".

Рис. 1-44

(b) Логическая схема "ИЛИ" (логическая сумма, схема сборки)
Многовходовая схема "ИЛИ" представляет собой схему, на выходе которой появляется сигнал,
когда соблюдается хотя бы одно из различных условий (существует сигнал хотя бы на одном из
входов), например "при открытии хотя бы одной из дверей сигнальная лампа дверей светится".
Таким образом, логическая схема "ИЛИ" представляет собой устройство, выходной сигнал
которого равен "1" , когда, по крайней мере, один из входных сигналов равен "1". В
противоположность логической схеме "И", чей выходной сигнал имеет уровень "1", когда все

Основы электротехники и электроники

1 – 20

входные сигналы имеют уровень "1", логическая схема "ИЛИ" может быть определена как схема,
в которой выходной сигнал имеет значение "0" , когда все входные сигналы имеют нулевые
значения.

Рис. 1-45

(c) Логическая схема "НЕ" (схема отрицания)
Одновходовая логическая схема "НЕ" представляет собой устройство, выходной сигнал которого
имеет противоположный (инвертированный) уровень по отношению к входному сигналу. Так,
если входной сигнал имеет уровень"1", выходной сигнал будет иметь уровень "0" и наоборот.
Поэтому логическую схему "НЕ" иногда называют инвертором.

Рис. 1-46

(d) Логические схемы "И+НЕ " и "ИЛИ+НЕ"
Логическая схема "И+НЕ" представляет схему "И", к выходу которой последовательно
подключена схема "НЕ".
Логическая схема "ИЛИ+НЕ" представляет собой схему "ИЛИ", к выходу которой
последовательно подключена схема "НЕ".
В этих логических схемах выходной сигнал имеет противоположный уровень по отношению к
выходному сигналу логических схем "И" и "ИЛИ".

Рис. 1-47

Основы электротехники и электроники

1 – 21

13. МИКРО-ЭВМ

Микро-ЭВМ состоит из трёх элементов:
СPU (центральное процессорное
устройство), запоминающее устройство
и интерфейс (модуль ввода-вывода).

Рис. 1-48

(1) Микро-ЭВМ в системах управления

(a) Использование микро-ЭВМ в качестве контроллера
В системах, включающих в себя транзисторы, малые и большие интегральные схемы
микро-ЭВМ используется как контроллер. Типичным примером такого использования являются
современные теле- и радиоприёмники, а также другие домашние электрические и электронные

стройства.

(b) Использование микро-ЭВМ в качестве компьютера
При этом использовании сделан акцент на вычислительные функции микро-ЭВМ. К такой

атегории устройств относятся персональные компьютеры и текстовые процессоры.

(c) Комбинированное использование микро-ЭВМ в качестве контроллера и компьютера
Целью использования микро-ЭВМ при управлении различными устройствами является не
столько упрощение, сколько оптимизация управления. В самом деле, микро-ЭВМ производит
непрерывную оценку постоянно изменяющихся условий и в соответствии с ними управляет
устройством. Используемые в автомобиле микро-ЭВМ относятся именно к этой категории.

содержание .. 541 542 543 544 ..