汽车电脑的基本结构和工作原理

汽车电脑控制系统所用的计算机通常为微型计算机。基于大规模集成电路的发展，通常将计算机的控制器与运算器集成在一个芯片上，称微处理器 (CPU);另外，一般把输入及输出接口电路合称输入/出接口电路(简写i/o接口电路），它和存储器一样，目前亦均能以大规模集成电路实现。

这样以微处理器为核心，加上存储器、i/o接口电路和外部设备，通过系统总线(地址总线、数据总线和控制总线)所组成的汽车使用计算机称为汽车微型计算机，简称汽车微机或汽车电脑。

汽车电脑的基本结构

(1)微处理器（Central Processing Unit，CPU}
微处理器是运算器和控制器的总称，是汽车电脑的控制指挥中心，它对汽车传感器输入的各种信 息进行处理.计算和判断，然后输出指令，控制执行器的动作，如在汽车发动机空燃比控制系统中，微处理器接收氣传感器输出的信息，然后进行分析计算，按所需的喷油ft调整喷油持续时间，修正燃油供应量，使空燃比在微处理器的监控下达到最佳值，从而实现提高功率、降低油耗，减少排气污染 等功效

(2)存储器
存储器是存放数据和程序的部件，它在汽车电脑中起记忆作用。

存储器由许多存储单元组成对八位存储器而言，每一单元存储一个八位二进制数表示的信息 —般汽车电脑中即以一个八位二进制数表示汽车或发动机中某装置在某种工况下的工作状态的信息， 如点火时刻、喷油量、变速器档位等，一个八位的二进制数，其最大值为11 11 11 11，相当于十进制数的255，即每种工况可以在0〜255之间变化。为了让微处理器能寻找到所需要的信息，存储器中每个 存储单元都有一个编号，称为地址，地址也是用二进制数表示的。

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存储器可分为二种，一种是随机存取存储器（RAM，另一种是只读存储器（ROM)。

RAM

RAM是Random Access Memory的缩写，意思是随机存取存储器操作时，既能对它写入信息， 又能从它那里读出信息，因此又称读写存储器

RAM主要用来存储汽车电脑操作时的可变数据，如用来存储汽车电脑输入、输出数据和计算过程 中产生的中间数据等，根据需要，可随时调出或被新的数据代替(改写)。RAM在汽车电脑中起暂时存 储信息的作用当电源切断时，所有存入RAM的数据均完全消失汽车运行中，存入RAM的有些数 据，如故障码、空燃比学习修正值等，为了能较长期地保存，防止点火开关关断时，由于电源被切断 而造成数据丟失，一般这些RAM都通过专用的电源备用电路与蓄电池直接连接，使它不受点火开关的 控制当然，当电源后备专用电路断开时或蓄电池上的电源线都拔掉时，存入RAM的数据会自然丟失。

ROM

ROM是Read Only Memory的缩写，意思是只读存储器.即存储在这种存储器内的信息是不能随 便改变的，工作时只能读出而不能写入ROM的特点是信息存入后就永远不会消失，因此，它常被用来存放程序及一些重要数据，所以又称程序存储器根据写入ROM的方法不同，ROM可分为掩膜 ROM.可编程ROM (PROM ).紫外线擦抹的可编程ROM(EPROM).电子擦抹的可编程 ROM(EEPROM)四种类型

(3)输入输出接口

输入输出设备（也称外部设备 ） 是通过接口电路与微处理器相连的汽车微机常用的外部设备有传感器.发光二极管显示器（LED).真空荧光管显示器（VFD、液晶显示器(LCD)、A/D和 D/A转换器.执行器等由于这些设备本身的复杂性及多样性，通常不能直接与微处理器相连，因此必须通过接口电路来进行隔离.变换或锁存，所以接口电路是保证信息和数据在外设与微处理器之间正常传送的电路，它起着数据缓冲、电平匹配、时序匹配等多种功能

(4)总线

汽车电脑的上述三个主要部件，微处理器.存储器及输入漱出接口电路，它们之间是通过系统总线连接起来的。

系统总线根据传输信号的不同可分为三种：数据总线、地址总线和控制总线

数据总线：

一般为八根双向总线，用于微处理器与外部单元之间的数据传输

地址总线：

一般为十六根单向总线，微处理器通过地址总线输出地址用来选择某一个存储单元或某一个I/O接口

控制总线：

传送微处理器发出的或者送至微处理器的控制信息与状态信息，用“读”或“写”来 表示，“读”表示数据传送给微处理器，“写”表示数据由微处理器输出微处理器可以通过它随时 掌握各器件的状况，并根据需要随时向有关器件发出控制命令

大众捷达发动机电脑的内部结构如图

汽车电脑的工作原理

汽车发动机起动时，汽车微机进入工作状态，某些程序从ROM中取出，进入微处理器，这些程序可以是控制点火时刻、控制燃油喷射、控制怠速等通过微处理器的控制，一个个指令逐个地进行循 环执行程序过程中，所需的汽车信息来自各个传感器。从传感器来的信号，首先进入输入接口，对其信号进行处理。如是数字信号，经输入接口直接进入微处理器；如是模拟信号，还要经过A/D转换，转换成数字信号后，才能经输入接口进入电脑大多数信息暂时存储在RAM内，根据指令再从RAM送至微处理器下一步是将存储在ROM (或PROM中的参考数据引入微处理器，对来自传感器的每一个信号，依次取样，并与参考数据进行比较微处理器对这些数据比较运算后，作出决定并发出输出指令信号，必要的信号还经D/A转换器转变成模拟信号，最后经输出接口去控制执行器动作。如是喷油器驱动信号，则控制喷油正时和喷油脉宽，完成控制喷油功能。

汽车工作时，微机的运行速度是相当快的，如点火正时，每秒钟可以修正上百次，因此其控制精度相当高