Mga Paksa:
- Panimula
- Mga pintuan ng lohika
- Combinatorial circuits at automotive application
Panimula:
Ang pagproseso ng impormasyon ng mga modernong sasakyang de-motor ay higit sa lahat, o hindi ganap, digital. Ang digital na impormasyon ay binubuo ng mga de-koryenteng boltahe, kung saan ang oo/hindi o on/off ay nabuo batay sa antas ng boltahe. Nasa interface electronics ay matatagpuan sa isang A/D converter (Analog / Digital) kung saan ang boltahe ng sensor ay na-convert sa isang digital na mensahe, na binubuo ng isa at mga zero.
Sa digital electronics pinag-uusapan natin ang isang lohikal na 1 o isang lohikal na 0. Ang mga boltahe ay nasa antas ng TTL (Transistor Transistor Logic).
- Oo o sa: lohikal 1: 5 bolta
- Hindi o naka-off: lohikal 0: 0 bolta
Ang mga pangunahing electronic circuit sa mga ECU ay naglalaman ng maraming IC na gumagawa ng mga logic circuit. Ang mga logical circuit na ito ay naglalaman ng mga logic gate, na maaaring kontrolin ng CPU alinman sa hardware o software.
Logic gate:
Ang ALU (Arithmetic Logic Unit) ay ang gitnang bahagi ng microprocessor sa isang ECU. Ang ALU ay nagsasagawa ng mga pagpapatakbo ng arithmetic at logic. Sinusuri din ng ALU kung saan matatagpuan sa memorya ang susunod na utos ng programa na isasagawa.
Ang ALU ay naglalaman ng mga logic gate na kadalasang gawa mula sa silicon semiconductors. Ang mga logic gate ay maaaring magsagawa ng mga operasyon sa loob ng ilang nanosecond gamit ang isang binary code; isang kumbinasyon ng mga isa at mga zero. Nagbibigay ito ng command na binubuo ng dalawang opsyon: on or off, conductive o non-conductive. Ang ilang mga utos ay pinoproseso nang sabay-sabay sa ALU at nagtutulungan upang bumuo ng isang "salita" na may 8, 16 o 32 bits, ayon sa arkitektura ng computer. Ang isang salita ay ang pinakamalaking dami ng data na nakaimbak sa isang rehistro ng data. Ito ang dami ng data na maaaring iproseso ng processor nang sabay-sabay.
Ang mga sumusunod na pangunahing operasyon ay nagaganap sa isang ALU:
- paglipat ng isa o higit pang mga bit na posisyon sa kaliwa o kanan (shift)
- pagsasagawa ng mga operasyong aritmetika sa dalawang salita, tulad ng pagdaragdag o pagdaragdag (add);
- nagsasagawa ng mga lohikal na operasyon sa data (AT, O, HINDI, NAND, NOR, XOR, XNOR).
Ang mga larawan sa ibaba ay nagpapakita ng ALU bilang isang simbolo (kaliwa) at kasama ng mga simbolo ng IEC na nagsasalin ng operasyon mula A at B (papasok) patungo sa R (papalabas).
Ang NOT, OR at AND gate na nakikita natin sa kanang ALU ay ang pinakakaraniwang gate na ginagamit para magsagawa ng mga lohikal na operasyon. May mga port na bilang karagdagan sa tatlong pangunahing port na ito. Babalik tayo dito mamaya sa page na ito. Gamit ang NOT, OR at AND gate, ang mga kinalabasan ng mga input ay maaaring pre-program. Sa pamamagitan ng isang circuit na naglalagay ng sagot tulad ng oo/hindi o totoo/mali, halimbawa, ang handbrake warning light, ang ilaw ay maaaring i-activate batay sa dalawang input.
- nakalagay ba ang handbrake?
- tama ba ang level ng brake fluid reservoir?
Kung ang isa o parehong sagot ay masasagot ng "oo", ang ilaw ng babala ay isinaaktibo. Higit pang mga halimbawa ang sumusunod sa pahinang ito.
Ipinapakita ng talahanayan sa ibaba ang tatlong pangunahing port na ito. Sa pahinang ito pangunahin naming ginagamit ang mga pangalang Ingles (AT sa halip na EN) upang hindi lumikha ng anumang pagkalito para sa iyo bilang isang mambabasa, ngunit pareho silang tama. Ang parehong naaangkop sa mga simbolo (IEC at ANSI). Inilapat namin ang mga simbolo ng IEC, ngunit sa panitikang Amerikano ay pangunahing nakikita namin ang mga simbolo ng ANSI. Nalalapat din ang sumusunod: huwag ihalo ang mga ito at gumamit ng isang uri ng simbolo.
Sa ibaba ng talahanayan ay binibigyan ng paliwanag ang mga katangian ng bawat gate at ipinapakita ng talahanayan ng katotohanan kung aling mga input ang nagbibigay sa iyo ng output na 0 o 1.
Nasa ibaba ang paliwanag ng tatlong gate na may simbolo at talahanayan ng katotohanan, na nagpapakita ng mga output para sa iba't ibang kumbinasyon ng input.
AT gate:
Ang AND gate (Dutch: AND gate) ay maaaring magkaroon ng maraming input, ngunit palaging may isang output lang. Sa larawan nakikita natin ang mga input a at b. Posibleng magtakda ng 1 o 0 sa parehong mga input, nang hiwalay sa bawat isa. Ang output (Q) ay nagiging 1 kung ang parehong input (a at b) ay 1. Sa lahat ng iba pang mga kaso ang output Q ay 0.
- Sa dalawang input ng AND gate (sa kasong ito input A at B), mayroong apat na posibleng circuit upang makabuo ng output. Ang mga ito ay ipinapakita sa talahanayan ng katotohanan, sa kanan ng larawan ng AND gate.
- Sa apat na input mayroong 16 na posibilidad;
- Sa walong input mayroong kahit 256 na posibilidad.
O gate:
Ang OR gate (Dutch: OF gate) ay maaari ding magkaroon ng maraming input, na may isang output. Sa isang OR gate, ang output ay 1 kung ang isa sa dalawang input ay isang 1, o kung ang parehong mga input ay isang 1.
HINDI gate:
Ang NOT gate (Dutch: NOT gate) ay gumaganap bilang isang inverter at mayroon lamang isang input at output. Ang input signal ay baligtad: kapag ang input signal ay 1, ang output signal ay nagiging 0 at vice versa.
Bilang karagdagan sa mga circuit na nabanggit (AT, O at HINDI), alam din natin ang isang bilang ng mga derivative logic circuit. Sa mga circuit na ito maaari nating pagsamahin ang dalawa sa naunang tinalakay na mga circuit sa isang circuit.
gate ng NAND:
Ang Not-AND gate ay isang AND gate na sinusundan ng NOT gate. Ang output ay 1 kung maraming input ay may 1. Kapag ang lahat ng mga input ay may 1, ang output ay isang 0. Ito ay eksaktong kabaligtaran ng AND gate na tinalakay kanina.
NOR gate:
Ang Not-OR gate (Non-OR gate) ay isang OR gate na sinusundan ng NOT gate. Maaari itong magkaroon ng maraming input at mayroon lamang isang output. Sa circuit na ito ang output ay magiging 1 lamang kapag ang parehong mga input ay 0.
XOR gate:
Ang eXclusive-OR gate ay isang gate na ang output ay 1 kapag ang isang input lang ay 1. Kapag ang parehong input ay may parehong logic state, ang output ay nagiging 0. Ang XOR gate ay hindi kailanman mayroong higit sa dalawang input.
XNOR port:
Ang eXclusive-OR gate ay nilagyan ng NOT gate, na ginagawa itong eXclusive-NOT-OR gate. Ang output ay baligtad sa XOR gate.
Para sa bawat IC mahalaga na ang parehong power supply at lupa ay konektado upang makamit ang isang closed circuit. Ang parehong mga port ay dapat ding makatanggap ng isang boltahe upang maiwasan ang isang lumulutang na pagsukat. Ang mga pull-up at pull-down na resistors ay kinakailangan upang mailipat nang maayos ang mga input at output. Kung wala ang mga resistor na ito, ang mga port ay maaaring manatiling "aktibo" habang hindi kinokontrol. Ang mga port ay hindi maaasahan.
Mga combinatorial circuit at automotive application:
Ang mga digital na IC ay maaaring konektado nang magkasama sa pamamagitan ng pagkonekta sa output ng isang IC sa input ng isa pang IC. Sa mga kumbinasyong ito, maaaring gumawa ng mga circuit na gumagawa ng gustong kumbinasyon ng output para sa anumang gustong kumbinasyon ng input. Kapag maraming mga IC ang magkakaugnay, nagsasalita kami ng isang kumbinasyonal na circuit. Upang makakuha ng pakiramdam para sa mga kumbinasyonal na circuit, ang mga halimbawa ng teknikal na automotive ay ibinigay sa ibaba.
Banayad na circuit ng babala:
Ang isang praktikal na halimbawa ng combinational circuit ay ang light warning. Kapag nakapatay ang ignition at nakabukas ang pinto habang nakabukas ang mga ilaw sa labas, dapat bigyan ng babala ang driver ng buzzer. Ang AND gate ay ginagamit para sa tatlong input signal. Gaya ng inilarawan sa nakaraang seksyon, ang lahat ng input sa AND gate ay dapat na 1 upang makakuha ng 1 sa output at i-activate ang buzzer. Kung ang isa sa tatlong input sa AND gate ay 0, mananatiling 0 ang output at mananatiling naka-off ang buzzer.
- Light switch: kapag naka-off ang switch, magpapakita ng 0 ang input a. Kapag ang paradahan o mababang beam na ilaw ay nakabukas, ito ay nagiging 1;
- Ignition lock: kapag naka-on ang ignition lock, lalabas ang 1 sa input b. Kapag naka-off ang ignition, isang 0. Sa kasong ito, binabaligtad ng NOT gate ang 0 sa isang 1 upang makuha ang tamang signal para sa AND gate.
- Switch ng pinto: kapag nakabukas ang isang pinto, inililipat ang signal sa ground. Tulad ng switch ng ignition, ang 0 ay dapat na baligtad sa isang 1 para gumana ng maayos ang AND gate.
