denekler:
- tanıtım
- Mantık kapıları
- Kombinatoryal devreler ve otomotiv uygulamaları
Giriiş:
Modern motorlu taşıtların bilgi işlemesi tamamen veya büyük ölçüde dijitaldir. Dijital bilgi, voltaj seviyesine bağlı olarak evet/hayır veya açık/kapalının oluşturulduğu elektrik voltajlarından oluşur. İçinde arayüz elektroniği Bir sensör voltajının birler ve sıfırlardan oluşan dijital bir mesaja dönüştürüldüğü bir A/D dönüştürücü (Analog / Dijital) üzerinde bulunur.
Dijital elektronikte mantıksal 1 veya mantıksal 0'dan bahsederiz. Gerilimler TTL seviyesindedir (Transistör Transistör Mantığı).
- Evet veya: mantıksal 1: 5 volt
- Hayır veya kapalı: mantıksal 0: 0 volt
ECU'lardaki temel elektronik devreler, mantık devreleri oluşturan birçok IC içerir. Bu mantıksal devreler, CPU tarafından donanım veya yazılım tarafından kontrol edilebilen mantık kapılarını içerir.
Mantık kapıları:
ALU (Aritmetik Mantık Birimi), ECU'daki mikroişlemcinin merkezi parçasıdır. ALU aritmetik ve mantık işlemlerini gerçekleştirir. ALU ayrıca yürütülecek programın bir sonraki komutunun bellekte nerede bulunduğunu da kontrol eder.
ALU, genellikle silikon yarı iletkenlerden yapılmış mantık kapıları içerir. Mantık kapıları, ikili kod kullanarak birkaç nanosaniye içinde işlemleri gerçekleştirebilir; birler ve sıfırların birleşimi. Bu, iki seçenekten oluşan bir komut verir: açık veya kapalı, iletken veya iletken olmayan. ALU'da birden fazla komut aynı anda işlenir ve bilgisayar mimarisine göre 8, 16 veya 32 bitlik bir "kelime" oluşturmak üzere birlikte çalışır. Bir kelime, tek bir veri kaydında saklanan en büyük veri miktarıdır. Bu, işlemcinin aynı anda işleyebileceği veri miktarıdır.
Bir ALU'da aşağıdaki temel işlemler gerçekleşir:
- bir veya daha fazla bit konumunu sola veya sağa taşıma (kaydırma)
- iki kelime üzerinde toplama veya toplama (ekleme) gibi aritmetik işlemlerin yapılması;
- veriler üzerinde mantıksal işlemler gerçekleştirme (AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR).
Aşağıdaki resimler ALU'yu bir sembol (sol) olarak ve işlemi A ve B'den (gelen) R'ye (giden) çeviren IEC sembolleriyle birlikte göstermektedir.
Sağ ALU'da gördüğümüz NOT, OR ve AND kapıları mantıksal işlemleri gerçekleştirmek için kullanılan en yaygın kapılardır. Bu üç temel porta ek olarak portlar da bulunmaktadır. Bu konuya daha sonra bu sayfada geri döneceğiz. NOT, OR ve AND geçitleri ile girişlerin sonuçları önceden programlanabilir. El freni ikaz ışığı gibi evet/hayır ya da doğru/yanlış gibi bir cevabı yakabilen bir devre sayesinde ışık iki girişe göre aktif hale getirilebiliyor.
- el freni çekili mi?
- Fren hidroliği deposunun seviyesi doğru mu?
Cevaplardan biri veya her ikisi de “evet” olarak cevaplanabiliyorsa uyarı ışığı devreye girer. Bu sayfada daha fazla örnek bulacaksınız.
Aşağıdaki tablo bu üç temel bağlantı noktasını göstermektedir. Okuyucu olarak kafanızı karıştırmamak için bu sayfada esas olarak İngilizce adları (EN yerine AND) kullanıyoruz, ancak her ikisi de elbette doğrudur. Aynı durum semboller (IEC ve ANSI) için de geçerlidir. IEC sembollerini uyguluyoruz ama Amerikan edebiyatında ağırlıklı olarak ANSI sembollerini görüyoruz. Şu da geçerlidir: Bunları karıştırmayın ve tek tür sembol kullanmayın.
Tablonun altında her kapının özelliklerine ilişkin bir açıklama verilmiştir ve doğruluk tablosu hangi girişlerin size 0 veya 1 çıktısını verdiğini gösterir.
Aşağıda, farklı giriş kombinasyonları için çıkışları gösteren sembol ve doğruluk tablosuyla birlikte üç kapının açıklaması bulunmaktadır.
VE kapısı:
AND geçidinin (Hollandaca: AND geçidi) birden fazla girişi olabilir, ancak her zaman yalnızca bir çıkışı vardır. Resimde a ve b girişlerini görüyoruz. Her iki girişe birbirinden bağımsız olarak 1 veya 0 ayarlamak mümkündür. Her iki giriş (a ve b) 1 ise çıkış (Q) 1 olur. Diğer tüm durumlarda Q çıkışı 0'dır.
- AND geçidinin iki girişiyle (bu durumda giriş A ve B), bir çıkış oluşturmak için dört olası devre vardır. Bunlar, AND kapısı görüntüsünün sağındaki doğruluk tablosunda gösterilmektedir.
- Dört girişle 16 olasılık vardır;
- Sekiz girişle 256 olasılık bile var.
VEYA kapısı:
OR geçidi (Hollandaca: OF geçidi) aynı zamanda tek çıkışlı birden fazla girişe sahip olabilir. VEYA geçidinde, iki girişten biri 1 ise veya her iki giriş de 1 ise çıkış 1 olur.
DEĞİL kapısı:
NOT kapısı (Hollandaca: NOT kapısı) bir invertör olarak işlev görür ve yalnızca bir giriş ve çıkışa sahiptir. Giriş sinyali ters çevrilir: giriş sinyali 1 olduğunda çıkış sinyali 0 olur ve bunun tersi de geçerlidir.
Bahsedilen devrelere (AND, OR ve NOT) ek olarak bir takım türev mantık devrelerini de biliyoruz. Bu devrelerle daha önce tartışılan devrelerden ikisini tek bir devrede birleştirebiliriz.
NAND kapısı:
VE Değil kapısı, bir VE kapısı ve ardından bir DEĞİL kapısıdır. Birden fazla girişin 1 olması durumunda çıkış 1'dir. Yalnızca tüm girişler 1 olduğunda çıkış 0 olur. Bu, daha önce tartışılan AND kapısının tam tersidir.
VEYA kapısı:
VEYA Değil kapısı (OR olmayan kapısı), bir VEYA kapısı ve ardından bir DEĞİL kapısıdır. Birden fazla girişi olabilir ve yalnızca bir çıkışı olabilir. Bu devrede her iki giriş de 1 olduğunda çıkış yalnızca 0 olacaktır.
XOR kapısı:
eXclusive-OR kapısı, yalnızca bir girişi 1 olduğunda çıkışı 1 olan bir kapıdır. Her iki giriş de aynı mantık durumuna sahip olduğunda çıkış 0 olur. XOR geçidinin hiçbir zaman ikiden fazla girişi yoktur.
XNOR bağlantı noktası:
eXclusive-OR geçidi bir NOT geçidi ile donatılmıştır, bu da onu bir eXclusive-NOT-OR geçidi yapar. Çıkış XOR kapısında ters çevrilir.
Her IC için, kapalı bir devre elde etmek amacıyla hem güç kaynağının hem de topraklamanın bağlanması önemlidir. Değişken ölçümü önlemek için her iki portun da voltaj alması gerekir. Giriş ve çıkışların doğru şekilde anahtarlanması için yukarı ve aşağı çekme dirençleri gereklidir. Bu dirençler olmadan bağlantı noktaları kontrol edilmeden "aktif" kalabilir. Bu durumda bağlantı noktaları güvenilir değildir.
Kombinatoryal devreler ve otomotiv uygulamaları:
Dijital IC'ler, bir IC'nin çıkışını diğer IC'nin girişine bağlayarak birbirine bağlanabilir. Bu kombinasyonlarla istenilen herhangi bir giriş kombinasyonu için istenilen çıkış kombinasyonunu üreten devreler yapılabilmektedir. Birden fazla IC birbirine bağlandığında kombinasyonel bir devreden bahsediyoruz. Kombinasyonel devreler hakkında fikir edinmek için aşağıda otomotiv teknik örnekleri verilmiştir.
Işıklı uyarı devresi:
Kombinasyonel devrenin pratik bir örneği ışıklı uyarıdır. Dış aydınlatmalar açıkken kontak kapatılıp kapı açıldığında sürücünün sesli uyarı ile uyarılması gerekir. AND kapısı üç giriş sinyali için kullanılır. Önceki bölümde açıklandığı gibi, çıkışta 1 almak ve sesli uyarıyı etkinleştirmek için AND geçidinin tüm girişlerinin 1 olması gerekir. AND geçidinin üç girişinden biri 0 ise çıkış 0 olarak kalır ve buzzer kapalı kalır.
- Işık anahtarı: anahtar kapatıldığında, a girişi 0 değerini gösterecektir. Park veya kısa farlar açıldığında bu 1 olur;
- Kontak kilidi: Kontak kilidi açıldığında b girişinde 1 görünür. Kontak kapatıldığında 0 olur. Bu durumda DEĞİL kapısı, VE kapısı için doğru sinyali elde etmek amacıyla 0'ı 1'e çevirir.
- Kapı anahtarı: Bir kapı açık olduğunda sinyal toprağa çevrilir. Tıpkı kontak anahtarında olduğu gibi, AND kapısının düzgün çalışması için 0'ın 1'e çevrilmesi gerekir.
