翁德沃彭：
- 介绍
- 晶体管 晶体管逻辑 (TTL)
- 将模拟传感器电压转换为数字信息
- 将脉冲发生器信号转换为数字消息
- 信号灯
内嵌：
在大多数情况下，来自传感器的电信号在提交给处理器之前必须进行调整。 执行器由计算机的另一侧控制。 这些通常是经常切换大电流的电感电路。 调节传感器信号和执行器电流的硬件称为接口电路。 接口电路确保模拟电压到数字电压的转换。
下图显示了（汽油）发动机管理系统的传感器和执行器。 顶部的一组传感器（从加速踏板位置传感器到 lambda 传感器）属于“模拟”类别。 这意味着输入的传感器电压必须首先在 ADC（模数转换器）中进行数字化。 下组传感器（曲轴位置传感器到车速传感器）已经以数字方式提供信号。 开关信号或块电压直接施加到CPU。
右侧的执行器由输出级控制。 输出级也称为驱动器，由多个晶体管组成的电路组成，用于根据来自计算机的控制脉冲生成可用的电压和电流来控制执行器。
晶体管晶体管逻辑（TTL）：
处理器的工作电压为 5 伏。 因此，输入和输出电压被限制在 0 至 5 伏的范围内（TTL 电平，晶体管晶体管逻辑的缩写）。 对于偏离该电压电平的信号，在接口电路中进行调整。
下图显示了如何从开关位置形成 1 或 0。 通过上拉电阻，5伏电压提供 逻辑1 当开关打开时在处理器的输入上。 上拉电阻两端的电压不接地。
当开关闭合时，上拉电阻两端会出现压降。 处理器输入端的 0 伏电压被视为 逻辑0.
打开和关闭开关的组合会产生一系列 8 和 00101001。 图中，发送给处理器的XNUMX位消息为：XNUMX。
对于 8 位处理器，每个周期同时读取 XNUMX 位。 在下一个周期期间，这发生在时钟的下一个“滴答声”期间（参见 系统总线 在关于 ECU 操作的页面上）接下来是一个包含八个新位的序列。
将模拟传感器电压转换为数字信息：
数字输入信号由处理器直接处理。 模拟信号首先在 A/D 转换器中转换为数字信号。 我们以涡轮压力传感器的模拟电压曲线为例：
- 空闲时电压约为 1,8 伏；
- 加速时，电压升至近 3 伏。
电压变化不能直接在处理器中处理。 首先，测量的电压必须转换为十进制值（0 到 255）。
范围从 0 到 5 伏，十进制值从 0 到 255（因此有 256 种可能性）。 简单的计算表明，如果我们将 5 伏除以 256 种可能性，则可以得到 19,5 mV（0,0195 伏）的步长。
上面的示例显示了涡轮压力传感器的电压变化与时间的关系。 温度传感器和油门踏板位置传感器的电压曲线是相同的，只是在不同的时间范围内：加热冷却液比加速涡轮需要更长的时间。
本节前面有一张图片显示了模拟信号的类别。 除其他外，这还显示了温度传感器和加速踏板位置传感器。 模拟电压在A/D转换器中转换成8位信息单元。 许多具有多个输入引脚的处理器只有一个 A/D 转换器。 使用多路复用将多个模拟信号组合成一个信号。
在此示例中，我们看到一个具有八个输入的 A/D 转换器。 引脚 0 上有 2 伏电压。 引脚E1至E7可以同时提供电压。 这些信息通过多路复用技术被一一转换成数字消息。
2 伏电压被转换为二进制值。 通过以下公式我们可以将模拟电压转换为十进制值，然后再转换为二进制值：
2v / 5v * 255d = 102d
在这里，我们将输入电压 (2v) 除以最大电压 (5v)，然后乘以最大十进制值 (255)。
通过进行一些计算或执行一些巧妙的技巧，我们可以将十进制数 255d 转换为二进制值 01100110。
请参阅此页面： 二进制、十进制、十六进制。
下表显示了与不同电压相关的十进制、二进制和十六进制值。
读取实时数据时，可能会显示传感器信号的十进制、二进制或十六进制值。
- <0,5 伏 (025d) 的电压信号被视为对地短路；
- 如果信号升至 4,5 伏 (220d) 以上，计算机会将其转换为正极短路。
将脉冲发生器信号转换为数字消息：
来自脉冲发生器（包括感应式曲轴位置传感器）的信号实际上是脉冲轮的齿移动经过传感器后产生的开关信号。 在将信号提供给处理器之前，传感器的交流电压必须首先转换为方波电压。
在图中我们看到界面左侧有一个正弦交流电压。 在接口电子器件中，该交流电压被转换为方波电压。 然后定时器/计数器块读取该块电压：当脉冲为高电平时，计数器开始计数，当脉冲再次变高时停止计数。 计数的数量是周期时间的度量。 信号的频率。
在下图中，我们看到来自感应式曲轴传感器的信号，上侧有红点。 红点设置为增加（逻辑 1）或减少（逻辑 0）模块电压的电压。 该图像下方继续进行解释。
然而，传感器电压从来都不是完全纯净的。 电压曲线总会有小的波动。 在这种情况下，接口电子器件可能会错误地将其指示为逻辑 0，而实际上应该是 1。
下面的示波器图像是在运行时记录的 宝马 Megasquirt 项目。 示波器图像显示感应曲轴信号（红色）的数字化（黄色）。 图像清楚地显示黄色块信号中存在缺失脉冲，而此时曲轴信号中没有缺失齿经过。
为了确保电压曲线的微小波动不会导致 ECU 做出错误解释，内置了所谓的迟滞。 迟滞是电压曲线的上升沿和下降沿之间的差异。 在下图中，我们看到上升沿上的红点的电压高于下降沿上的红点的电压。 这样我们就可以确保信号的微小波动不会影响数字转换。
在我们开始将脉冲信号转换为数字信号的第一段中，已经提到信号的频率是根据方波信号的两个上升沿之间的时间确定的。 在这些示例中，可以清楚地推断出滞后确实影响方波信号的宽度，但对上升沿之间的时间没有影响，因此对信号的频率没有影响。
通过正确设置的磁滞，正弦信号可以正确转换为可用的方波电压，只有缺齿经过的地方有多个逻辑信号。
请注意，在设置 MegaSquirt ECU 时，设置已更改，包括在上升线和下降线上触发。 因此，当经过第一个示例中的缺失齿时，电压为 0 伏，而在下方的示波器图像中，电压为 5 伏。
在页面上： 执行器的控制方法 更详细地讨论了通过（功率）晶体管或 FET 对无源、有源和智能执行器的控制。
