科目：
- 介紹
- 邏輯閘
- 組合電路與汽車應用
介紹：
現代機動車輛的資訊處理大部分（或不完全）是數位化的。 數位資訊由電壓組成，其中是/否或開/關是根據電壓電平形成的。 在裡面 介面電子裝置 位於 A/D 轉換器（類比/數位）上，其中感測器電壓被轉換為由 XNUMX 和 XNUMX 組成的數位資訊。
在數位電子學中，我們談論邏輯 1 或邏輯 0。電壓處於 TTL 電平（電晶體電晶體邏輯）。
- 是或開啟： 邏輯1：5伏
- 否或關閉： 邏輯0：0伏
ECU 上的基本電子電路包含許多創建邏輯電路的 IC。 這些邏輯電路包含邏輯閘，可以由CPU硬體或軟體控制。
邏輯閘：
ALU（算術邏輯單元）是 ECU 中微處理器的核心部分。 ALU 執行算術和邏輯運算。 ALU 也會檢查要執行的程式的下一個命令位於記憶體中的位置。
ALU 包含通常由矽半導體構成的邏輯閘。 邏輯閘可以使用二進位代碼在幾納秒內執行操作； 8 和 16 的組合。 這給出了由兩個選項組成的命令：開或關、導電或非導電。 根據電腦架構，多個命令在 ALU 中同時處理，並共同形成 32、XNUMX 或 XNUMX 位元的「字」。 字是單一資料暫存器中儲存的最大資料量。 這是處理器一次可以處理的資料量。
ALU 中發生以下基本操作：
- 向左或向右移動一個或多個位元位置（移位）
- 對兩個字進行算術運算，例如加法或相加（加法）；
- 對資料執行邏輯運算（AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR）。
下圖將 ALU 顯示為符號（左）以及將操作從 A 和 B（傳入）轉換為 R（傳出）的 IEC 符號。
我們在右側 ALU 中看到的「非」、「或」和「與」閘是用來執行邏輯運算的最常見的閘。 除了這三個基本連接埠之外，還有其他連接埠。 我們將在本頁稍後再討論這一點。 透過「非」、「或」和「與」閘，可以對輸入結果進行預先編程。 透過將諸如是/否或真/假之類的答案置於手煞車警告燈上的電路，可以基於兩個輸入來啟動該燈。
- 是否拉了手煞車？
- 煞車油儲液罐的液位是否正確？
如果一個或兩個答案都可以回答“是”，則警告燈已啟動。 本頁後面還有更多範例。
下表顯示了這三個基本連接埠。 在本頁中，我們主要使用英文名稱（AND 而不是 EN），以免給讀者造成任何混淆，但這兩個名稱當然都是正確的。 這同樣適用於符號（IEC 和 ANSI）。 我們使用IEC符號，但在美國文獻中我們主要看到ANSI符號。 以下內容也適用：不要將它們混合併使用一種類型的符號。
表下方給出了每個閘的屬性的解釋，真值表顯示了哪些輸入會產生 0 或 1 的輸出。
下面是三個閘的符號和真值表的解釋，顯示了不同輸入組合的輸出。
與門：
與閘（荷蘭語：AND Gate）可以有多個輸入，但總是只有一個輸出。 在影像中我們看到輸入 a 和 b。 可以在兩個輸入上相互獨立設定 1 或 0。 如果輸入（a 和 b）均為 1，則輸出 (Q) 變為 1。 在所有其他情況下，輸出 Q 為 0。
- 透過與閘的兩個輸入（在本例中為輸入 A 和 B），有四種可能的電路來產生輸出。 這些顯示在與門圖像右側的真值表中。
- 四個輸入有 16 種可能性；
- 八個輸入甚至有 256 種可能性。
或門：
或閘（荷蘭語：OF 閘）也可以有多個輸入，只有一個輸出。 對於「或」閘，如果兩個輸入之一為 1，或兩個輸入均為 1，則輸出為 1。
非門：
非閘（荷蘭語：NOTgate）的作用相當於一個反相器，只有一個輸入和一個輸出。 輸入訊號反轉：當輸入訊號為1時，輸出訊號變為0，反之亦然。
除了提到的電路（AND、OR和NOT）之外，我們還知道許多衍生邏輯電路。 透過這些電路，我們可以將前面討論的兩個電路組合成一個電路。
與非門：
非與門是一個與門後跟一個非門。 如果多個輸入均為 1，則輸出為 1。 只有當所有輸入均為 1 時，輸出才為 0。這與前面討論的與閘正好相反。
或非門：
非或門（Non-OR gateway）是一個或門後面跟著一個非門。 它可以有多個輸入，但只有一個輸出。 在此電路中，只有當兩個輸入均為 1 時，輸出才會為 0。
異或門：
異或閘是一種當只有一個輸入為 1 時輸出為 1 的閘。 當兩個輸入具有相同的邏輯狀態時，輸出變為 0。異或閘永遠不會有兩個以上的輸入。
同或連接埠：
異或門配備有非門，這使其成為異異或門。 輸出在異或閘處反轉。
對於每個 IC，連接電源和接地以實現閉合電路非常重要。 兩個連接埠還必須接收電壓以防止浮動測量。 需要上拉和下拉電阻來正確切換輸入和輸出。 如果沒有這些電阻，連接埠可以保持“活動”狀態，但不受控制。 那麼連接埠就不可靠了。
組合電路與汽車應用：
透過將一個 IC 的輸出連接到另一個 IC 的輸入，可以將數位 IC 連接在一起。 透過這些組合，可以製作為任何所需輸入組合產生所需輸出組合的電路。 當多個 IC 連接在一起時，我們稱之為組合電路。 為了了解組合電路，下面給出了汽車技術範例。
燈光警報電路:
組合電路的一個實際例子是燈光警告電路。 當車外燈亮起時關閉點火開關並打開車門，必須透過蜂鳴器向駕駛發出警告。 與閘用於三個輸入訊號。 如上一節所述，AND 閘的所有輸入必須為 1，才能在輸出上獲得 1 並啟動蜂鳴器。 如果與閘的三個輸入之一為 0，則輸出保持為 0，並且蜂鳴器保持關閉。
- 燈開關：當開關關閉時，輸入a將顯示0。 當停車燈或近光燈開啟時，數值變為 1；
- 點火鎖：當點火鎖打開時，輸入 b 上出現 1。 當點火開關關閉時，結果為 0。在這種情況下，非閘將 0 反轉為 1，以獲得與閘的正確訊號。
- 門開關：門打開時，訊號切換至接地。 就像點火開關一樣，「與」門必須將 0 反轉為 1 才能正常工作。
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