《汽車電學(xué)基礎(chǔ)》全書配套教學(xué)課件

1、本章主要介紹的內(nèi)容有： 基本概念 電 阻 電 容 電 感 直流電路的基本定律 測(cè)量?jī)x器與焊接工具的使用 課題實(shí)驗(yàn)第一章基礎(chǔ)元件第一節(jié)基本概念本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有： 電流 電位 電壓 電動(dòng)勢(shì) 負(fù)載 通路 斷路 短路 串聯(lián) 并聯(lián) 直流電 交流電電荷的定向運(yùn)動(dòng)稱為電流。在金屬導(dǎo)體中，電流是電子在外電場(chǎng)力作用下的定向運(yùn)動(dòng)而形成的。通常規(guī)定正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娐分须娏鞯膶?shí)際方向。圖1-1-1所示為電流與電子移動(dòng)方向。一、電流如果在電路中任選一點(diǎn)為參考點(diǎn)，那么電路中某點(diǎn)的電位等于電場(chǎng)力將單位正電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)所做的功。電位是相對(duì)值，大小取決于參考點(diǎn)的選擇。在汽車電路中，通常用汽車底盤、車架和發(fā)動(dòng)機(jī)等

2、金屬作為公用導(dǎo)線，也就是常說的“搭鐵”，并視其為電路中的參考零點(diǎn)。電位沒有方向性，是標(biāo)量。單位是伏特（V）、毫伏（mV）。通常用字母V表示某點(diǎn)的電位，如：VA=4V。提示：汽車蓄電池每單格的電位是2V。二、電位電壓就是電路中兩點(diǎn)間的電位差。通常規(guī)定電壓的參考方向?yàn)楦唠娢唬ā啊睒O性）端指向低電位（“”極性）端，即電壓的方向?yàn)殡娢唤档偷姆较?。在電路圖中所標(biāo)電壓的方向一般都是參考方向，它們的實(shí)際值為正值還是負(fù)值，視選定的參考方向而定。電壓的參考方向有兩種表示方法，如圖1-1-2所示。第一種表示方法用箭頭表示，由假定的高電位指向低電位端。第二種表示是用雙下標(biāo)字母表示。三、電壓電動(dòng)勢(shì)也是電路中兩點(diǎn)的電位

3、差，不過電動(dòng)勢(shì)通常是對(duì)電源內(nèi)部而言，是表示其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的能力。它的參考方向規(guī)定為電源內(nèi)部低電位（“-”極性）端指向高電位（“+”極性）端，即電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)殡娢簧叩姆较?。如圖1-1-3所示，電動(dòng)勢(shì)是矢量，表示電源本身的性質(zhì)。電動(dòng)勢(shì)的單位為伏特（V）、毫伏（mV）等，通常用字母E來表示。四、電動(dòng)勢(shì)負(fù)載是將電能轉(zhuǎn)換成其它形式能量的裝置。電燈泡、電爐、電動(dòng)機(jī)等都是負(fù)載，如圖1-1-4所示。電燈泡是將電能轉(zhuǎn)變成光能，電爐是將電能轉(zhuǎn)變成熱能，電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。五、負(fù)載也叫回路，是指從電源的一端沿著導(dǎo)線經(jīng)過負(fù)載最終回到電源另一端的閉合電路。如圖1-1-5所示的為一個(gè)通路。六、通路也叫

4、開路，斷開開關(guān)，電源構(gòu)不成回路，此時(shí)電路中的電流為零。如圖1-1-6所示的狀態(tài)為斷路。七、斷路負(fù)載被導(dǎo)線直接短接或負(fù)載內(nèi)部擊穿損壞，電荷沒有經(jīng)過負(fù)載，直接從正極到達(dá)負(fù)極，此時(shí)流過電路的電流很大。如圖1-1-7所示。八、短路兩個(gè)或多個(gè)元件首尾相接在電路中，使電流只有一條通路，這種連接方式叫串聯(lián)，如圖1-1-8所示為電阻R1、R2的串聯(lián)電路。九、串聯(lián)若干個(gè)元件首與首連接，尾與尾連接，接到一個(gè)電源上，這種連接方法叫并聯(lián)，如圖1-1-9所示為電阻R1、R2的并聯(lián)電路。十、并聯(lián)方向和大小均不隨時(shí)間變化的電流或電壓稱為直流電。圖1-1-10所示為直流電壓。十一、直流電大小和方向隨時(shí)間改變的電壓或電流統(tǒng)稱為

5、交流電，其波形如圖1-1-11所示。如果電壓和電流的方向是按照正弦規(guī)律周期性變化的，就稱為正弦交流電。在電路圖上所標(biāo)的方向是指它們的參考方向。十二、交流電第二節(jié)電 阻本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有： 電阻的分類與參數(shù) 電阻的檢測(cè) 電阻的串聯(lián)與并聯(lián) 電阻在汽車中的典型運(yùn)用各種電阻外形如圖1-2-1所示。一、電阻的分類與參數(shù)1電阻的定義2電阻的分類圖1-2-1直標(biāo)法所謂直標(biāo)法，就是在電阻器上直接印出阻值。色標(biāo)法將不同顏色的色環(huán)涂在電阻上來表示電阻的標(biāo)稱值及允許誤差，各種顏色所對(duì)應(yīng)的數(shù)值見表1-2-1。固定電阻色環(huán)標(biāo)志讀數(shù)識(shí)別規(guī)則如圖1-2-2所示。3電阻的標(biāo)識(shí)（1）電阻值的標(biāo)識(shí)表1-2-1 電阻的額定功率指

6、電阻在直流或交流電路中，長(zhǎng)期連續(xù)工作所允許消耗的最大功率，有兩種標(biāo)識(shí)方法：2 W以上的電阻，直接用數(shù)字印在電阻體上；2W以下的電阻，以自身體積大小來表示功率。在電路圖上表示電阻功率時(shí)，采用如圖1-2-3的符號(hào)。（2）電阻額定功率的識(shí)別為提高測(cè)量精度，應(yīng)根據(jù)被測(cè)電阻標(biāo)稱值的大小來選擇量程。一般數(shù)字萬用表有6個(gè)電阻擋位：200、2k、20k、200k、2M和20M。RX為被測(cè)電阻，選取擋位的原則為RX200的選擇200擋位，200RXUTH時(shí)，即u-u+，比較器輸出等于零，即uO=0；當(dāng)uIu-，比較器輸出uO=VCC其傳輸特性如圖6-3-4（b）所示。比較器的輸出發(fā)生跳變的條件是：uI=UTH，

7、通常將UTH稱為閾值電壓（或門檻電壓）。簡(jiǎn)單電壓比較器的特點(diǎn)就是只有一個(gè)閾值電壓，當(dāng)輸入電壓在閾值電壓附近變化時(shí)，輸出信號(hào)就會(huì)發(fā)生跳變。（2） 簡(jiǎn)單電壓比較器在汽車電子電路中的應(yīng)用如圖6-3-5所示為氧傳感器與ECU連線原理圖。操作：如圖6-3-6所示為蓄電池電壓過低報(bào)警電路。該電路由集成運(yùn)放LM741、穩(wěn)壓管、發(fā)光二極管及一些電阻組成。進(jìn)一步：如果基準(zhǔn)電壓UTH=0V，那么當(dāng)輸入信號(hào)等于零時(shí)，輸出電壓就會(huì)發(fā)生跳變，這種比較器又稱為過零比較器，其電路和傳輸特性如圖6-3-7所示。當(dāng)輸入信號(hào)從集成運(yùn)放的同相端輸入，基準(zhǔn)信號(hào)從反相端輸入時(shí)，就構(gòu)成了一個(gè)同相輸入電壓比較器，其傳輸特性與反相輸入電壓比

8、較器正好相反，如圖6-3-8所示。討論：分析圖6-3-8所示同相輸入簡(jiǎn)單電壓比較器的工作原理，畫出傳輸特性。2滯回電壓比較器（1）基本電路在簡(jiǎn)單電壓比較器的基礎(chǔ)上加正反饋就構(gòu)成了滯回電壓比較器，電路結(jié)構(gòu)如圖6-3-9（a）所示。圖中輸入信號(hào)從反相端輸入，反饋信號(hào)作用于同相端，為反相滯回比較器。滯回比較器有兩個(gè)閥值電壓UTH1=(RfUR+R2VCC)/(R2+Rf)UTH1=RfUR/(R2+Rf)當(dāng)輸入電壓UTH2uIUTHL。當(dāng)輸入電壓uIUTHH時(shí)，uIUTHL，則輸出電壓u01=UOH，二極管VD1導(dǎo)通；u02=UOL，VD2截止，輸出電壓u0u01=UOH。當(dāng)輸入電壓uIUTH時(shí)，u

9、IUTHH，則輸出電壓u01=UOL，二極管VD1截止；u02=UOH，VD2導(dǎo)通，輸出電壓u0u02=UOH。當(dāng)輸入電壓UTHLuIUTHH時(shí)，輸出電壓u01=u02=UOL二極管VDI、VD2都截止，輸出電壓u02=0V。UTHL和UTHH是窗口比較器的兩個(gè)閾值電壓。其傳輸特性如圖6-3-14（b）所示。（2） 窗口比較器在汽車電子電路中的應(yīng)用在汽車充電系統(tǒng)電路中，當(dāng)電壓過低或過高時(shí)，報(bào)警器發(fā)出警報(bào)，這就是汽車充電系統(tǒng)電壓監(jiān)視器電路。電路如圖6-3-15所示。當(dāng)充電系統(tǒng)電壓大于14.5V時(shí)，A1反相端檢測(cè)到的電壓和同相端檢測(cè)到的電壓都大于基準(zhǔn)電壓，比較器A1輸出電壓為零，三極管VT1不能導(dǎo)

10、通，LED1（黃色）)不亮；比較器A2輸出電壓為電源電壓，驅(qū)動(dòng)三極管VT2導(dǎo)通，發(fā)光二極管LED2（紅色）發(fā)光，指不電壓過局。當(dāng)充電系統(tǒng)電壓小于12V時(shí)，A1反相端檢測(cè)到的電壓和A2同相端檢測(cè)到的電壓都小于基準(zhǔn)電壓，比較器A2輸出電壓為零，三極管VT2不能導(dǎo)通，LED2（紅色）不亮；比較器A1輸出電壓為電源電壓，驅(qū)動(dòng)三極管VT1導(dǎo)通，發(fā)光二極管LED1（黃色）發(fā)光，指示電壓過低。當(dāng)電壓介于1214.5V之間時(shí)，A1反相端檢測(cè)到的電壓大于基準(zhǔn)電壓，比較器A1輸出電壓為零，三極管VT1不能導(dǎo)通。A2同相端檢測(cè)到的電壓小于基準(zhǔn)電壓，比較器A2輸出電壓為零，三極管VT2不能導(dǎo)通。LED1（黃色）和LE

11、D2（紅色）都不亮，指示電壓正常。第四節(jié)課題實(shí)驗(yàn)線性集成穩(wěn)壓電源實(shí)驗(yàn)一、實(shí)習(xí)目的1熟悉和掌握線性集成穩(wěn)壓電源電路的工作原理。2學(xué)習(xí)線性集成穩(wěn)壓電源電路技術(shù)指標(biāo)的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)器材凌凱汽車電學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)，DT9208A數(shù)字萬用表一臺(tái)。三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)以美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的LM317為核心元件，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖6-4-1所示。LM317是一個(gè)三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路，其輸出電壓范圍是1.2V至37V，負(fù)載電流最大為1.5A，它的使用非常簡(jiǎn)單，僅需兩個(gè)外接電阻來設(shè)置輸出電壓，此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓也好。LM317內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。實(shí)驗(yàn)箱中用

12、到LM317封裝定義如圖6-4-2。在圖6-4-2中其VOUT滿足如下關(guān)系式： VOUT=1.25V(1+R6/R5)+IADJ(R5)所以調(diào)整R5的大小就能改變VOUT。四、測(cè)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1將可變電阻R5逆時(shí)針旋到底，斷開S4，測(cè)量R5的電阻，即用萬用表測(cè)量R5的左下腳和J21之間的電阻，記錄到表6-4-1中；2實(shí)驗(yàn)箱上電，用萬用表測(cè)量VIN（即J2和J21之間的電壓），VADJ（J3和J21之間的電壓）及VOUT（J4和J25之間的電壓）并將測(cè)得數(shù)據(jù)記錄到表6-4-1中。3斷開S4，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)R5，使其約等于6k，合上S4，用數(shù)字萬用表測(cè)量VIN，VADJ和VOUT并記錄到表6-4-1。4

13、斷開S4，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)R5，使其約等于2k，合上S4，測(cè)量VIN，VADJ和VOUT并記錄到表6-4-1中。5斷開S4，將R5順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底，測(cè)量R5并記錄，合上S4，測(cè)量VIN，VADJ和VOUT并將其記錄到表6-4-1中。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告本章主要介紹的內(nèi)容有： 數(shù)字電路基礎(chǔ) 觸發(fā)器 脈沖產(chǎn)生電路 D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路 汽車常用集成電路 課題實(shí)驗(yàn)第七章數(shù)字電路第一節(jié)數(shù)字電路基礎(chǔ)本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有： 什么是數(shù)字信號(hào) 二進(jìn)制 常用邏輯門電路 數(shù)字電路在汽車電子電路中的應(yīng)用 在汽車電子電路中，電信號(hào)主要在傳感器、ECU及執(zhí)行器件之間進(jìn)行傳遞。傳感器輸入ECU的信號(hào)大體上可以分兩大類：一類信號(hào)是連續(xù)變

14、化的信號(hào)，如發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣壓力傳感器，輸出的信號(hào)是隨著進(jìn)氣壓力變化而連續(xù)變化的信號(hào)，這類信號(hào)被稱為模擬信號(hào)，如圖7-1-1（a）所示；另一類信號(hào)是電壓“高”、“低”間隔變化的脈沖式信號(hào)，如光電式曲軸位置傳感器，輸出的信號(hào)是遮光盤不斷通過光電耦合器而產(chǎn)生的“有”或“無”（透光或遮光）的規(guī)律變化的脈沖信號(hào)，這類信號(hào)被稱為數(shù)字信號(hào)，如圖7-1-1（b）所示。一、什么是數(shù)字信號(hào) 數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)不同，它的電壓值本身沒有什么意義，而我們關(guān)心的只是有無電壓（脈沖）、間隔電壓出現(xiàn)的次數(shù)（脈沖數(shù)量）、高電壓或低電壓維持的時(shí)間（脈沖寬度）等。數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的特性不同，在檢測(cè)時(shí)一定要區(qū)分開，表7-1-1列出了

15、部分汽車傳感器輸出信號(hào)的類型。二、二進(jìn)制1二進(jìn)制數(shù)2二進(jìn)制碼 數(shù)字電路只處理1和0兩種狀態(tài)，所以在數(shù)字電路中廣泛采用二進(jìn)制。二進(jìn)制包括二進(jìn)制數(shù)和二進(jìn)制數(shù)碼。二進(jìn)制數(shù)表示電路狀態(tài)和數(shù)量大小，二進(jìn)制數(shù)碼不僅表示數(shù)量大小，還可以表示一定的信息，稱為代碼。概念：位權(quán)：6與8表示的數(shù)量不同是因?yàn)樗鼈兯幍奈徊煌?，不同的位具有不同的?quán)重，這叫位權(quán)。二進(jìn)制數(shù)按照一定的規(guī)律組合在一起，表示一定的信息，這樣的一組二進(jìn)制數(shù)稱為二進(jìn)制碼。最常用的二進(jìn)制代碼是8421BCD碼。8421碼的含義如表7-1-2所示。三、常用邏輯門電路1與門邏輯電路中實(shí)現(xiàn)最基本邏輯關(guān)系的電路稱為邏輯門電路，簡(jiǎn)稱為門電路。最基本的門電路有與

16、門、或門、非門、與非門和或非門。只有決定事物結(jié)果的全部條件同時(shí)具備時(shí)，結(jié)果才發(fā)生。這種因果關(guān)系叫邏輯與，或者叫邏輯相乘。表示的邏輯關(guān)系是Y=AB。如圖7-1-2（a）所示。當(dāng)開關(guān)A與B均閉合時(shí)，燈Y才亮。用真值表表示為圖7-1-2（b）。體現(xiàn)的邏輯關(guān)系是“全1為1，有0為0”。實(shí)現(xiàn)邏輯與關(guān)系的門電路稱為與門，與門的符號(hào)如圖7-1-3所示。常見的與門電路有四2輸入與門74LS08和CD4081。引腳如圖7-1-4所示。在決定事物結(jié)果的諸條件中只要有任何一個(gè)滿足，結(jié)果就會(huì)發(fā)生。這種因果關(guān)系叫邏輯或，或者叫邏輯相加。表示的邏輯關(guān)系是Y=A+B。如圖7-1-5（a）所示。當(dāng)開關(guān)A與B只要有一個(gè)閉合，燈

17、Y就亮。用真值表表示為圖7-1-5（b），體現(xiàn)的邏輯關(guān)系是“有1為1，全0為0”。2或門實(shí)現(xiàn)邏輯或關(guān)系的門電路稱為或門，或門的符號(hào)如圖7-1-6所示。常見的或門電路有四2輸入或門74LS32和CD4071。引腳如圖7-1-7所示。 只要條件具備了，結(jié)果便不會(huì)發(fā)生；而條件不具備時(shí)，結(jié)果一定發(fā)生。這種邏輯關(guān)系叫做邏輯非，也叫做邏輯求反。表示的邏輯關(guān)系是Y=A。如圖7-1-8（a）所示。 當(dāng)開關(guān)A閉合，燈Y就不亮。用真值表表示為圖7-1-8（b）。3非門 體現(xiàn)的邏輯關(guān)系是“是0則1，是1則0”。實(shí)現(xiàn)邏輯非關(guān)系的門電路稱為非門，非門的符號(hào)如圖7-1-9所示。常用的非門電路有六反相器74LS04和CD4

18、069。引腳如圖7-1-10所示。 與非門表示邏輯關(guān)系是Y=AB，相當(dāng)于在與門的基礎(chǔ)上加了一個(gè)非門，與非門的符號(hào)如圖7-1-11所示，4與非門真值表見表7-1-3。 常用的與非門集成電路有四2輸入與非門74LS00和CD4011，如圖7-1-12所示。 或非門表示邏輯關(guān)系是Y=A+B，相當(dāng)于在或門的基礎(chǔ)上加了一個(gè)非門，或非門的符號(hào)如圖7-1-13所示，5 或非門真值表見表7-1-3。 常用的或非門集成電路有四2輸入或非門74LS02和CD4001，如圖7-1-14所示。四、數(shù)字電路在汽車電子電路中的應(yīng)用 由門電路組成的門鎖控制系統(tǒng)的控制電路如圖7-1-15所示。為了避免電機(jī)通電時(shí)間長(zhǎng)引起發(fā)熱，

19、利用定時(shí)器限制通電時(shí)間。利用門鑰匙開關(guān)或門控制開關(guān)使觸點(diǎn)位于開鎖側(cè)，則向“或”門A輸出“Hi”，開鎖定時(shí)器進(jìn)行工作，約0.2s晶體管V1處于接通狀態(tài)，所有門鎖電機(jī)電流向下流動(dòng)，開鎖（處于脫開狀態(tài)）?！芭c”門E的輸出，只要不把鑰匙插入發(fā)動(dòng)機(jī)鎖孔中，則處于“Lo”位置，所以與“或”門的輸出無關(guān)。利用門鑰匙開關(guān)或門控制開關(guān)進(jìn)行上鎖操作，則向“或”門B輸出“Hi”，閉鎖定時(shí)器工作，約0.2s晶體管V2接通，所有門鎖電機(jī)電流向上流動(dòng)，處于鎖閉狀態(tài)。（1）閉鎖/開鎖動(dòng)作 防正鍵鎖閉是指若已執(zhí)行了鎖門操縱，而一側(cè)前門打開并且點(diǎn)火開關(guān)鑰匙仍插在鎖心內(nèi)，則所有的車門會(huì)自動(dòng)打開，以防止點(diǎn)火開關(guān)鑰匙遺忘在汽車內(nèi)。

20、圖7-1-15中的虛線部分是鑰匙插入防止電路。當(dāng)鑰匙插入發(fā)動(dòng)機(jī)鎖孔沒有拔出時(shí)，駕駛座或副駕駛座的門開著，“與”門C輸出“Hi”，這時(shí)，操作門鎖按鈕，使門鎖機(jī)構(gòu)處于上鎖狀態(tài)，則位置開關(guān)處于斷開，與非門D輸出“Hi”。此外，利用門控制開關(guān)即使操作上鎖，開關(guān)的“Lo”信號(hào)向與非門輸入，門D成為“Hi”。所以，從E門輸出“Hi”，使解鎖定時(shí)器工作，電機(jī)向解鎖一側(cè)驅(qū)動(dòng)，不使形成閉鎖狀態(tài)。這時(shí)，駕駛員必須注意把鑰匙從發(fā)動(dòng)機(jī)鎖孔中拔出。（2）防止鍵鎖閉第二節(jié)觸發(fā)器 數(shù)字電路中除了門電路之外，還有觸發(fā)器電路。觸發(fā)器起到信息的接收、存儲(chǔ)、傳輸?shù)淖饔?。觸發(fā)器按其穩(wěn)定工作狀態(tài)可分為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、無穩(wěn)態(tài)

21、觸發(fā)器（多諧振蕩器）等；按其功能可分為RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器和D觸發(fā)器等。在汽車電路中應(yīng)用較多的主要有RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器等?；綬S觸發(fā)器由兩個(gè)與非門G1、G2交叉連接組成，如圖7-2-1（a）所示。圖7-2-1（b）為基本RS觸發(fā)器的符號(hào)。1RS觸發(fā)器（1）基本RS觸發(fā)器表7-2-1是基本RS觸發(fā)器的特性表。 為了提高基本RS觸發(fā)器的抗干擾能力，設(shè)計(jì)制作了一種工作狀態(tài)不僅受輸入端（R、S）控制，而且還受時(shí)鐘脈沖（CP）控制的同步觸發(fā)器，簡(jiǎn)稱同步觸發(fā)器。圖7-2-2所示為同步觸發(fā)器的邏輯電路和符號(hào)。（2） 同步RS觸發(fā)器 時(shí)鐘脈沖（CP）是等周期、等幅的脈沖串，由外部電路產(chǎn)生，用來控制同步觸

22、發(fā)器的工作。當(dāng)脈沖為高電平即CP=1期間，觸發(fā)器接收輸入信號(hào)，開始工作；當(dāng)脈沖為低電平即CP=0期間，觸發(fā)器不工作。表7-2-2為同步RS觸發(fā)器的特性表。同步觸發(fā)器的特點(diǎn)是：時(shí)鐘電平控制，只有CP=1期間工作，抗干擾能力有所增強(qiáng)；R、S之間還是不能同時(shí)為1。在CP時(shí)鐘脈沖作用下，輸入信號(hào)R、S取值不同時(shí)，凡具有置0、置1和保持功能的電路，都叫做RS型時(shí)鐘觸發(fā)器。它的特性表與基本RS觸發(fā)器相同。（3）RS型時(shí)鐘觸發(fā)器在CP時(shí)鐘脈沖作用下，兩個(gè)輸入信號(hào)J、K取值不同時(shí)，具有保持、置0、置1、翻轉(zhuǎn)功能的電路，都叫做JK型時(shí)鐘觸發(fā)器。如圖7-2-3所示為JK觸發(fā)器的符號(hào)和特性表。2JK觸發(fā)器 在CP時(shí)

23、鐘脈沖作用下，單一輸入信號(hào)D在不同取值時(shí)，凡具有置0、置1功能的電路，都叫做D型時(shí)鐘觸發(fā)器。圖7-2-4所示為D觸發(fā)器的符號(hào)和特性表。3D觸發(fā)器第三節(jié)脈沖產(chǎn)生電路本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有： 555時(shí)基電路 555時(shí)基電路的典型應(yīng)用 一、555時(shí)基電路1555的基本結(jié)構(gòu)555的原始產(chǎn)品是NE555，后來又出現(xiàn)了LM555、A555、XR555、CA555、RM555、FX555、5G1555等等，統(tǒng)稱為“555”，它們的等效電路、形式和內(nèi)電阻值雖然略有不同，但基本結(jié)構(gòu)并無根本差別，按其內(nèi)部電路、功能結(jié)構(gòu)者可簡(jiǎn)化為圖7-3-1的形式。555各功能的真值表，如表7-3-1所示，555時(shí)基電路引腳圖如圖7

24、-3-2所示。 （1）555在電路結(jié)構(gòu)上是由模擬電路和數(shù)字電路組合而成，它將模擬功能與邏輯功能合為一體，能夠產(chǎn)生精確的時(shí)間延遲和振蕩，拓寬了模擬集成電路的應(yīng)用范圍。 （2）該電路采用單電源供電，電源范圍寬，可以和模擬運(yùn)放及TTL或CMOS數(shù)字電路共用一個(gè)電源。 （3）555可獨(dú)立構(gòu)成一個(gè)定時(shí)電路，且定時(shí)精度高。 （4）555的最大輸出電流達(dá)200mA，帶負(fù)載能力強(qiáng)，可直接驅(qū)動(dòng)小電動(dòng)機(jī)、喇叭、繼電器等負(fù)載。2555時(shí)基電路特點(diǎn)二、555時(shí)基電路的典型應(yīng)用1555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有下列特點(diǎn)：第一：它有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)狀態(tài)；第二：在外來觸發(fā)脈沖的作用下，能夠由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)

25、狀態(tài)；第三：暫穩(wěn)狀態(tài)維持一段時(shí)間后，將自動(dòng)返回到穩(wěn)定狀態(tài)，而暫穩(wěn)狀態(tài)時(shí)間的長(zhǎng)短與觸發(fā)脈沖無關(guān)，僅決定于電路本身的參數(shù)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一般用于定時(shí)、整形以及延時(shí)電路。圖7-3-3是用555電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。R、C是定時(shí)元件；uI是輸入觸發(fā)信號(hào)，下降沿有效，接到555的2腳；3腳uO是輸出信號(hào)。圖7-3-4是555電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形圖。 下面以發(fā)動(dòng)機(jī)555轉(zhuǎn)速表為例進(jìn)行介紹。本轉(zhuǎn)速表實(shí)際是一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其中，LIG是點(diǎn)火線圈一次繞組，P是繼電器觸點(diǎn)。電路如圖7-3-5所示。如圖7-3-6所示，為555構(gòu)成的多諧振蕩器。2555構(gòu)成的多諧振蕩器及其在汽車上的應(yīng)用電路的工作波形見圖

26、7-3-7。如圖7-3-8所示，（1）汽車轉(zhuǎn)向燈閃光器如圖7-3-9所示，（2）汽車刮水器間隙控制器 如想控制雙門，可按圖7-3-10將S2a、S2b兩只磁控開關(guān)串聯(lián)。S2是汽車本身的電喇叭按鈕開關(guān)，晶閘管的陽極應(yīng)接在喇叭一端。（3）汽車防盜報(bào)警器施密特觸發(fā)器一個(gè)最重要的特點(diǎn)，就是能夠把變化非常緩慢的輸入脈沖波形，整形成為適合于數(shù)字電路需要的矩形脈沖。如圖7-3-11所示為555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器。3555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器及其在汽車上的應(yīng)用如圖7-3-12所示為輸入信號(hào)uI為三角波時(shí)施密特觸發(fā)器的工作波形。 下面以前照燈555自動(dòng)變光器為例進(jìn)行介紹。這種采用555電路的變光器能使汽車在夜間會(huì)

27、車時(shí)于相距100150 m內(nèi)把遠(yuǎn)光燈自動(dòng)轉(zhuǎn)換成近光燈，會(huì)車后又自動(dòng)恢復(fù)到遠(yuǎn)光燈照明。從而避免或減少夜間會(huì)車時(shí)造成的交通事故，提高汽車行駛的安全性。 電路如圖7-3-13所示。變光器主要由光電檢測(cè)電路、施密特觸發(fā)電路及開關(guān)電路等組成。第四節(jié)D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有： 概述 D/A轉(zhuǎn)換電路 A/D轉(zhuǎn)換電路能把數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的電路，稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱DAC（Digital to Analog Converter）。能把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電路，稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)稱ADC（Analog to Digital Converter）。圖7-4-1所示是一個(gè)數(shù)字計(jì)算機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)框圖。

28、一、概述 圖7-4-2所示電路是四位倒置R-2R T型網(wǎng)絡(luò)數(shù)一模轉(zhuǎn)換器原理圖，其中，UREF為基準(zhǔn)電壓，D3D2D1D0為四位二進(jìn)制數(shù)碼寄存器的輸出，即被轉(zhuǎn)換的數(shù)字量。由這些數(shù)字量分別去控制四個(gè)模擬開關(guān)K3、K2、K1、K0。當(dāng)某位數(shù)字Di=1時(shí)，對(duì)應(yīng)的開關(guān)Ki打打向左邊，該支路電流Ii流向I1；當(dāng)某位數(shù)字Di=0時(shí)，對(duì)應(yīng)的開關(guān)Ki打向右邊，該支路電流Ii流向I2。運(yùn)算放大器將電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸出。二、D/A轉(zhuǎn)換電路1倒置R-2RT型網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器 由于運(yùn)算放大器同相端接地，所以其反相端虛地，因此，不管數(shù)字Di是1還是0，T型網(wǎng)絡(luò)中各2R支路的下端電位均為0V。A、B、C、D各點(diǎn)左端的等效

29、電阻都是R，A、B、C、D各點(diǎn)右端的等效電阻都是2R，如圖7-4-3所示。從對(duì)稱結(jié)構(gòu)可以求出：（1）功能與應(yīng)用1）DAC0832主要特性及引腳說明DAC0832是采用CMOS工藝制造的8位單片數(shù)一模轉(zhuǎn)換器。主要由兩個(gè)8位緩沖寄存器（輸入寄存器和DAC寄存器）和一個(gè)8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成，是20引腳雙列直插式封裝結(jié)構(gòu)，能與MCS-51單片機(jī)直接接口。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳分布如圖7-4-4所示。主要特性如下：1）8位分辨率。2）電流建立時(shí)間約為1/s。3）直接數(shù)字輸入、單緩沖輸入或雙緩沖輸入。4）單一電源供電（+5V+15V）。5）功耗200mW。2DAC0832集成D/A轉(zhuǎn)換器 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的種類有很多，

30、如并行比較型，雙積分型，逐次逼近型等。它們各有其優(yōu)點(diǎn)和不足。并行比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度快，但用的器件較多，分辨率較低。雙積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作可靠，抗干擾能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換精度高，但轉(zhuǎn)換速度慢。多用在測(cè)量系統(tǒng)中。逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度較快，精度較高，所用的器件較少，在集成電路中得到廣泛應(yīng)用。下面只對(duì)逐次逼近型模一數(shù)轉(zhuǎn)換器作詳盡的討論。三、A/D轉(zhuǎn)換電路原理框圖如圖7-4-5所示1逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（1）ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)及引腳分布如圖7-4-6和圖7-4-7所示。ADC0809模一數(shù)轉(zhuǎn)換器的主要特性如下：1）分辨率為8位。2）

31、最大不可調(diào)誤差小于ULSB。3）可鎖存三態(tài)輸出，能與8位微處理器接口。4）輸出與TTL兼容。5）不需要進(jìn)行零點(diǎn)和滿刻度調(diào)整。6）單電源供電，電源電壓為5V。7）轉(zhuǎn)換速率取決于芯片內(nèi)部的時(shí)鐘頻率，時(shí)鐘頻率范圍是101280kHz。當(dāng)時(shí)鐘頻率選為500kHz時(shí)，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換時(shí)間為128s，當(dāng)工作時(shí)鐘頻率為640Hz時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為64s。2ADC0809集成A/D轉(zhuǎn)換器第五節(jié)汽車常用集成電路本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有： 電子調(diào)壓器電路 電子點(diǎn)火電路 閃光器電路 儀表顯示專用集成電路 汽車用音樂/語言芯片 汽車密碼鎖電路5G058一、電子調(diào)壓器電路1線性集成調(diào)壓器L485L485是SGS-Thomson公司生

32、產(chǎn)的汽車電子調(diào)壓器專用集成電路。它和達(dá)林頓管等元件配合，控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈的電流通斷，調(diào)節(jié)性能良好。L485內(nèi)具有發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)比較電路，經(jīng)過補(bǔ)償后驅(qū)動(dòng)承擔(dān)開關(guān)任務(wù)的達(dá)林頓管。設(shè)有故障檢測(cè)電路，主要檢測(cè)充電電路開路或短路故障、蓄電池過壓與不充電故障，并驅(qū)動(dòng)故障指示燈發(fā)光。內(nèi)部還設(shè)有過載保護(hù)電路，對(duì)瞬時(shí)的過壓、過流、過熱器起保護(hù)作用。實(shí)際調(diào)壓電路如圖7-5-1所示，可見該電路外圍元件少，連接后不用調(diào)整就可投入使用。圖中達(dá)林頓管BDX53C可用其他型號(hào)代替。MC3325是美國(guó)Motorola公司生產(chǎn)的汽車電子調(diào)壓器專用集成電路。 MC3325集成電路采用雙列直插14引腳封裝，引腳如圖7-5-2所示

33、，1腳接地，11、12、13、14不用。2汽車電子調(diào)壓器專用集成電路MC3325 MC3325集成電壓調(diào)節(jié)器的典型應(yīng)用電路如圖7-5-3所示。 R5連接在5、6、7腳中的一個(gè)，作為調(diào)節(jié)電壓值。R1控制MC3325內(nèi)部二極管串的電壓，確定溫度系數(shù)。R2確定輸出電流。R3和R4均為限流電阻。R6確定過壓動(dòng)作值。R7、C1、C2作補(bǔ)償用。二、電子點(diǎn)火電路1電子點(diǎn)火控制器L497L497為雙列直插式點(diǎn)火集成塊，它有16個(gè)管腳（如圖7-5-4所示），其內(nèi)部框圖如圖7-5-5所示。 典型應(yīng)用電路如圖7-5-6所示。MC3334為標(biāo)準(zhǔn)雙列直插式8引腳封裝，其引腳功能如圖7-5-7所示。2MC3334高能電子

34、點(diǎn)火電路 該器件典型應(yīng)用的外部元件連接方法如圖7-5-8所示。三、閃光器電路1汽車閃光器專用集成電路LD7208（1） LD7208的功能和特點(diǎn)由LD7208組成的閃光器電路在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)作閃光和報(bào)警之用。當(dāng)汽車正常轉(zhuǎn)彎且車燈完好時(shí)，轉(zhuǎn)向信號(hào)燈和駕駛室監(jiān)測(cè)用的轉(zhuǎn)向指示燈同時(shí)閃爍，閃光頻率為80次/分鐘；當(dāng)車燈損壞后，轉(zhuǎn)向指示燈的閃光頻率加快1倍，以示報(bào)警。LD7208集成電路具有功能齊全、功耗低、精度高、外圍元件簡(jiǎn)單、工作電壓范圍大（標(biāo)稱工作電壓為12 V，實(shí)際工作電壓為918 V）和無需調(diào)整等特點(diǎn)。（2）電路工作原理LD7208集成電路采用雙列8引腳塑封結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部主要由輸入檢測(cè)器、電壓檢測(cè)器

35、、振蕩器和驅(qū)動(dòng)輸出電路四個(gè)部分組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7-5-9所示，典型應(yīng)用電路如圖7-5-10所示。圖7-5-11所示為L(zhǎng)M3909集成電路構(gòu)成的閃光器電路。2閃光控制集成電路LM3909在汽車閃光器中的應(yīng)用四 、儀表顯示專用集成電路1LM3914 圖7-5-12所示為模擬油壓表的電路原理圖。 圖7-5-13所示為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表電路。LM2917將分電器送來的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)，經(jīng)過頻率/電壓線性變換后，由電壓表表頭直觀地指示出來。2LM2907/2917五、汽車用音樂/語言芯片1SR8808SR8808是一種三秒鐘語言電路。集成電路生產(chǎn)廠家將語音固化在電路內(nèi)，使用時(shí)只需外接一個(gè)電阻、一個(gè)電容及喇叭驅(qū)動(dòng)

36、電路即可。應(yīng)用SR8808最成功的例子是汽車倒車時(shí)用的“倒車，請(qǐng)注意；倒車，請(qǐng)注意”“倒車，倒車”等語音告警芯片。典型應(yīng)用電路如圖7-5-14所示。操作：按照?qǐng)D7-5-14所示電路組裝倒車報(bào)警電路，組裝完畢后，按下按鍵S，喇叭發(fā)出警報(bào)聲。將按鍵S分別連接在SS8808的8、6、2腳上，注意聲音有何不同。WWS-888專用語音集成電路的語言輸出端輸出信號(hào)，送至功率放大電路LM386，推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出“嘟嘟，請(qǐng)注意倒車！請(qǐng)注意倒車！”的警告聲。WWC-888的工作電源電壓為3V，由VZ提供；電阻R5和電容C6組成振蕩電路，為外接元件，可根據(jù)實(shí)際需要適當(dāng)調(diào)整；VD能防止因電源極性反接而損壞元件，起保護(hù)

37、作用。電路如圖7-5-15所示2WWS-888語音倒車警報(bào)器CW9561內(nèi)部固化了救護(hù)車、消防車和警車等車輛報(bào)警聲音，根據(jù)外部觸點(diǎn)的不同觸點(diǎn)發(fā)組合可以選取其中一種聲音作為車輛報(bào)警音，所以它適用于多種特殊車輛。圖7-5-16為CW9561語音報(bào)警電路。 CW9561語音集成電路的工作電壓為3 V，采用C1、C2、R1、R2和穩(wěn)壓管VZ組成的穩(wěn)壓電路提供工作電壓。二極管VD防止電源極性接反而損壞元件，保護(hù)電路。當(dāng)需要報(bào)警時(shí)，將雙刀四擲開關(guān)扳到響應(yīng)擋位，報(bào)警器發(fā)出信號(hào)，經(jīng)三極管放大后，揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。3CW9561音樂報(bào)警電路六、汽車密碼鎖電路5G058 5G058是CMOS低壓低功耗電子密碼鎖專

38、用集成電路。采用雙列直插14腳封裝，工作電壓范圍VDD=35 V，靜態(tài)空載電流最大5 A。其特點(diǎn)是開鎖必須遵照一定順序鍵碼輸入，開鎖時(shí)間可設(shè)置在某一固定值內(nèi)，違反這些規(guī)定都不能開鎖，還會(huì)產(chǎn)生聲光報(bào)警。 圖7-5-17所示是5G058集成電路構(gòu)成的電子密碼鎖電路。16腳分別外連鍵開關(guān)AF到電源正極，這是6個(gè)有效鍵輸入，開鎖必須遵照AF這一順序。7腳為負(fù)極，8腳是無效假輸入鍵，外連無效鍵開關(guān)隨意混插在鍵盤中以假亂真。9腳是按鍵指示端，外接LED，每一次按鍵都會(huì)發(fā)光指示，以便確認(rèn)操作有效。10腳是報(bào)警輸出端，如果不是按AF順序按鍵或超過有效開鎖時(shí)間，則該引腳為高電平?？赏饨影l(fā)光二極管指示報(bào)警。還可用

39、作聲報(bào)警的控制信號(hào)，例如去控制防盜報(bào)警語音集成電路S8803A，使揚(yáng)聲器發(fā)聲報(bào)警。11腳外接電容C1，11、12腳之間接可調(diào)電位器RP，調(diào)節(jié)電阻值，決定有效開鎖時(shí)間T。13腳為開鎖輸出端，14腳接電源正極。 密碼式防盜裝置的工作過程是：當(dāng)駕駛員用鑰匙接通密碼鎖電路，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按照正確順序AF輸入密碼，13腳輸出5 mA以上電流，經(jīng)三極管VT1放大，驅(qū)動(dòng)繼電器J吸合，動(dòng)觸點(diǎn)接通點(diǎn)火裝置，可正常起動(dòng)汽車。否則報(bào)警輸出端10腳輸出5 mA以上電流，觸發(fā)防盜報(bào)警語音集成電路S8803A，使揚(yáng)聲器發(fā)出“有小偷偷車，快抓偷車小偷!”之類的預(yù)先設(shè)定的語音。 鍵碼的應(yīng)用提示：5G058開鎖必須是依照AF順

40、序按下鍵開關(guān)（可以是觸摸開關(guān)形式），但是AF連接鍵盤的具體位置（按鍵）是可以任意設(shè)置的。AF對(duì)應(yīng)的每一鍵開關(guān)名稱可按自己的愛好任意定義。例如AF對(duì)應(yīng)的名稱標(biāo)志可以是自己最熟悉的一個(gè)6位數(shù)電話號(hào)碼。第六節(jié)課題實(shí)驗(yàn)本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有： 實(shí)驗(yàn)一汽油機(jī)噴油器驅(qū)動(dòng)電路實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量處理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三水箱水位過低報(bào)警實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四轉(zhuǎn)向閃光器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 汽油機(jī)噴油器驅(qū)動(dòng)電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)器材1學(xué)習(xí)并掌握?qǐng)?zhí)行器功率接口電路的設(shè)計(jì)基本方法和電路參數(shù)匹配；2經(jīng)過邏輯電路和功率電路的混合調(diào)試，進(jìn)一步提高對(duì)于汽車電子機(jī)電結(jié)合的認(rèn)識(shí)；3了解汽油機(jī)噴油器的噴油量的控制方式及影響因素等。凌凱汽車電學(xué)基礎(chǔ)實(shí)

41、驗(yàn)箱一臺(tái)，EXCEL V-252模擬示波器一臺(tái)，音頻信號(hào)發(fā)生器TAG-101一臺(tái)。該噴油器驅(qū)動(dòng)電路采用TIP41C作為核心功率驅(qū)動(dòng)器件，TIP41C是一個(gè)中功率的NPN晶體三極管，其參數(shù)如下:1VCBO（發(fā)射極開路時(shí)集電極-基極間的反向擊穿電壓）：100V2VCEO（基極開路時(shí)集電極-發(fā)射極間的反向擊穿電壓）：100V3VEBO（集電極開路時(shí)發(fā)射極-基極間的反向擊穿電壓）： 5V4IC（集電極最大允許電流（DC）：6A5ICP（集電極最大允許電流（PULSE）：10A6IB（基極最大允許電流）：2A7PCM（集電極最大允許功率損耗TC=25）：65W實(shí)驗(yàn)箱上使用的TIP41C封裝形式如圖7-6

42、-1所示：三、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)箱上的實(shí)驗(yàn)電路如圖7-6-2所示： 在電路圖中，噴油器線圈電阻就是R10和R14，控制信號(hào)由J5接入，控制兩個(gè)TIP14C三極管交替飽和導(dǎo)通，使R10、R14交替搭鐵，D2、D4為續(xù)流二極管，D1、D3為相應(yīng)噴油器搭鐵指示燈。1打開直流穩(wěn)壓電源，調(diào)至電源輸出到12V左右，將電源插頭插入實(shí)驗(yàn)箱上的電源插孔； 2觀察直流穩(wěn)壓電源上的電流顯示，并記錄下來（此時(shí)實(shí)驗(yàn)箱上的D1、D3噴油器動(dòng)作指示燈應(yīng)熄滅）。 I1= ； 3調(diào)節(jié)音頻信號(hào)發(fā)生器TAG-101，使其輸出10Hz左右幅值最大的方波信號(hào)并接入到J6，即紅色鱷魚夾接J6，黑色鱷魚夾接J26，此時(shí)應(yīng)聽到噴油器電磁閥打開和關(guān)

43、閉時(shí)的敲擊聲，可以用手握噴油嘴，感受其振動(dòng)的頻率，同時(shí)D1、D3也交替閃爍，閃爍頻率跟輸入信號(hào)一致。 4觀察直流穩(wěn)壓電源上的電流顯示，并記錄下來。 I2= ； 5用示波器觀察J6和J7及J10對(duì)地（與J26）之間的波形，比較它們之間的相位有何不同，并記錄到表7-6-1中；四、實(shí)驗(yàn)步驟和內(nèi)容6調(diào)整信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的幅值，使其慢慢變小，直到聽不到噴油器動(dòng)作的聲音，用示波器觀察J6、J7和J10對(duì)地的波形，并記錄到表7-6-1中；7調(diào)整信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的幅值，使其變到最大，慢慢提高輸出信號(hào)的頻率，到300Hz左右，感受一下在不同頻率下，噴油器的動(dòng)作敲擊聲有何差異，并記錄此時(shí)J6、J7和J10對(duì)地

44、波形到表7-6-1中。8調(diào)整直流穩(wěn)壓電源輸出的電壓值，使其慢慢變小，至到聽不到噴油器動(dòng)作，記下此時(shí)電壓值，9實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取掉音頻信號(hào)發(fā)生器TAG-101的紅色鱷魚夾和黑色鱷魚夾，拔掉實(shí)驗(yàn)箱電源接頭，并將各儀器的電源關(guān)掉。1真實(shí)報(bào)告測(cè)量結(jié)果，并計(jì)算單個(gè)噴油器工作時(shí)的電流大小和實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較。 2分析步驟6中信號(hào)發(fā)生器輸出幅值變小時(shí)噴油器為什么不工作。 3分析步驟5中J6、J7和J10對(duì)地波形的相位相差多少。 4思考一下在實(shí)際汽車電路中影響噴油量的因素。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)二轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量處理實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)器材1掌握轉(zhuǎn)速測(cè)量的基本原理和磁電式轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)處理的基本方法； 2掌握四運(yùn)放芯片L

45、M324和施密特反相器74HC14的使用方法及工作特性； 3掌握將正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)換到直流方波信號(hào)的工作原理。凌凱汽車電學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)，EXCE V-252模擬示波器一臺(tái)，音頻信號(hào)發(fā)生器TAG-101一臺(tái)，高精度直流穩(wěn)壓電源一臺(tái)，DT9208A數(shù)字萬用表一臺(tái)。三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)電路以四運(yùn)放LM324和六施密特反相器71HC14為核心，其原理圖如圖7-6-3：磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的輸出是正弦交流信號(hào)，而ECU內(nèi)部微處理器只能接收和處理直流方波信號(hào)，所以只能將二者進(jìn)行轉(zhuǎn)換，圖6-1就是將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化的電路，它分為分壓濾波，限幅、跟隨比較和整形等幾部分。1LM324四運(yùn)放放大器內(nèi)含四個(gè)特性相同的高增益，內(nèi)補(bǔ)

46、償?shù)膯坞娫矗ㄒ膊豢梢允请p電源）運(yùn)算放大器，其功耗低，每個(gè)運(yùn)放靜態(tài)功耗約為0.8mA，但驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)40mA；LM324主要參數(shù)：（1）電壓增益：100dB；（2）單位增益帶寬：1MHz（3）單電源工作范圍：3V30VDC；（4）雙電源工作范圍：1.5V16V；（5）輸入共調(diào)電流：5mA50mA；（6）輸入偏寬電流：50mA150mA；（7）輸入共模電壓范圍：為電源提供的電壓范圍；（8）輸出電壓幅度：0VVCC-1.5V；（9）輸出最大電流：40mA。2MC74HC14AN是安森美半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的六施密特反相器，其特性如下：（1）輸出帶負(fù)載能力：10個(gè)LSTTL；（2）輸出能直接和CMOS、NM

47、OS和TTL電路連接；（3）工作電源范圍：2V6V；（4）低輸入電流：1.0uA；（5）良好噪音抑制特性。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟2用數(shù)字萬用表測(cè)量J28對(duì)地之間的電壓，并記錄之：VREF= ；3調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器TAG-101的頻率轉(zhuǎn)盤，使其輸出1kHz左右的正弦波，衰減擋打到-20，將輸出信號(hào)接到實(shí)驗(yàn)箱中，紅色鱷魚夾接J22，黑色鱷魚夾接J40。4用示波器觀察J22、J23、J27、J30、J29、J31、對(duì)地（J40）的波形，并記錄到表7-6-2中，分析它們之間的關(guān)系，正弦波是怎么慢慢變成方波的，并觀察它們之間相位和幅值有些什么變化。5觀察并計(jì)算最后輸出的方波信號(hào)頻率是不是和信號(hào)發(fā)生器輸出的頻率一

48、致。1真實(shí)填寫測(cè)量結(jié)果；2根據(jù)測(cè)量結(jié)果分析電路的工作原理，理解每一個(gè)元件在電路中的作用并填寫表7-6-3：3思考一下磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的處理是否也適用于霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器，為什么？五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)三水箱水位過低報(bào)警實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)器材1學(xué)習(xí)并掌握用HEP4096六反相器構(gòu)成多諧振蕩器的原理和方法；2理解水箱水位過低報(bào)警電路的工作原理。凌凱汽車電學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)，EXCEL V-250示波器一臺(tái)、直流穩(wěn)壓電源一臺(tái)，數(shù)字萬用表DT9208A一臺(tái)。三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)電路是以（PHILIPS公司的HEP4069UBP）為主要核心部件，其實(shí)驗(yàn)原理圖如下圖7-6-4所示：電路中HEP4069UBP為六

49、反相器，MK1為壓電陶瓷蜂鳴器。R32為兩根導(dǎo)線的引出端子，它延伸到水箱中但不能與水箱體接觸。當(dāng)水箱水位符合要求時(shí)，兩根引出銅線浸在水中。由于水的導(dǎo)電作用，使得HEP4069UBP第1腳為高電平，2腳為低電平，4、5腳為高電平，6、9腳為低電平，使得綠色LED發(fā)光，指示水位正常。8腳為高電平，使三極管NPN飽和導(dǎo)通，使11腳被固定在低電平，導(dǎo)致后面的U5E、U5F構(gòu)成的多諧振蕩器不工作，蜂鳴器不響。水箱水位低于最低水位時(shí)，兩根引線離開冷卻水懸空，使腳HEP4069UBP的1腳為低電平，2腳為 高電平，4、5腳為低電平，6、9腳為高電平，使得紅色LED發(fā)光，指示水位低于最低限到水位，8腳為低電平

50、，NPN三極管截止，11腳被懸空，所以諧振器開始振蕩，蜂鳴器發(fā)出鳴叫音，提醒駕駛員加水。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1打開直流電源開關(guān)，調(diào)節(jié)電壓輸出旋鈕，使其輸出12V電壓左右，并接到實(shí)驗(yàn)箱電源插孔中；2斷開R32上的兩根引線連接，這時(shí)應(yīng)該聽到蜂鳴器報(bào)警聲，且D9和D14兩個(gè)紅色LED閃亮；3準(zhǔn)備一杯水，將兩根引線插入水中，則蜂鳴器停響D9和D14熄滅，只有D8綠色LED常亮；4用數(shù)字萬用表測(cè)量表7-6-4中的各測(cè)試點(diǎn)電壓，并記錄到表中；5將引線提出水中，這時(shí)應(yīng)聽到蜂鳴器報(bào)警，用數(shù)字萬用表測(cè)量表7-6-5中各測(cè)試點(diǎn)的電壓值，并記錄；6用EXCEL V-252示波器觀察J49、J50、J51測(cè)試點(diǎn)的電壓波

51、形并描述于表7-6-6中；1真實(shí)填寫測(cè)量結(jié)果；2對(duì)比表7-6-1和表7-6-2中的數(shù)據(jù)，分析報(bào)警電路中監(jiān)測(cè)部分的工作原理；3根據(jù)表7-6-3的測(cè)量結(jié)果，分析多諧振蕩器的工作原理；4在電容C10的值不變的情況下，如果增大多諧振蕩器的頻率，應(yīng)調(diào)整原理圖中的哪個(gè)元件，怎樣調(diào)整？五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)四轉(zhuǎn)向閃光器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)器材1學(xué)習(xí)并掌握NE555構(gòu)成多諧振蕩器的原理和調(diào)試方法；2理解NE555構(gòu)成的汽車轉(zhuǎn)向閃光器的工作原理。凌凱汽車電學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)，EXCEL V-252模擬示波器一臺(tái)，直流穩(wěn)壓電源一臺(tái)。三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)是以美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的NE555為核心部件，NE555是一種中規(guī)

52、模的集成定時(shí)器，在波形產(chǎn)生、變換整形、定時(shí)以及控制系統(tǒng)等方面已得到廣泛應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)以NE555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器，其電路原理如圖7-6-5所示。 電路圖中的左邊虛線框就是多諧振器，右邊是繼電器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)箱剛上電時(shí)，Uc=0，即測(cè)試點(diǎn)J54電壓等于0，則UO（J56電壓）=UOH，NE555內(nèi)部放電管截止。 Ucc通過R35、D10對(duì)電容充電，使Uc上升。當(dāng)Uc上升到閥值電2/3Ucc時(shí)，觸發(fā)器置0: UO=UOL，NE555內(nèi)部晶體三極管導(dǎo)通，此時(shí)電容通過R36和（7端）放電管（接地）放電，使Uc下降。當(dāng)Uc下降到觸發(fā)電平Ucc/3時(shí)，觸發(fā)器置1，u0=UOH，NE555內(nèi)部放電管截止

53、，Ucc又通過R35，D10對(duì)電容充電。如此周而復(fù)始（進(jìn)行充電與放電），則產(chǎn)生多諧振蕩，其波形如圖7-6-6所示。 利用NE555定時(shí)器的輸出端3接三極管Q5控制繼電器，使繼電器按多諧振蕩頻率進(jìn)行工作，繼電器的觸點(diǎn)接到轉(zhuǎn)向燈的電源回路中，控制電源的通斷，使轉(zhuǎn)向燈按一定頻率閃爍。閃光器的燈亮?xí)r間由C12的充電時(shí)間決定:t燈亮=tC12充0.7（R35+RD10）C12（式中RD10為二極管D10的正向電阻）。閃光器的燈滅時(shí)間由C12的放電時(shí)間決定：t燈滅=tC12放0.7RBC12。閃光器的燈亮燈滅周期即多諧振蕩器的振蕩周期為T=tc1充+tc1放=0.7（R35+R36+RD10）C12，信號(hào)

54、燈的閃爍頻率一般為f =1/T60（次/分鐘）。通過適當(dāng)選擇R35、R36和C12的值，即可取得一定的閃爍頻率。四、實(shí)驗(yàn)步驟1打開直流穩(wěn)壓電源開關(guān)，調(diào)整輸出電壓為12V左右，接入實(shí)驗(yàn)箱；2將轉(zhuǎn)向開關(guān)S7拔到左邊，則左邊的D15燈會(huì)閃爍，拔到右邊，右邊的D16燈會(huì)閃爍；3用示波器觀察J54、J56兩測(cè)試點(diǎn)的波形，并記錄到表7-6-2中，分析理解二者的關(guān)系；4用示波器觀察J55、J58、J56測(cè)試點(diǎn)的波形，并記錄到表7-6-2中，分析并理解它們之間的關(guān)系；5用數(shù)字萬用表測(cè)量J53上的電壓，并記錄：Vj53= 。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1分析表7-6-7中J54、J56兩測(cè)試點(diǎn)的波形，看是否和圖8-3中的波形一

55、致。2分析表7-6-7中J56、J58兩測(cè)試點(diǎn)的波形，看它們幅值分別是多少，相位有何異同？3根據(jù)圖7-6-6給出來的參數(shù)值，計(jì)算t燈亮和t燈滅，與觀察的波形時(shí)間比較，看是否一致。本章主要介紹的內(nèi)容有： 單片機(jī)的組成和分類 汽車電腦原理 課題實(shí)驗(yàn)第八章 汽車微機(jī)基礎(chǔ)第一節(jié)單片機(jī)的組成和分類本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有： 什么是單片機(jī) 單片機(jī)的組成 單片機(jī)的分類一、什么是單片機(jī) 單片機(jī)是將中央處理器CPU（Central Processing Unit）、存儲(chǔ)器（Memory）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、輸入/輸出（I/O）接口電路等主要計(jì)算機(jī)部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)，基本結(jié)構(gòu)如圖8-1-1（a）所

56、示。雖然單片機(jī)只是一塊芯片，但其已經(jīng)具有微型計(jì)算機(jī)的組成與功能，故稱之為單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)或微機(jī)。目前，汽車電控系統(tǒng)采用的單片機(jī)均為數(shù)字式單片機(jī)。二、單片機(jī)的組成1中央處理器（CPU） 中央處理器（CPU）是具有譯碼指令和數(shù)據(jù)處理能力的電子部件，是汽車電子控制單元的核心，基本結(jié)構(gòu)如圖8-1-1（b）所示，由運(yùn)算器（Calculator）、寄存器（Register）和控制器（Controller）組成。運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。汽車上各種電控系統(tǒng)（燃油噴射系統(tǒng)EFI、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS、安全氣囊系統(tǒng)SRS、自動(dòng)變速器ECT控制系統(tǒng)）ECU內(nèi)部的數(shù)據(jù)運(yùn)算與邏輯

57、判斷都在這里進(jìn)行。寄存器用于暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或程序指令?？刂破魇怯?jì)算機(jī)的指揮控制部件，其功用是按照監(jiān)控程序和應(yīng)用程序使計(jì)算機(jī)各部分動(dòng)協(xié)助調(diào)工作。在單片機(jī)或微型計(jì)算機(jī)中，存儲(chǔ)器是用來存儲(chǔ)程序指令和數(shù)據(jù)的部件。存儲(chǔ)器是由許多具有記憶功能的存儲(chǔ)電路構(gòu)成的，每個(gè)記憶存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)1個(gè)二進(jìn)位信息（0或1），稱為存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)位（Bit）。每8個(gè)記憶存儲(chǔ)電路構(gòu)成存儲(chǔ)器的一個(gè)基本單元，存儲(chǔ)8位二進(jìn)制信息，稱為存儲(chǔ)字節(jié)（Byte）。存儲(chǔ)器按讀寫操作原理可分為：只讀存儲(chǔ)器ROM（Read Only Memory）和隨機(jī)存取儲(chǔ)存器RAM（Random Access Memory）。按功能可分為程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。按構(gòu)

58、成材料可分為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和磁質(zhì)存儲(chǔ)器。（1）只讀存儲(chǔ)器（ROM） 掩膜ROM 可編程ROM（即PROM） 可改寫ROM（即EROM）（2）隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）2存儲(chǔ)器（Memory）I/O（Input/Output）接口是CPU與傳感器或執(zhí)行器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和下達(dá)控制指令的通道。由于傳感器和執(zhí)行器種類繁多，它們的信號(hào)速度、頻率、電平、功率和工作時(shí)序等都不可能與CPU完全匹配，因此必須根據(jù)CPU的指令，通過I/O接口進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制。3輸入輸出（I/O）接口4總線（BUS）總線是微機(jī)內(nèi)部傳遞信息的電路連線。在單片機(jī)內(nèi)部，CPU、ROM、RAM與I/O接口之間的信息交換都是通過總線來實(shí)現(xiàn)。按傳遞信

59、息不同，總線可分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線三種。數(shù)據(jù)總線主要用于傳送數(shù)據(jù)與指令。地址總線用來傳遞地址數(shù)碼。微機(jī)中的器件都與控制總線連接，CPU可通過控制總線隨時(shí)掌握各個(gè)器件的狀態(tài)，并根據(jù)需要隨時(shí)向某個(gè)器件發(fā)出控制指令。輸出回路是單片機(jī)與執(zhí)行器之間的中繼站，其功用是根據(jù)微機(jī)發(fā)出的指令，控制執(zhí)行器動(dòng)作。微機(jī)對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行分析、比較、運(yùn)算后，由預(yù)定的程序形成控制指令并通過輸出端子輸出。下圖8-1-2所示為MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。5輸出回路三、單片機(jī)的分類單片機(jī)分為通用型單片機(jī)和專用型單片機(jī)，我們通常所說的單片機(jī)就是指通用型單片機(jī)。從基本操作處理的數(shù)據(jù)來看，單片機(jī)又可分為4位單片機(jī)、8位單片

60、機(jī)、16位單片機(jī)和32位單片機(jī)。目前汽車上用的主要是8位單片機(jī)和16位單片機(jī)，也有一些轎車上開始使用32位單片機(jī)。14位單片機(jī)28位單片機(jī)316位單片機(jī)432位單片機(jī) 第二節(jié)汽車電腦原理本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有： 汽車電腦控制系統(tǒng)概述 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)一 、汽車電腦控制系統(tǒng)概述1汽車電腦控制系統(tǒng)的組成汽車電腦作為控制系統(tǒng)的核心，在硬件結(jié)構(gòu)上一般可分為三部分：外部傳感器、汽車電腦和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如圖8-2-1所示。汽車電腦一般被稱為ECU（Electronic Control Unit）。ECU主要由輸入接口、微處理器和輸出接口組成。（1）具有高的工作可靠性。（2）具有良好的抗振性。（3）能在溫度大范圍變