电子技术基础

电子技术基础

第一节概述

一、电子技术的一般应用1、能量转换：应用电子器件可以实现能量转换。2、自动控制：应用电子器件组成的各种线路和装置，以实现自动控制。如：组成无触点开关，无触点控制，各种继电器，逻辑电路和运算电路，程序控制、数字控制等。3、检验和测量：实现物理量的检验和测量。4、数据的运算和处理：电子计算机。2、在汽车上的应用1、常用汽车电器。2、各种专用集成电路、先进的传感器、车载微处理器及以它为核心的电子控制装置（燃油电控喷射系统、ABS系统、ASR系统、电控自动变速器)等。3、汽车的信息显示系统、空调以及导航系统中，电控技术都得到了广泛应用。

电子技术基础第二节常用电子元器件一、电阻器1、固定电阻器：

a、特点：其阻值不受自然环境的影响，与外加电压、电流的大小无关，其阻值不变。流过电阻的电流与加在其两端的电压成正比例变化，这类电阻又称为线性电阻。

b、分类：碳膜电阻RT、金属膜电阻RJ、氧化膜电阻RY、线绕电阻RX等。

c、固定电阻的主要参数：标称阻值、阻值误差、精度等级、温度系数等。UI0R值不变线型电阻的特性曲线Vd、电阻的联接方式：电阻的串联：电阻的并联：R1R2=R470510980R1R2R3100200300I=R600E=6VE=6VE=6VR12KR22KII1I2=R1KE=6V电阻串联时：R=R1+R2+R3电阻并联时：1/R=1/R1+1/R2+1/R3E=6VR3200I2I3=R50E=6VR2200R1100I1I电阻器阻值标示方法

1、直标法：用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值，其允许误差直接用百分数表示，若电阻上未注偏差，则均为±20%。

2、文字符号法：用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，其允许偏差也用文字符号表示。符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值。

表示允许误差的文字符号

文字符号DFGJKM

允许偏差±0.5%±1%±2%±5%±10%±20%

3、数码法：在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。数码从左到右，第一、二位为有效值，第三位为指数，即零的个数，单位为欧。偏差通常采用文字符号表示。

4、色标法：用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。国外电阻大部分采用色标法。黑-0、棕-1、红-2、橙-3、黄-4、绿-5、蓝-6、紫-7、灰-8、白-9、金-±5%、银-±10%、无色-±20%

当电阻为四环时，最后一环必为金色或银色，前两位为有效数字，第三位为乘方数，第四位为偏差。当电阻为五环时，最后一环与前面四环距离较大。前三位为有效数字，第四位为乘方数，第五位为偏差。2、熔断电阻器熔断电阻器（RF）是具有电阻器和熔断器的双重作用的特殊元件，在正常情况下，具有普通电阻器的电气特性，起普通电阻的作用。当电路发生故障时，如电源电压变化或元器件发生短路时，熔断电阻就会超负荷而迅速熔断，起熔丝的作用，使电路得到保护，防止故障扩大。熔断电阻器按其工作方式分可以分为可恢复式熔断电阻器和一次性熔断电阻器。电气符号为：

标准电气图形符号常用电气图形符号国外常用的电气符号

3、敏感型电阻器

敏感型电阻器（M）是用不同的半导体材料及特殊工艺制成，具有对温度、湿度、光照等非电物理量敏感的性质。有压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器等。（1）热敏电阻

a、特性曲线：RT0T0RPTC热敏电阻NTC热敏电阻RTQ

热敏电阻的特点是电阻值随温度的变化而发生明显的变化，它分两大类，正温度系数的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻。正温度系数的热敏电阻，其阻值随温度的升高而增大，负温度系数的热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。b、热敏电阻器的主要参数：热敏电阻器的主要参数有：标称电阻值、温度系数、额定功率、时间常数、最高工作温度等。标称电阻值是指环境温度为25℃时的电阻值，温度系数是指每变化1℃时阻值的变化率，额定功率是指热敏电阻器在25℃时相对湿度为45%～80%，标准大气压下长期连续工作所允许的耗散功率，时间常数是指热敏电阻对温度变化响应的速度。c、热敏电阻器的应用：负温度系数的热敏电阻在电路中主要用作温度补偿和温度控制的感温元件。应用较广，在电冰箱、空调器、微波炉、电烤箱等家电中，汽车上的水温传感器、气温传感器等。正温度系数的热敏电阻主要用在过热保护和过流保护的电路中，彩色电视机的自动消磁电路、电冰箱压缩机启动电路等。（2）压敏电阻器压敏电阻器用于过电压吸收、稳压限幅、非线性补偿及函数变换电路中，当压敏电阻器两端所加的电压低于标称额定电压时，压敏电阻器的电阻值接近无穷大，其内部几乎无电流流过。当压敏电阻器两端所加的电压高于标称额定电压时，压敏电阻突然击穿导通，由高阻态变为低阻态，工作电流急剧增加，保险管熔断使电路得到保护。当两端所加的电压低于标称额定电压时，压敏电阻器又能恢复高阻态。（3）光敏电阻器光敏电阻是用硫化镉或硒化镉等半导体制成的特殊电阻器，其对光线十分敏感，它在无光照时，呈高阻态，暗电阻一般可达1.5MΩ以上。当有光照射时，材料中激发出自由电子和空穴，其电阻值减小，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，亮电阻值可小至1kΩ以下。URV～220V～12VUSFU电气图形符号过电压保护电路光敏电阻的光照特性在大多数情况下是非线性的，具有较大的离散性。光敏电阻的暗电阻越大越好，一般光敏电阻的暗阻与明阻间的阻值之比（灵敏度）约为1500：1。它主要用于各种自动控制电路、光电计数、光电跟踪、光控电灯、照相机的自动闪光等场合。

RLRLR1RP470KE6VVT1VT2BL二、电容器1、电容器原理：将两块金属板摆放得非常近，并用一绝缘体隔开，当把金属板分别连接到电源的正极和负极时，金属板相对的面上聚集了正电荷和负电荷。当把电源撤消以后，电荷并不消失。这种能够储存电荷的装置称为电容器。2、电容量:电容储存电荷的能力以法拉来测量。符号F3、电容量的类型以及特性:1）陶瓷电容器使用钛、钛酸钡等陶瓷作绝缘体。多用于电子电路中，体积小，耐用。电容量较小。2）纸介质电容器使用纸作绝缘体。多用于点火系统分电器白金触点。电容量较大。3）电解电容器使用金属氧化物薄膜作绝缘体。多用于汽车的转向信号闪光灯装置上。电容量最大。注意：电解电容器的终端有极性，连接时一定要按照极性正确连接。三、半导体二极管1、半导体基础知识（1）硅材料半导体和锗材料半导体

半导体材料硅和锗的原子结构外层电子都是四个。硅和锗晶体中的共有电子，极易受到温度、光照、辐射等影响，因为这些能量能够转化为电子的动能，电子动能的增加就会使部分电子挣脱共价键束缚每个共有电子挣脱共价键束缚而成为自由电子后，在原来的地方就留下一个空位，成为空穴。自由电子和空穴分别叫做电子载流子和空穴载流子。在理想的状态下，硅和锗没有自由载流子。通过掺入适当的杂质或外加能量的方法，可使这种状况改变，形成一种导电的半导体。

（2）N型半导体和P型半导体

根据掺入的杂质，可将半导体分为两类：一类是掺入5价元素[如磷(P)]的半导体，由于磷的外层电子是5个，它们排列在硅晶格中，每个磷原子有4个价电子与相邻的硅原子的价电子形成共价键，而多余一个电子，这就使半导体中含有多余的电子载流子，这种半导体主要靠电子导电，我们把它称为N型半导体；另一类是掺入三价元素〔如硼(B)〕的半导体，由于硼原子外层电子是3个，每个硼原子有3个价电子与相邻硅原子的价电子形成共价键，在晶格中缺少一个电子，使半导体中含有多余的空穴载流子，这种半导体主要靠空穴导电，我们把它称为P型半导体。（3）PN结a、在N型半导体中有较多的自由电子，P型半导体中有较多的空穴。当P型半导体和N型半导体两者结合在一起时，

由于它们的载流子在浓度上的差异，N型半导体中的一部分电子将扩散到P型半导体中，而

P型半导体中的一部分空穴，也将扩散到N型半导体中来。在交界层N型区的簿层A中，由于失去了电子而带正电，在P型区的簿层B中，由于失去了空穴而带负电，形成了一个特殊的区域称为PN结，

b、PN结的特点PN结的特点是单向导电性。

2、二极管（1）二极管的结构二极管是以半导体管内部PN结的单向导电性作为工作基础而制成的，实际应用的二极管就是由一个PN结，加上两条电极引线和管壳制成的。二极管的最大特点是单向导电性，可以做成各种整流器、检波器，也可以在脉冲与数字电路中作为开关元件，其他电子设备也大量应用二极管。+-（2）二极管的伏安特性曲线锗管硅管正向特性反向特性U/VI/mA0AA’0.5二极管的电压—电流关系曲线成为伏安特性曲线从伏安特性曲线可以看出：（1）正向接法时，在电压从0增加的一段，由于外加电压低，PN结的扩散运动仍受内电场的阻碍，基本没有电流，这一段称为“死区电压”。当外加电压超过死区电压后，电流随电压的升高有明显的上升。（2）反向接法时，反向电流极小，可以认为二极管基本上不导通，当反向电压增加到一定数值后，反向电流就会剧增，二极管失去了单向导电性而被“反向击穿”，这时所加的反向电压称为“反向击穿电压”。二极管正常工作时，是不允许出现这种情况的。硅管的允许工作温度比锗管高。（3）晶体二极管的主要参数a、最大整体电流Iom：工作电流<

Iom。b、最高反面工作电压（URm）

选用二极管时，加在二极管上的反面电压峰值不允许超过这一数值。（4）晶体二极管的简易测试：a、用万用表欧姆档的量程拨到合适位置，用万用表的红黑表笔，分别正接、反接测量二极管的两端，可测出大、小两个阻值。大的为反向电阻，小的正向电阻，若测出的正向电阻为几百欧姆，反向电阻为几千欧姆，说明二极管是好的；如果正向电阻太大，则说明二极管失去了单向导电能力，如果正、反电阻均无限大，表示已断路。

b、当测得正向电阻时，黑表笔所接的一端为二极管的正极。红表笔所接的一端为二极管的负极。（5）二极管的分类a、按所用半导体材料分：锗二极管和硅二极管b、按管心结构分：点接触二极管、面接触二极管及平面二极管c、按封装形式分：分为玻璃外壳、金属外壳、塑料外壳、环氧树脂外壳等d、按用途分：

可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管、光敏二极管、变容二极管、磁敏二极管等。（6）晶体二极管的应用a、整流当电流从P流向N时，可容许低压电流流过。当电流反向流动时，阻止电流流动。应用：整流、稳压、温度测量、续流保护等b、稳压当电流从P流向N时，可容许低压电流流过。当电流反向流动时，只要电压达到预定值允许电流流过。应用：稳压、反向保护等。c、滤波稳压二极管整流二极管三、半导体三极管1、三极管的结构：半导体三极管是放大电路中的主要元件，由三层半导体芯片组成，实际上一个半导体三极管由两个PN结构成，每个PN结共用一个中间层，有一个二极管将是反向偏置的，而另一个则是正向偏置的，有p-n-p或n-p-n型两种。每个三极管都有不同的导电区域，每个导电区引出一个电极，分别称为基极（符号b）、发射极（符号e）和集电极(符号c)。2、三极管的电气符号PNP型NPN型基区与发射区之间的PN结为发射结；基区与集电区之间的PN结为集电结。特点：1）发射区和集电区虽均为同一类型的半导体，但发射区的搀杂重，杂质浓度高，集电区则搀杂轻，杂质浓度低。且二者的尺寸也不相同，集电区大，2）基区的厚度很薄，且搀杂很轻。cebbce3、半导体三极管的工作原理uAmA+--+--EbEeRcRbIbIcIe3DG6三极管的放大作用由克希荷夫第一定律可知：Ie=Ib+Ic

npn型和pnp型在工作原理上是基本相同的。不同之处在于：（1）在npn型三极管中，注入到基区的载流子是电子，而在pnp型三极管中，注入到基区的载流子是空穴。（2）二者的外加电压和各极的电流是相反的。

用基极电流的微小变化来使集电极电流作较大变化的控制作用，就叫做三极管的电流放大作用。4、三极管的输入和输出特性测量三极管特性的电路：uAmA+--EbEeW2W1IbIe3DG6VUbeVUceIc（1）输入特性

当三极管的集电极与发射极之间的电压Uce为某一定值时，基极电流Ib与基极电压Ube之间的关系，称为三极管的输入特性。硅管正常工作时：

Ube约为0.6～0.7伏而锗管为0.2～0.3伏VIb00.40.6uAUbeIIIUce>1VUce=0V3DG6输入特性曲线（2）输出特性当三极管的基极Ib为某一定值时，集电极电压Uce与集电极电流Ic之间的关系，称为三极管的输出特性。0UceIcIb=20uAIb=40uAIb=80uAIb=100uA（V）mAIb=03DG6输出特性曲线5、晶体三极管的工作区晶体三极管的输出特性曲线阻可以分成三个部分：（1）放大区：在Ib

>0和Uce>1伏的范围内，Ic的变化基本与Uce无关，Ic只受Ib的控制。发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置。（2）饱和区：Uce=Ec-IcRc，当Ic上升时，Uce下降，当Uce下降到一定程度时，Ib再增大，Ic则很少增大，Ic已经达到饱和。发射结和集电结都处于正向偏置。（3）截止区：Ib=0的那条曲线以下的区域，即为截止区。由于硅管的穿透电流很小，截止区基本上在横轴上，而锗管的穿透电流较大，Ib=0以下的区域。6、晶体三极管的主要参数：（1）、共发射极电路的电流放大倍数：用三极管的被控制电流（输出电流）与控制电流（输入电流）之间比值来表示。a、静态电流放大倍数（无输入信号）b、动态电流放大倍数（有输入信号）β=hFE=IcIbβ=hFE=IbIcUce=0Ie=Ib+Ic=（1+β）Ib

Ic=β

Ib

（2）极间反向电流a、c-b间反向饱和电流Icbo；b、c-e间的反向电流Iceo。（3）极限参数：a、集电极最大允许电流Icm；b、c-e反向击穿电压Bvceo；

c、集电极最大允许耗散功率Pcm。7、晶体三极管的应用（1）放大器（交流电流放大器、负反馈放大器、功率放大器等）；（2）开关作用（饱和和截止）。四、集成电路集成电路是在一块体积很小的半导体基片上，利用硅平面技术，将小阻值得电阻、小容量得电容、二极管、三极管、晶闸管等封装在一起，组成集成电路IC。

集成电路与分立元件相比，具有体积小、重量轻、可靠性高、功耗低、成本低等优点。因此，近年来在汽车电子设备控制电路中的应用越来越广泛。1、集成电路的分类集成电路根据电路，可分为模拟型、数字型及组合型电路。在同一的芯片上可应用CMOS工艺设有模拟和数字电路的混合电路。

2、模拟集成电路模拟集成电路的基本结构有恒电压源、恒电流源、差动放大器、藕合电路、电位移相器以及输出级电路等。可应用的电路如运算放大器、调压器、比较器、时钟电路、变换器、接口电路等。模拟集成电路用来处理和加工各种模拟信号，在现代汽车电子设备中应用很广。运算放大器内部原理图差动式输入级反向输入正向输入电压放大级输出级输出VnVp--+V0Av0V0=-Av0（VN-VP）简单的运算放大器12V03T6II1mA1mA-VEE（-10v）+VEE（+10v）v1v2T1T2T3T4T5R1R2R3R4R5R613.4k13.4k5.1k1.9k3.5k2.0k3、数字集成电路数字集成电路用于数字逻辑运算，数字电路是由开关元件构成的。所谓开关元件，就是通常只取两种状态之一的元件。数字电路的输出信号和输入信号都是用脉冲的有无、电位的高低来表示的。在一定条件下，它们体现出一种因果判断关系，因此数字电路也常称为逻辑电路。数字集成电路的范围从小规模集成电路的各种门电路起，一直到大规模集成电路与超大规模集成电路的存储器、微处理器和微控制器等。电子技术基础第三节数字电路基础一、逻辑门电路

逻辑门电路最基本的是“与门”、“或门”和“非门”3种。1、“与门”电路“与门”有多个输入和一个输出。只有在多个输入都是高电位时，输出才是高电位(或是一个正电压脉冲)，否则输出就是低电位。“与门”电路可以实现逻辑乘法。

只有ＡＢ都是“１”时，Ｌ才是“１”，只要A、B中有一个是“0”，Ｌ就是“0”，这种关系称为与逻辑。

ＡＢＬL=AB“与门”电路2、或门电路“或门”的工作恰好与“与门”相反，只要有一个输入是高电位信号，就能产生一个高电位输出，“或门”电路能够实现逻辑加法。+ABLL=A+B二极管或门电路3、“非门”电路（反向器）

“非门”起反相的作用，又称为反相器。当输入信号为高电位时，输出信号就不是高电位,而是低电位。输入为低电位，输出就为高电位。“非门”电路实现“非”的运算。ALL=A三极管非门电路

4、“与非门”和“或非门”逻辑电路

在“与门”和“或门”的输出端串连一个“非门”就能成为“与非门”和“或非门”。在“与非门”中，如果输入有一个为低电位，则输出就成为高电位，只有当全部输入均为高电位时，输出才是低电位。

在“或非门”中，有任何一个高电位输入，都将产生一个低电位输出，只有全部输入均为低电位，输出信号才为高电位。

ABL+ABLL=ABL=A+B组合逻辑电路

组合逻辑电路可以有若个输入变量和若干个输出变量，其每个输出变量是其输入的逻辑函数，其每个时刻的输出变量的状态仅与当时的输入变量的状态有关，与本输出的原来状态及输入的原状态无关，也就是输入状态的变化立即反映在输出状态的变化。

电子技术基础第四节

传感器概述1、传感器的定义：传感器是将各种非电量（物理量、化学量、生物量等）按一定的规律转换成便于传输和处理的另一种物理量（一般为电量）的装置。2、汽车传感器分类

（1）按能量关系（是否需要电源）分：被动型（需要外加输入电源），如电阻、电感、电容型传感器。

主动型（不需要外加输入电源），如压电效应、热电效应、磁感应、光电效应等。（2）按输出信号种类分：模拟式和数字式开关量和连续脉冲三种。（3）按用途（输入量种类）分为：温度、压力、流量、液面位置、位移、速度、加速度、气体浓度、转矩和其它传感器。

一、电阻式传感器

1、变阻式传感器变阻式传感器又叫电位计式传感器，其原理为位移等非电量变化带动变阻器滑动触头移动时，穿入电路的电阻发生变化，使测量电路的电流也发生变化，从而产生与位移成正比例变化的信号。变阻式传感器结构简单，在汽车控制中应用较多，常用的变阻式传感器有：节气门位置传感器、旋转翼片式空气流量计等。分别把节气门开度和翼片开度反映的空气量转变为电压信号。

2、应变片式传感器

应变片式传感器又称电阻应变计。它是用一根具有高电阻系数、直径为0.02nm∼0.04nm做成栅状的金属丝作为敏感元件，上、下分别贴以覆盖层和基底作为支持片，并用两根直径为0.2nm∼0.3nm的铜丝作为引线。使用时将传感器贴到被测的弹性元件上，当弹性元件受力变形时，电阻丝与弹性元件同时变形，改变了电阻丝的电阻值，因为在弹性范围内，应变与电阻变化呈良好的线性，所以通过测定电阻的变化值，即可知弹性元件的变形量。

3、热电传感器热电传感器在汽车测控个常用的有两种类型：热电阻式和热敏电阻式两种。热电阻式传感器利用导体电阻值随温度的变化而变化的性质测量温度的，即利用导体电阻与周围媒介质的运动速度和组成成分有关的变换原理制成的。发动机控制系统中的热线式空气流量计和热膜式空气流量传感器，就是利用发热体和空气之间的热传递现象进行空气流量测量的。热敏电阻式传感器

热敏电阻式传感器是利用半导体热敏电阻的阻值随温度而变化的特性制成的。热敏电阻被广泛用于温度的测量和控制以及液面测量、气压测量等方面。例如发动机控制系统进气温度传感器和水温传感器，就是把这种电阻值的变化，转换为电压值的变化，来判断进气温度和冷却水温度的。二、电动势式传感器1、霍尔效应式传感器

霍尔效应式传感器式基于霍尔效应原理而制成的。汽车上用以产生点火信号的霍尔发生器就是一种霍尔传感器。触发叶轮由分电器轴驱动，其叶片数与气缸数相等。发动机工作时，触发叶轮的叶片在霍尔半导体基片和永久磁铁间的气隙中转动。当叶片转入气隙时，磁通偏离基片，此时不产生霍尔电压，发生器无信号输出；当叶片转离气隙时．磁通通过基片，其侧边产生霍尔电压，发生器有信号输出。BIUH++++++--------VfEfL霍尔效应的产生是由于运动电荷受磁场中洛伦兹力作用的结果。ldLUH=RHIB/d（v）霍尔电子点火原理图IIIIIII-带霍尔传感器的分电器；II-开关放大器；III-点火线圈R1VD1R3R5R4VDW1R2VDW2VT1VT2VT3R7R8R6+12VCVD22、压电式传感器

压电式传感器是利用压电效应进行工作的。所谓压电效应是指某些晶体或人工极化陶瓷在一定方向外力作用下或承受变形时，它的晶面或极化面上将有电荷产生的现象。当晶体在某一轴线方向受力的作用而产生弹性变形时，其产生的电荷与作用力的大小成正比。

汽车上所用的爆震传感器就是一种压电式传感器。这种爆震传感器用螺纹拧在气缸体上，其主要元件为一个压电陶瓷晶体片，螺钉使一个惯性配重紧压晶体片而产生预负载。发动机发生爆震时，气缸体的振动传给传感器，压电晶体由于机械振动产生压力的变化，转换成电压信号输出。

3、磁电式传感器磁电式传感器是基于电磁感应的原理制成的。汽车发动机用的转速传感器、发动机控制系统中用以检测发动机曲轴角度位置的磁脉冲式曲轴位置传感器等都属于磁电式传感器。如曲轴位置传感器、转速传感器等。这种传感器的灵敏度随着磁路气隙的大小而变化，当被测振动物体的位移远小于磁路气隙时，其动态幅值基本上符合线性规律。它的最大特点是传感器不与被测物体接触，很适用于作转轴转速信号传感器。三、光传感器1、光电式传感器光电式传感器的光电藕合元件一般为发光二极管和光敏晶体管。汽车控制系统中的曲轴位置传感器、车速传感器、车高传感器、转向传感器和流量传感器等都有采用这种型式。利用光电式车高传感器，可以把车高(汽车悬架装置的位移量)变换成传感器轴的旋转，并检测出其旋转角度。这种传感器被用于某些高级轿车后轮车高的调整装置上。光电脉冲变换电路原理图+12VU0光VT01VT2VT3VT4R1R2R3R4R5R6R7R8四、气敏传感器气敏传感器是用来检测气体浓度和成分的传感器。汽车上使用较多的氧化锆型氧传感器，它利用氧化锆在高温时的一种特性：当内外两侧面氧浓度相差较大时，就会产生电动势在试管状的氧化锆两面，设置白金为介质的电极，并用陶瓷封住。工作时内侧的氧浓度越大，电动势就越大，这就将氧浓度的大小转变为电压信号输出。氧传感器是一种电阻型半导体气敏传感器。利用待测气体与半导体（主要是金属氧化物）表面接触，产生的电导率等物性变化来检测气体的。一般由三部分组成：敏感元件、加热器和外壳。电子技术基础第五节

电子控制装置一、汽车电子控制装置的特点

1、车用电子控制装置要承受汽车振动、冲击等引起的动载荷，承受着高温的热负荷，也可能接触到一些腐蚀性的物质。2、电源的电压变化很大，车用电子控制系统要在汽车行使状态下，保持汽车电源供电电压稳定。3、电子控制装置受到车内、外的电波干扰的影响，必须充分考虑抗电干扰的性能。4、汽车电子元件还要能够在短时间内承受较高的脉冲电压。二、汽车电子控制装置电子控制装置也称作电子控制单元（ECU）,俗称“汽车电脑”。电控单元（ECU）是汽车电子控制系统的控制中心，其功能是分析处理传感器采集到的各种信息，并向受控装置（即执行器或执行元件）发出控制指令。包括硬件和软件两部分。硬件有ECU及其接口、执行机构、传感器和开关等；软件则存储在ECU中支配电子控制系统完成实时测控功能，包括各种数据采集、计算处理、输出控制、系统监控与自诊断等。其中ECU是整个电子控制系统的核心。ECU由输入回路（A/D转换器、缓冲器）、单片机（中央处理器CPU、存储器、输入输出接口、总线）、输出回路和电源电路四部分组成。1、微处理器微处理器是计算机的中央处理部件，它是计算机中运算器与控制器的总称，其特性基本反映了微型计算机的性能。CPU内部构成主要包括：算术逻辑运算器（ALU）、累加器（AC）、控制器等。为了提高微处理器的效率，CPU中还包括一组寄存器，如程序计数器，指令寄存器。（1）存储器只读存储器ROM可编程的只读存储器PROM紫外线可擦除的可编程只读存储器量PROM，即EPROM电可擦除的可编程只读存储器量PROM，即EEPROM随机存取存储器RAM（2）输入输出接口I/O输入输出接口I/O是指CPU与外界通信和进行信息交换的接口，微处理器所进行的信息接受与发送，数据交换都是通过输入输出接口来完成的。输入输出接口I/O起着地址译码、数据缓冲与保存、信息转换、电平匹配、时序匹配等功能。（3）总线总线是指传递信息的一组信号线，包括数据总线（DB）、地址总线（AB）和控制总线（CB）。（3）总线（BUS）

总线是微型计算机内部传递信息的连线电路。在单片机内部，CPU、ROM、RAM、与I/O接口之间的信息交换都是通过总线来实现。可分为数据总线、地址总线、控制总线3种。总线技术是提高微型计算机运算速度的关键技术。为了满足汽车上各种电控单元之间实现快速通信的要求，大多数中高档轿车都已采用控制局域网通信总线（CAN总线）技术。2、A/D转换和D/A转换在各种仪器仪表和控制系统中，与被测量或被控量有关的参数，往往是一些与时间成连续函数关系的模拟量，如温度、压力、流量、速度、位移等。在数字化测量及数据处理系统中，所加工的信息总是数字量，所以都需要将输入的模拟量转换成数字量。而计算机加工处理了的数字量，经常也需要转换成模拟量，以便送入执行机构，对被控制量进行控制或调节。前者称为A

/D

（AnalogtoDigitalconverter）转换，后者称为D/A

（DigitaltoAnalogconverter）变换。实现相应功能的设备，称为A

/D

转换器和D/A

转换器。

（1）D/A

转换器D/A

转换电路的基本组成部分为：电阻网络、模拟切换开关、基准电源和运放大器。D/A

转换器的工作原理：RRR2R2R2R2R2RARf--+V0S3S2S1S0+VREFI3I2I1I0IREFIΣ四位二进制IΣ=I0+I1+I2+I3=IREF（+++）116181412IΣ=I0+I1+I2+I3=（+++）VREFR116842111D/A变换器将数字编码信号转换为相应的时间连续模拟信号（一般用电流或电压表示）。1. 解码器–将数字量转换为幅值等于该数字量的模拟脉冲信号。2. 信号恢复器–将解码后的模拟脉冲信号变为随时间连续变化的信号。（2）A/D转换器

A/D转换的分类方法很多，按转换方式。可以分为直接法和间接法两种两类。A/D转换的方法最常用的是逐次比较型和双积分型及并行A/D转换型。转换原理：A/D变换器是将连续模拟信号变换成离散数字信号的装置。RRR/2R/2模拟输入CP优先编码器D0D1D2+VREFC1DA/D变换中信号形式的变化1.采样

采样/保持器(S/H)对连续的模拟输入信号，按一定的时间隔T（称为采样周期）进行采样，变成时间离散（断续）、幅值等于采样时刻输入信号值的序列信号。2.量化

将采样时刻的信号幅值按最小量化单位取整的过程。3.编码

将整量化的分层信号变换为二进制数码形式，用数字量表示。3、输入输出电路（1）输入电路ECU的输入信号由三种形式，即模拟信号、数字信号和开关信号。模拟信号必须通过A/D（模拟/数字）转换器转换为数字信号才能为微处理器接收，进行处理。有的数字信号还需要通过ECU中电源电路产生的+5V电压进行转换。对诸如超过电源电压变化、带有较高的振荡的噪声的输入信号，也必须经过输入电路的处理才能转换为微处理器能够接收和处理的信号。

（2）输出电路微处理器输出的信号通常被用作控制电磁阀的控制信号、指示灯的开关信号、规定的周期信号等、用作驱动步进电机的固定脉冲信号等。由于微处理器输出的是数字信号，信号功率小，而汽车上的执行装置的电源大多数是蓄电池，微处理器使用的是+5V的电压，所以不能直接驱动执行装置，需要先通过输出电路进行处理后才能转换为可以驱动执行装置的控制信号。

4、微处理的工作过程汽车发动机从进气管压力传感器检测得到一个进气管压力(可表征发动机的负荷)开始，在微机中的信息流程为：（1）由压力传感器对进气歧管中压力的变化，产生一个变化的电压信号，（2）该输入电压信号首先送往输入／输出控制区，在那里信号由A／D转换器将模拟量转换为数量，此信息变成代表从传感器来的电压水平的“1”和“0”的形式；（3）该信息单元由写