汽车电脑维修ppt课件

.,汽车电脑维修,中国人民大学出版社,.,第一章汽车电脑,学习目标1.了解汽车电脑的主要用途？2.掌握发动机电脑的具体功能？3.了解国外发动机电脑制造商？4.了解国内发动机电脑制造商？,.,第一节汽车电脑概述,汽车电脑，又称为ECU（ElectricalControlUnit），汽车维修行业内习惯称为“电控单元”。一般是汽车内部系统控制模块的代名词。ECU就像一台家用电脑。只是ECU的CPU无法像我们的电脑一样达到高速处理，一辆车用ECU主频仅需数10KHz足矣。,.,一、汽车电脑的用途,发动机控制无级变速器控制自动变速器控制主动悬架，空气弹簧刚性和阻尼孔大小调节驱动力以及防滑控制（ABSEBDEBAESPTCSMSREDSOBDDSC）。,.,二、发动机电脑的具体功能,发动机电脑又称发动机电控单元，是电控汽油喷射系统的核心控制元件。它实际上是一个微处理器。它的作用是接受各种传感器送来的信号，完成对这些信息的处理，并向各执行元件发出相应的指令，使发动机的性能、燃油消耗和废气排放都处于最佳的状态。,.,三、电控单元的测试,世界并非完美，因此需通过测试来实现可测量的、可重复的和可跟踪的最低质量标准。质量确实有价值，尽管它的价值无法直接衡量。汽车制造商有自己的质量要求和标准(如QS-9000)以及长期跟踪和规章要求。汽车制造商通常都要求元件供应商在将其元件发往B&A(组装)工厂(元件在此处组装成整车)之前对元件进行测试。B&A工厂是劳动密集型工厂。,.,第二节发动机电脑的概述,发动机管理系统（enginemanagementsystem,简称EMS)是在发动机电子点火和电控汽油喷射系统的基础上发展起来的集电子控制喷射、排放控制、电子点火、启动、防盗、诊断等功能于一体的集成电路系统。在众多的汽车电子产品中，发动机管理系统以30.5%的市场份额占据了首位,.,一、国外发动机管理系统制造商,1.罗伯特博世有限公司2.西门子威迪欧公司3.德尔福公司4.摩托罗拉公司5.日本电装株式会社,.,二、国内发动机管理系统制造商,1.联合汽车电子有限公司2.北京德尔福万源发动机管理系统有限公司3.西门子威迪欧汽车电子（长春）有限公司4.长安伟世通汽车发动机控制系统（重庆）有限公司5.马瑞利动力系统（上海）有限公司6.意昂神州科技有限公司7.北京美加汽车科技公司,.,8.北京志阳同光汽车电控软件有限公司9.伍德沃德（天津）控制器有限公司10.中顺电子（东莞）有限公司11.东莞京滨汽车电喷装置有限公司12.康佳汽车电子公司,.,复习思考题,1.汽车电脑的主要用途包括那些方面？2.发动机电脑的主要功能是什么？3.国外主要发动机电脑制造商是那些？4.国内主要发动机电脑制造商是那些？,.,第二章汽车电脑维修电子基础知识,1.了解电阻的种类和汽车电脑使用最多的电阻？2.掌握电阻的简易测试？3.了解电容的种类？4.掌握电容的简易测试？5.了解二极管的种类？6.掌握二极管的简易测试？7.了解三极管的种类？8.掌握三极管的简易测试？9.了解集成电路的种类？,.,第一节电阻,一、电阻的种类1.按结构形式分类2.按制作材料分类3.按用途分类4.按引出线的不同分类,.,二、常用的电阻1.碳膜电阻2.金属膜电阻3.线绕电阻4.保险电阻5.光敏电阻6.NTC、PTC热敏电阻7.其他敏感电阻8.排电阻9.贴片电阻,.,三、电阻的主要参数及标识1.电阻的单位2.阻值的表示法3.额定功率,.,四、电阻的简易测试万用表测试法电桥测试法RLC智能测试仪测试法电阻误差分选仪测试法等。,.,第二节电容器,一、电容器的种类固定电容器、可变电容器和微调电容器；空气介质电容器、固体介质电容器及电解电容器；有极性电容器无极性电容器,.,二、常用的电容器,圆片形瓷介电容器圆片形低频瓷介电容器低频独石瓷介电容器云母电容器金属化纸介电容器涤纶电容器铝电解电容器钽电解电容器,.,三、电容器的主要参数及标识,1.电容器容量的单位1F=10-6F1nF=10-9F1pF=10-12F2.额定工作电压3.电容器容量的识别方法,.,四、电容器的简易测试,将万用表两表笔分别接在电容的两端，指针应先向右摆动，然后回到位置附近。表笔对调重复上述过程，若指针距处很近或指在位置上，说明漏电电阻大，电容性能好若指针距处较远，说明漏电电阻小，电容性能差；若指针在0处始终不动，说明电容内部短路。,.,五、电容器代用,在选购电容器的时候可能买不到所需要的型号或所需容量的电容器，或在维修时手头有的与所需的不相符合时，便考虑代用。代用的原则是：电容器的容量基本相同；电容器的耐压值不低于原电容器的耐压值；对于旁路电容、耦合电容，可选用比原电容容量大的代用；在高频电路中，代换时一定要考虑频率特性应满足电路的要求。,.,六、电容器使用注意事项,使用电容器时应测量其绝缘电阻，其值应该符合使用要求电容器外形应该完整，引线不应松动电解电容器极性不能接反电容器耐压应符合要求，如果耐压不够可采用串联的方法温度对电解电容器的漏电流、容量及寿命都有影响用于脉冲电路中的电容器，应选用频率特性和耐温性能较好的电容器可变电容器的动片应良好接地应定期清洁处理,.,第三节半导体二极管,半导体二极管也称晶体二极管，简称二极管。二极管具有单向导电性，可用于整流、检波、稳压及混频电路中。,.,一、二极管的分类,（1）按材料分类（2）按用途分类,.,二、常用的二极管,.,三、二极管主要参数及命名,1.最大整流电流F2.最高反向电压RM3.最大反向电流RM4.最高工作频率5.二极管与三极管的型号命名,.,四、二极管的简易测试,1.极性识别方法2.检测方法,.,第四节半导体三极管,半导体三极管又称晶体三极管，通常简称晶体管，或称双极型晶体管。它是一种电流控制电流的半导体器件，可用来对微弱信号进行放大和作无触点开关。它具有结构牢固，寿命长，体积小，耗电省等优点，故在各个领域广泛应用。,.,一、三极管的分类,1.按材料分类2.按导电类型分类3.按用途分类,.,二、常用三极管,.,三、三极管的主要参数,1.直流参数2.交流参数3.极限参数4.型号命名,.,四、三极管的检测,1.放大倍数与极性的识别方法2.三极管的检测方法3.三极管性能简单测试,.,第五节集成电路,集成电路是利用半导体工艺和薄膜工艺将一些晶体管、电阻、电容、电感以及连线等制作在同一硅片上，形成结构上紧密联系的具有特定功能的电路或系统，并将其封装在特定的管壳中。集成电路与分立元器件相比具有体积小、重量轻、成本低、功耗少、可靠性高和电气性能优良等特点。,.,一、集成电路的分类,集成电路按其结构和工艺方法的不同，可以分为半导体集成电路、薄膜集成电路、厚膜集成电路和混合集成电路。其中发展最快、品种最多、产量最大、应用最广的是半导体集成电路。,.,二、集成电路的型号命名,根据国家GB3430-1989的规定，半导体集成电路的型号命名由5部分组成,.,三、集成电路的封装与引脚识别,1.封装集成电路的封装可分为：圆形外壳封装、扁平形陶瓷、塑料外壳封装、双列直插型陶瓷和塑料封装、单列直插式封装等2.引脚集成电路引出脚排列顺序的标志一般有色点、凹槽、管键及封装时压出的圆形标志。对于双列直插集成块，引脚识别方法是：将集成电路水平放置，引脚向下，标志朝左边，左下角第一个引脚为1脚，然后按逆时针方向数，依次为2、3，,.,四、集成电路的使用,（1）集成电路在使用时不允许超过极限参数。（2）集成电路内部包括几千甚至上万个PN结（3）在手工焊接集成电路时，不得使用功率大于45W的电烙铁，连续焊接时间不应超过10s。（4）MOS集成电路要防止静电感应击穿。（5）数字集成电路绝大部分有国际通用型，只要后面的阿拉伯数字对应相同即可互换。（6）数字集成电路注意事项见表2-13,.,复习题1.汽车电脑使用最多的电阻种类有那些？2.电阻的简易测试方法是什么？3.电容的种类有那些？4.电容的简易测试方法是什么？5.二极管的种类有那些？6.二极管的简易测试是什么？7.三极管的种类有那些？8.三极管的简易测试是什么？9.集成电路的种类有那些？,.,第三章汽车电脑维修数字电路基础知识,1.了解模拟信号的定义？2.了解数字信号的定义？3.了解数字信号的特点？4.掌握数制之间的转换？5.了解半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性？6.了解分立元器件逻辑门电路、TTL集成逻辑门和CMOS集成逻辑门电路？7.了解组合逻辑电路主要有那些？,.,一、模拟信号和数字信号,无论从时间上看还是从信号大小上看，其变化都是连续的，这种信号称为模拟信号无论从时间上看还是从信号大小上看，其变化都是离散的或者说是不连续的，这种信号称为数字信号,.,二、数字电路的特点,一般采用二进制数。抗干扰能力强、精度高。便于长期存储、使用方便。保密性好。通用性强。,.,三、数字电路的发展与分类,从20世纪60年代开始，用双极型工艺制成了小规模逻辑器件，随后发展到中、大规模逻辑器件，20世纪70年代末，超大规模集成电路微处理器的出现，使数字电路的性能产生了质的飞跃。目前，制备数字集成器件所用的材料以硅锗(SiGe)半导体为主，在高速数字电路中，也使用化合物半导体材料，如砷化镓(GaAs)等。,.,四、数字电路的分析方法,数字电路的主要研究对象是电路的输出与输入之间的逻辑关系，由于数字电路中的器件处于开关状态，因而所采用的数学工具是逻辑代数，分析电路功能主要用逻辑表达式、特性表、真值表和波形图等。,.,第二节数制与码制,.,一、数制,十进制数二进制数十六进制数,.,二、数制之间的转换,将十进制数转换为二进制数小数部分的转换。将同时带有整数和小数的十进制数转换成二进制数。将二进制数转换为十进制数将二进制转换为十六进制,.,三、码制,8421BCD码用4个二进制字符代表一个十进制字符余3码在8421BCD码的基础上加上0011,.,第三节逻辑代数基础,英国数学家乔治布尔在1847年首先对逻辑代数进行了系统论述，故逻辑代数始称布尔代数。因为逻辑代数研究二值变量的运算规律，所以也叫二值代数。1938年，香农把逻辑代数用于开关和继电器网络的分析和化简，率先用逻辑代数解决工程实际问题。经过几十年的发展，逻辑代数已成为分析和设计逻辑电路时不可缺少的数学工具。,.,一、逻辑代数的三种基本运算,与运算或运算非运算其他五种常用的逻辑运算,.,二、逻辑代数的基本公式和常用公式,基本公式常用公式,.,三、逻辑代数的基本规则,代入规则反演规则对偶规则,.,第四节晶体管开关特性,.,一、理想开关的开关特性,静态特性动态特性,.,二、二极管的开关特性,静态特性动态特性,.,三、三极管的开关特性,三极管的截止、放大和饱和状态三极管开关的过渡过程,.,四、MOS管的开关特性,静态特性动态特性,.,第五节逻辑门电路,.,一、分立元件逻辑门电路,二极管与门和二极管或门三极管非门（三极管反相器）MOS管非门,.,二、TTL集成逻辑门电路,TTL与非门、或非门TTL三态输出门和集电极开路门,.,三、CMOS集成逻辑门电路,CMOS反相器CMOS与非门、或非门、与门和或门CMOS与或非门和异或门CMOS传输门、三态门和漏极开路门CMOS门电路及其性能比较,.,第六节触发器,.,一、基本RS触发器,与非门基本RS触发器或非门基本RS触发器,.,二、主从RS触发器,逻辑图与工作原理触发方式和逻辑功能,.,三、JK触发器,主从JK触发器负边沿JK触发器,.,四、D触发器,同步D触发器维持阻塞正边沿D触发器CMOS主从正边沿D触发器,.,五、T触发器和T触发器,在实际应用中，常常需要这样一种触发器：在输入信号T1时，每来一个CP信号，它的状态就翻转一次；当T0时，CP信号到达时它的状态保持不变。具备这种逻辑功能的触发器称为T触发器,.,六、触发器逻辑功能的转换,触发器按功能分为RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器、T触发器五种类型，但最常见的触发器是JK触发器和D触发器。各种功能的触发器在一定条件下可以相互转换。实际应用中，只要根据触发器的功能特点，通过一些连线或附加一些门电路，就可方便地将一种功能的触发器转换成另一种功能的触发器。,.,第七节组合逻辑电路,常用组合逻辑电路种类繁多，主要有编码器、加法器、译码器、数值比较器等。这些组合电路的应用非常广泛，为了使用方便，生产厂家将这些常用组合逻辑电路制成了标准化的中规模集成产品。下面介绍这些产品的工作原理。,.,一、编码器,普通编码器优先编码器,.,二、加法器,1位加法器多位加法器,.,三、译码器,二进制译码器二十进制译码器显示译码器,.,四、数值比较器,1位数值比较器多位数值比较器,.,第八节时序逻辑电路,时序逻辑电路简称时序电路，是数字系统中非常重要的一类逻辑电路。在时序逻辑电路中，任何时刻电路的输出不仅取决于当时电路的输入，还与以前电路的输入或历史状态有关。因此，时序逻辑电路必须具有记忆功能。,.,一、计数器,二进制异步计数器二进制同步计数器,.,二、寄存器,双拍式寄存器单拍式寄存器,.,三、移位寄存器,移位寄存器简称移存器，它不仅可以用来寄存数据，还可以对数据进行移位操作。按照数据移位的特点，移位寄存器可分为单向移位寄存器和双向移位寄存器。,.,第四章单片机的结构与工作原理,了解单片机的种类。了解M68HC08单片机的特点。了解M68HC11单片机的特点。了解SAB80C515单片机的结构。掌握SAB80C166W单片机的结构和工作原理。了解MCS51单片机的组成。了解AN87C196KR单片机的主要特征。,.,第一节单片机概述,单片机是在一块大规模集成电路或超大规模集成电路芯片上集成的一台具有一定规模的微型计算机，其全称为单片微型计算机（SingleChipMicrocomputer），它由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM、EPROM）和各种输入/输出接口组成。,.,一、4位单片机,4位单片机的主要生产国是日本，如夏普公司的SM系列、东芝公司的TLCS系列、NEC公司的COM75和PD75系列等。此外，美国TI公司的TMS1000和NS公司的COP400系列也占一定的市场份额。国内也已开始生产COP400系列4位单片机。4位单片机的特点是CPU为4位、价格便宜、功能较强。,.,二、8位单片机,8位单片机已成为单片机市场的主要机型。8位单片机又可分为低档8位单片机，如英特尔(Intel)公司的MCS48系列和仙童(Fairchild)公司的F8；高档8位单片机，如Intel公司的MCS51系列、摩托罗拉（Motorola）公司的,.,三、16位单片机,目前主要的16位单片机有Intel公司的8096、Thomson公司的68200、NS公司的HPC16040、NEC公司的783等，而得到实际应用的16位单片机主要是Intel公司的MCS90单片机。,.,四、32位单片机,32位单片机是英国Inmos公司首推的IMST414单片机，它是目前并行处理位数比较高的单片机。,.,第二节Motorola系列单片机,.,一、Motorola系列单片机概述*2,Motorola系列单片机的发展过程Motorola系列单片机的命名规则Motorola系列单片机的产品种类,.,二、Motorola8位单片机基础知识,复位和中断MCU工作模式与CPU低功耗工作方式并行I/O寻址方式与指令系统,.,三、M68HC08单片机,M68HC08单片机概述复位功能中断系统外部中断,.,四、M68HC11单片机,M68HC11单片机概述M68HC11的工作模式,.,第三节SIEMENS系列单片机,.,一、SAB80C515/SAB80C535单片机,系统构成引脚结构图,.,二、SAB80C166W单片机,系统构成引脚结构并行I/O口内存结构外部总线控制中央处理器（CPU）A/D转换器串行通道看门狗定时器,.,三、INFINEONC167CR/SR单片机,系统特性系统结构系统应用,.,第四节Intel系列单片机,.,一、MCS51系列单片机,MCS51单片机的基本特征MCS51单片机的组成AT89C51单片机单片机存储器和I/O接口扩展,.,二、IntelAN87C196KR单片机,应用主要特征结构框图引脚布置图,.,分单片机的分类有哪几种？M68HC08单片机的特点是什么？M68HC11单片机的特点是什么？MCS51是由哪些部分组成的？AN87C196KR单片机的主要特征是什么？,.,第五章车电脑结构与工作原理,了解汽车电脑模块的组成。掌握输入信号处理器的类型及工作原理。掌握汽车电脑存储器的含义和类型。了解汽车电脑CPU的组成。掌握输出信号处理器的类型及工作原理。掌握玛瑞利单点发动机电脑的工作原理。,.,第一节汽车电脑的结构,汽车电脑目前已广泛被应用在许多系统功能的操控上，例如发动机燃油系统、点火系统、废气再循环系统、空调系统、灯光电路以及定速巡航控制、防抱死制动系统、电子悬架系统和电子变速器等。,.,一、输入信号处理器,A/D转换器（ADC）交/直流电压转换器频率/直流电压转换器（FDC）,.,二、存储器,随机存取存储器（RAM）只读性存储器（ROM）可编程式只读存储器（PROM）活性存储器（KAM）,.,三、微处理器,暂存器（Register）：用以组成累进器（Accumulator）、信息计数器、程序计算器和指令暂存器等。控制单元（ControlUnit）：负责实现位于指令暂存器内的各种指令。数学逻辑单元（ALU）：执行数学和逻辑功能。,.,四、输出信号处理器,数字/模拟转换器(DAC)晶体开关电压/工作周期转换器直接模拟电压输出控制,.,第二节汽车电脑的工作原理,本节以发动机电脑为例介绍汽车电脑的工作原理，发动机电脑的工作原理都是类似的，因此为便于大家的理解，我们以最简单的玛瑞利单点发动机电脑为例详细讲述发动机电脑的工作原理。,.,一、发动机电脑的电控系统,CPU74HC24474HC27327C512,.,二、工作原理,跳转指令进入程序运行状态输出相应的驱动信号，使相应的设备进入运行状态对控制信号进行进一步优化和调整逻辑电路和传感器及执行机构构成了闭环控制系统,.,三、点火控制电路分析,点火系统是由CPU的端口A来控制系统复位后主程序将端口A配置成定时器口CPU根据OC1收到的脉冲信号对点火时间做出判断当收到宽脉冲（对应两个缺齿）后开始计数CPU通过点火确认信号对点火情况进行监视,.,四、点火控制电路分析,基本喷油量CPU根据两个信号所决定的喷油量称为基本喷油量补充喷油量在许多工况下，除基本喷油量外，仍需有额外喷油量,.,五、怠速控制电路分析,CPU通过AD转换器读取冷却液温度传感器数据CPU通过读取进气压力信号来感知进气量的变化CPU根据当前的冷却液温度，通过查找固化在ROM中的怠速表格，,.,六、电源电路分析七、空调继电器、油泵继电器、故障报警灯及主继电器控制电路分析八、传感器电路分析,.,复习题1微处理器模块由哪几部分组成？2输入信号处理器的类型有哪几种？38位的ADC应用实例：冷却温度传感器的电阻值随待测流体的温度值而变化，此变化经由一简单的分压器电路后成为（类比式）输入电压Ui，送到ADC。以此为例，当Ui=1V时