Fundamentos de Sistemas Digitales, Lógica Binaria y la Unidad de Control Electrónico (UCE)

Fundamentos de Sistemas Digitales y Lógica Binaria

Características de los Sistemas Digitales

• Utilizan el sistema binario.
• Emplean dos símbolos fundamentales (0 y 1).
• Los datos utilizados, por ejemplo, en un vehículo, se transforman en datos binarios para su procesamiento.
• En el sistema binario, la unidad de información es el bit, que solo contiene dos posibilidades (0 o 1).

La información binaria puede manifestarse de diversas formas físicas: eléctrica, magnética, luz visible o radiofrecuencia.

Operaciones Lógicas Binarias (Puertas Lógicas)

A continuación, se describen las operaciones lógicas fundamentales utilizadas en los sistemas digitales:

IF (SI)

Equivale a la operación de igualdad. Se representa: IF (A) = (A).

AND (Y)

Equivale al producto lógico de dos números binarios. Se representa: AND (S1, S2) = (S1) × (S2).

OR (O)

Equivale a la suma lógica de dos números binarios. Se representa: OR (S1, S2) = (S1) + (S2).

NOT (NO)

Equivale a la negación o inversión del estado binario. Si la entrada es 0, la salida es 1, y viceversa. Se representa: NOT (A) = A̅ (A con raya arriba).

NAND y NOR

El circuito electrónico NAND consiste en colocar una puerta NOT al final de una puerta AND, resultando en la salida contraria a la puerta AND. Se representa: NAND (S1, S2) = S1 × S2 = (S1) + (S2).

La puerta NOR es la unión de la puerta OR y NOT. Se representa: NOR (S1, S2) = S1 × S2 = (S1) + (S2).

Unidad de Control Electrónico (UCE/ECU)

A mediados de los años ochenta, las Unidades de Control Electrónico comenzaron a realizar el control de diversos sistemas en vehículos, inicialmente la inyección de combustible, y posteriormente sistemas como el antideslizamiento de frenos.

Estos ordenadores son más compactos, aunque no son tan veloces ni tienen tanta capacidad como los ordenadores de propósito general.

Nomenclatura Común

Los nombres más comunes utilizados para referirse a esta unidad son:

• UCE: Unidad de Control Electrónico.
• ECU: Electronic Control Unit.
• UEC: Unidad Electrónica de Control.

Funciones y Componentes de la UEC

La UEC se encarga de calcular los parámetros necesarios para transmitir la señal correspondiente a los actuadores. Los conversores Analógico/Digital (A/D) y Digital/Analógico (D/A) están incorporados en la UEC.

El núcleo de la UEC está formado por la Unidad de Control (UC), la Unidad Aritmético-Lógica (UAL) y las memorias.

Unidad Aritmético-Lógica (UAL)

La UAL realiza operaciones matemáticas (como sumas, restas, multiplicaciones) y operaciones de tipo lógico (como comparar dos valores).

La UC y la UAL están integradas en un circuito llamado microprocesador, que es el motor de la UCE.

Tipos de Memoria en la UCE

Los tipos de memoria más importantes que se encuentran en la UCE son:

• RAM (Memoria de Acceso Aleatorio)
• ROM (Memoria de Solo Lectura)
• PROM (Memoria Programable de Solo Lectura)
• EPROM (Memoria Borrable y Programable de Solo Lectura)

Resumen del Funcionamiento de la UCE

La UCE opera en un ciclo continuo: recibe información de los sensores, realiza el procesamiento de la información y, finalmente, envía la señal correspondiente a los actuadores.

Dentro de las memorias EPROM se almacenan miles de datos esenciales del automóvil. Esto permite al fabricante modificar todo tipo de parámetros y resolver multitud de problemas.

Advertencia: Realizar operaciones de modificación o manipulación en la memoria EPROM es un proceso muy delicado que debe llevarse a cabo con extremo cuidado y siguiendo estrictamente las pautas proporcionadas por los fabricantes.