MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

1. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI 5

1.1. Đặt vấn đề 5

1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ 6

2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ LINH KIỆN THIẾT KẾ BỘ GIAO TIẾP 6

2.1. Giới thiệu khái quát về họ vi điều khiển 8051 6

2.1.1. Cấu trúc vi điều khiển P89V51RD2 7

2.1.2. Chức năng các chân 8

2.1.3. Tổ chức bộ nhớ của bộ vi điều khiển 8951 11

2.1.4. Các thanh ghi chức năng đặc biệt ( SFR ) 13

2.1.5. Hoạt động của bộ định thời và các ngắt 17

2.1.5.1. Hoạt động của định thời 17

2.1.5.2. Hoạt động ngắt 18

2.2. Bộ chuyển đổi ADC 20

Giới thiệu vi mạch ADC0809 20

2.3. Giao tiếp LCD 16 x 2 và vi điều khiển P89V51RD2 23

2.3.1. Giới thiệu LCD 16 x 2 23

2.3.2. Phương thức giao tiếp giữa LCD 16 x 2 và vi điều khiển P89V51RD2 24

3. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 24

3.1. Sơ đồ cấu trúc và các khối chức năng của hệ thống điều khiển động cơ 24

3.2. Các tín hiệu đầu vào 27

3.2.1.Cảm biến vị trí bướm ga 27

3.2.2. Cảm biến nhệt độ nước làm mát 28

3.2.3. Cảm biến nhiệt độ khí nạp 30

3.2.4. Cảm biến ôxy 32

3.2.5. Cảm biến kích nổ 33

3.2.6. Cảm biến áp suất đường ống nạp 35

3.2.7. Bộ tạo tín hiệu G và NE 36

3.2.8. Tín hiệu STAR (máy khởi động) 37

3.3. Bộ điều khiển điện tử 37

3.3.1. Tổng quan 37

3.3.2. Cấu trúc ECU 38

3.4. Các tín hiệu điều khiển 42

3.4.1. Điều khiển đánh lửa 42

3.4.1.1. Cơ bản về đánh lửa theo chương trình 42

3.4.1.2. Điều khiển chống kích nổ 44

3.4.1.3. Hiệu chỉnh góc đánh lửa theo các chế độ làm việc của động cơ 45

3.4.2. Điều khiển kim phun 48

3.4.2.1. Hoạt động của kim phun 48

3.4.2.2. Sơ đồ mạch điện điều khiển kim phun 49

3.4.2.3. Chức năng của ECU trong việc điều khiển kim phun 51

3.4.2.4. Sự hiệu chỉnh thời gian phun. 53

3.4.3. Điều khiển chế độ không tỉa (cầm chừng) và kiểm soát khí thải 57

3.5. Hệ thống tự chuẩn đoán 58

3.5.1. Tổng quan về hệ thống tự chuẩn đoán 58

3.5.2. Nguyên lý phát hiện lỗi 59

3.5.3. Phương pháp truy xuất mã lỗi 60

4. THIẾT KẾ MẠCH GIAO TIẾP VI ĐIỀU KHIỂN P89V51RD2 VÀ ECU ĐỘNG CƠ 62

4.1. Cơ sở giao tiếp 62

4.2. Phương án thiết kế 63

4.4. Sơ đồ mạch tổng thể của thiết bị hiển thị mã lỗi 63

4.5. Giới thiệu động cơ thử nghiệm 64

5. CHƯƠNG TRÌNH GIAO TIẾP ECU VÀ HIỂN THỊ MÃ LỖI LÊN LCD 67

5.1. Lưu đồ thuật toán 67

5.2. Chương trình 69

6. QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN 80

7. KẾT LUẬN 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

LỜI NÓI ĐẦU

Hệ thống phun xăng điện tử ngày càng được sử dụng rộng rãi nhằm mục đích tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường. Trong quá trình học và thực tập em được tìm hiểu về động cơ phun xăng điện tử, biết được nguyên lý phát hiện lỗi động cơ. Trên một số xe, việc ECU phát hiện lỗi được thông báo cho người sử dụng thông qua đèn báo. Việc này gây bất tiện cho người sử dụng và người kỹ thuật viên khi muốn biết lỗi động cơ phải tra bảng mã lỗi của từng loại động cơ.

Thiết kế một thiết bị hiển thị lỗi của động cơ thay cho việc đọc lỗi bằng đèn báo, hoặc thay thế cho thiết bị sẵn có trên thị trường nhưng giá quá cao, mà vẫn chính xác. Em chọn đề tài: ‘‘Thiết kế mạch giao tiếp giữa ECU và vi điều khiển để hiển thị lỗi động cơ”

Qua đây em xin chân thành cám ơn đến thầy Phạm Quốc Thái và các thầy phụ trách phòng thí nghiệm AVL đã tạo điều kiện cho em được tiếp xúc các mô hình thực tế, tham khảo nhiều tài liệu quí trong thời gian thực tập và làm đồ án tốt nghiệp. Mong muốn thiết kế một thiết bị đơn giản với nhiều chức năng nhưng do thời gian làm đề tài khá ngắn, nội dung đề tài có nhiều vấn đề phức tạp, sự thiếu thốn các thiết bị đo, thiết bị kiểm tra, ngoài ra hạn chế trong việc thiết kế mạch điện tử cũng tạo ra không ít khó khăn nên đề tài mới chỉ được kiểm tra trên động cơ TYOTA 4A-FE. Trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những sai sót mong các thầy thông cảm và chỉ dẫn tạo điều kiện để em được hoàn thiện đề tài.

Em xin chân thành cảm ơn!

Đà nẵng, ngày 01 tháng 06 năm 2007

Sinh viên thực hiện

Lê Anh Nhật

1. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI

1.1. Đặt vấn đề

Từ khi chiếc ô tô đầu tiên trên thế giới ra đời cho đến nay, ô tô đã trở thành một phương tiện vận chuyển cần thiết khó có gì thay thế được trong cuộc sống. Hiện nay, so với các phương tiện giao thông khác ô tô có vị trí vô cùng quan trọng và tỷ lệ hành khách tham gia giao thông đường bộ cao hơn so với các loại phương tiện giao thông khác.

Cùng với xu hướng phát triển về khoa học kỹ thuật công nghệ thì nền công nghiệp ô tô cũng phát triển không ngừng. Từ những năm 80 của thế kỷ XX, công nghệ điện tử đã được ứng dụng trên ô tô dần dần thay thế các cơ cấu điều khiển bằng cơ khí. Qua nhiều thập niên điện tử trở thành một trong những nhân tố quan trọng không thể thiếu được trên ô tô. Nó không những giúp động cơ ô tô điều khiển chính xác hơn và còn làm giảm ô nhiểm môi trường, tiết kiệm nhiên liệu, tăng công suất động cơ.

Song song với việc hiện đại hoá chiếc ô tô ngày càng hoàn hảo hơn thì vấn đề bảo trì, chẩn đoán, sửa chữa ngày càng phức tạp hơn. Với những chiếc ô tô hiện đại hiện nay lượng dữ liệu điều khiển xe ngày càng nhiều. Vì vậy chẩn đoán sửa chữa theo phương pháp thủ công đã trở nên hết sức khó khăn. Do đó, để giúp cho người kỹ thuật viên thực hiện tốt công việc chẩn đoán và sửa chữa các ô tô đời mới đã trang bị hệ thống tự chuẩn đoán.

Cùng với xu thế của thế giới, ô tô ở Việt Nam đã ngày càng được sử dụng nhiều hơn. Do đó điều kiện về kinh tế người sử dụng ở Việt Nam thường sử dụng những xe cũ nhập từ nước ngoài về, mặc dù trên các xe có trang bị hệ thống tự chẩn đoán nhưng ở bộ phận hiển thị lỗi lại sử dụng đèn tín hiệu để báo lỗi. Với cách báo lỗi như vậy gây khó khăn cho người kỹ thuật viên trong việc kiểm tra lỗi, và có khi là không chính xác. Để đơn giản hơn cho người kỹ thuật viên trong việc đọc lỗi động cơ ta sử dụng thiết bị hiển thị lỗi động cơ. Hiện nay đã có thiết bị này nhưng giá cả khá đắt. Trong khi đó chỉ với những thiết bị sẵn có trên thị trường có thể tạo ra thiết bị có tính năng tương tự nhưng với giá cả lại rẻ hơn rất nhiều.

1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ

Đề tài: “Thiết kế mạch giao tiếp giữa ECU và vi điều khiển để hiển thị lỗi động cơ “ nhằm chế tạo một thiết bị hiển thị lỗi của động cơ bằng vi điều khiển đơn giản với giá thành thấp nhưng đảm bảo độ tin cậy.

Các bước thực hiện:

- Tìm hiểu cấu trúc vi điều khiển

- Tìm hiểu ngôn ngữ lập trình

- Khảo sát hệ thống điều khiển động cơ

- Tìm hiểu về hệ thống tự chẩn đoán

- Thiết kế phần cứng bộ giao tiếp

- Lập trình vi điều khiển