基于智能傳感器MPXY8300的TPMS設(shè)計(jì)
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MPXY8300 TPMS是一款將壓力傳感器、8位MCU、RF收發(fā)器和雙軸(XZ)加速器全部集成到一個(gè)封裝的產(chǎn)品。MPXY8300TPMS具有如下功能：
①精確的壓力測(cè)量。低功率表面微機(jī)械加工的電容性壓力傳感器的壓力單元(P-cell)能夠測(cè)量100～800kPa的壓力范圍，還為卡車(chē)輪胎(100～1400 kPa)提供高壓范圍壓力單元，并為低成本應(yīng)用提供可選的低精度校準(zhǔn)。電容性表面微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)壓力感應(yīng)技術(shù)比壓阻式批量MEMS在功率使用方面更具有優(yōu)勢(shì)。飛思卡爾電容性表面微機(jī)電系統(tǒng)提供O．14μA電流(3 V，30 kHz)，壓阻式大規(guī)模MEMS則提供600～10 000μA。前者每讀數(shù)O．9 nAs(nano-amp-second)最低電荷，后者是60～1000 nAs。
②完全集成。完全集成的MPXY8300TPMS模塊為每個(gè)獨(dú)立的輪胎(包括備胎)提供獨(dú)立的壓力測(cè)量。每個(gè)模塊集成一個(gè)基于315／434 MHz PLL的RF收發(fā)器，即使車(chē)胎旋轉(zhuǎn)或更換后仍能保持連續(xù)通信。集成的運(yùn)動(dòng)傳感器可以進(jìn)行編程，以傳輸特定速度(輪胎旋轉(zhuǎn))的測(cè)量數(shù)據(jù)，包括沒(méi)有旋轉(zhuǎn)的輪胎數(shù)據(jù)。
③可延長(zhǎng)電池使用時(shí)間。有些法規(guī)要求TPMS解決方案的電池使用壽命為10年，MPXY8300結(jié)合一系列低功率技術(shù)，使用最少的電池資源確保長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)低功率喚醒定時(shí)器、定期復(fù)位驅(qū)動(dòng)器的低頻率震動(dòng)以及TPMS的特定功率管理技術(shù)，可以延長(zhǎng)電池使用時(shí)間，實(shí)現(xiàn)更便利、更經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。
2．2 無(wú)線(xiàn)接收接口電路設(shè)計(jì)
TPMS系統(tǒng)的接收模塊主要由天線(xiàn)、射頻接收電路、主控芯片MCU以及鍵盤(pán)、顯示器組成，用于接收各發(fā)射模塊傳送的輪胎溫度與壓力數(shù)據(jù)，顯示各輪胎的ID識(shí)別碼和測(cè)量數(shù)據(jù)，并在異常情況發(fā)生時(shí)聲光報(bào)警。由于接收模塊安裝在汽車(chē)車(chē)廂內(nèi)，故對(duì)器件選用的各方面要求不高，工業(yè)級(jí)即可。
MC33596是Motorola公司的高溫集成UHF超外差無(wú)線(xiàn)電接收模塊，其接口電路如圖3所示。MC33596采用LQFP-24封裝，工作頻率在300～450 MHz頻段，電壓范圍為4．5～5．5 V；接收靈敏度高達(dá)-103 dBm。芯片最大的特點(diǎn)是帶有一串行外設(shè)接口SPI。通過(guò)SPI，它允許CPU與各種外圍接口器件以串行方式進(jìn)行通信交換信息。SPI接口使用4條線(xiàn)；串行時(shí)鐘線(xiàn)(SCLK)、主機(jī)輸入／從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線(xiàn)MISO、主機(jī)輸出／從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線(xiàn)MOSI和低電平有效的從機(jī)選擇線(xiàn)CONFB。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/162697.htm
主控芯片選用NXP公司的無(wú)線(xiàn)接收ARM7微控制器LPC2292，通過(guò)SPI接口與MC33596相連。LPC2292內(nèi)含多個(gè)32位定時(shí)器、4路10位ADC、2路CAN以及多達(dá)9路外部中斷等，特別適用于汽車(chē)、工業(yè)控制應(yīng)用、醫(yī)療系統(tǒng)和容錯(cuò)維護(hù)總線(xiàn)；內(nèi)部集成的2路CAN控制器符合CAN規(guī)范2．0BISOll 898-1；可訪問(wèn)32位的寄存器和RAM；每個(gè)總線(xiàn)的數(shù)據(jù)速率為1 MB／s；全局驗(yàn)收濾波器可識(shí)別所有總線(xiàn)的11位和29位Rx標(biāo)識(shí)符；驗(yàn)收濾波器為
選擇的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)符提供有FulICAN-style自動(dòng)接收功能。
2．3 CAN總線(xiàn)接口電路設(shè)計(jì)
本文設(shè)計(jì)的TPMS系統(tǒng)具有CAN總線(xiàn)功能，可以與汽車(chē)儀表盤(pán)CAN通信口相連，直接在儀表盤(pán)顯示屏上顯示各輪胎的胎壓、溫度等數(shù)據(jù)。CAN正常工作需要具備CAN控制器以及CAN總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器，前者可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的功能，后者則提供CAN控制器與物理總線(xiàn)之間的接口以及對(duì)CAN總線(xiàn)的差動(dòng)發(fā)送和接收功能。
LPC2292微控制器包含兩個(gè)CAN控制器，單個(gè)總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)1 Mb／s，具有32位寄存器和RAM訪問(wèn)，帶有全局濾波器和驗(yàn)收濾波器。本系統(tǒng)采用雙路帶隔離CAN收發(fā)器CTM8251D，至少可連接110個(gè)節(jié)點(diǎn)。通過(guò)擴(kuò)展CAN總線(xiàn)接口，使得串行通信方式的選擇更加多樣化。當(dāng)車(chē)內(nèi)儀表也具有CAN總線(xiàn)接口時(shí)，它們可以直接利用此接口與記錄儀通信。CAN總線(xiàn)接口電路如圖4所示。
評(píng)論