基于NPX的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)

　　MC33594器件是摩托羅拉公司生產(chǎn)的高度集成的UHF接收器,它能夠接收并解調(diào)OOK或FSK調(diào)制的Manchester編碼數(shù)據(jù),同時通過一條串行外圍接口(SPI)總線將其發(fā)送出去。通信中采用FSK調(diào)制方式時,MC33594支持數(shù)據(jù)管理器,可以去掉數(shù)據(jù)幀中的同步碼、前導(dǎo)碼和結(jié)束符(EOM)等字節(jié),這樣控制它的軟件就可以大大簡化。 P89LPC930是Philip公司的一款微控制器,適合于許多要求高集成度和低成本的場合,可以滿足多方面的性能要求。P89LPC930采用高性能的處理器結(jié)構(gòu),指令執(zhí)行速度六倍于標準80C51器件,且?guī)в蠸PI總線接口,可方便地與MC33594進行通信。
　　2 TPMS系統(tǒng)軟件設(shè)計
　　TPMS的軟件比較簡單,輪胎監(jiān)測模塊主要對氣壓、溫度及電源電壓數(shù)據(jù)進行測量、處理和傳輸。主機顯示模塊接收到數(shù)據(jù)幀并經(jīng)校驗后顯示氣壓、溫度和電壓值,并且與報警閾值進行比較以判斷是否需要報警。整個系統(tǒng)對低功耗設(shè)計要求非常高,所以應(yīng)盡可能合理安排程序流程,優(yōu)化軟件算法。
　　2.1 輪胎監(jiān)測模塊程序設(shè)計
　　輪胎監(jiān)測模塊的主程序在執(zhí)行完初始化功能后便根據(jù)當(dāng)前氣壓值與報警閾值的差值設(shè)置定時中斷時間,然后進入低功耗模式。模塊供電電壓、輪胎氣壓和溫度的監(jiān)測與數(shù)據(jù)的傳輸都放置在中斷程序,中斷結(jié)束立即進入低功耗模式。NPX-C10746內(nèi)置中斷定時時間大約為0.5秒～4秒,輪胎氣壓和溫度正常時,可取3秒定時中斷一次,調(diào)用NPX的輪胎氣壓和溫度檢測與補償、CRC-16校驗計算執(zhí)行庫后,通過無線方式發(fā)送給主機顯示模塊。在氣壓及溫度接近或低于報警閾值時,縮短定時中斷時間,增加數(shù)據(jù)采樣及發(fā)送頻率。因為監(jiān)測模塊供電電壓下降相對比較緩慢,這里采用軟件計數(shù)定時中斷來延長其檢測周期,取20次中斷(60秒)采樣一次。定時中斷程序流程如圖3所示。

　　2.2 主機顯示模塊程序設(shè)計
　　主機上電后,P89LPC930初始化,配置完MC33594后,模塊進入等待SPI數(shù)據(jù)工作狀態(tài)。在接收到一個數(shù)據(jù)幀并經(jīng)CRC校驗(采用查表法實現(xiàn),減小MCU占用時間)和輪胎ID判斷無誤后,送數(shù)碼顯示并點亮相應(yīng)的指示燈以表示各模塊工作正常。當(dāng)輪胎監(jiān)測模塊供電電壓、氣壓及溫度接近或低于報警閾值時,主機啟動LED閃爍警告或蜂鳴器報警。程序流程圖如圖4所示。
　　2.3 通訊及協(xié)議
　　2.3.1 數(shù)據(jù)幀格式
　　輪胎監(jiān)測模塊與主機接收顯示模塊之間的無線通訊采用固定的數(shù)據(jù)幀長度進行,具體數(shù)據(jù)幀格式如表1所示。