基于MC68HC908RF2的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　摘　要： 一種采用高性能8位微控制器MC68HC908RF2與傳感器、射頻收發(fā)器相結(jié)合的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，描述了該監(jiān)測系統(tǒng)的功能、硬件實(shí)現(xiàn)和軟件設(shè)計(jì)流程。
　　
　　自汽車誕生100多年來，汽車爆胎造成的重大交通事故一直是困擾汽車界的技術(shù)難題。尤其在汽車的高速行駛過程中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔(dān)心和最難預(yù)防的，也是突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要原因。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料數(shù)據(jù)表明[1]，目前我國在高速公路上發(fā)生的交通事故有70%～80%是由于輪胎問題引起的，其中將近50%為爆胎事故。怎樣防止爆胎已成為安全駕駛的一個(gè)重要課題。據(jù)專家分析，保持標(biāo)準(zhǔn)的車胎氣壓行駛和及時(shí)發(fā)現(xiàn)車胎漏氣是防止爆胎的關(guān)鍵。為此，基于解決此類問題的各種胎壓監(jiān)測系統(tǒng)[2](TPMS)產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。本文介紹的TPMS是一種主動(dòng)安全技術(shù)產(chǎn)品，它采用無線傳輸技術(shù)，通過胎壓監(jiān)測模塊和接收模塊，對(duì)在行使過程中的汽車輪胎氣壓、溫度實(shí)時(shí)自動(dòng)地監(jiān)測，對(duì)輪胎漏氣、低壓、溫度過高進(jìn)行報(bào)警，即在發(fā)生事故前發(fā)出警報(bào)，提醒駕駛員采取措施，以防止爆胎事故的發(fā)生，為汽車駕駛者提供更可靠的保障。此外還有延長輪胎使用壽命，節(jié)省燃油的功能。

1 MC68HC908RF2芯片簡介

　　MC68HC908RF2[3]微控制器是FREESCALE公司生產(chǎn)的一款低成本、高性能的8位微控制器單元(MCU)，它是M68HC08家族中的成員之一，采用了增強(qiáng)型M68HC08中心處理單元(CPU08)，適用于多種模式、存儲(chǔ)尺寸和類型。這款MCU產(chǎn)品經(jīng)過優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了低功耗運(yùn)行，采用小型的32針腳小外形四方扁平封裝(LQFP)，該封裝由兩部分組成，第一部分是2KB Flash HC08 MCU(部件編號(hào)MC68HC908RK2)；第二部分是射頻轉(zhuǎn)發(fā)器(部件編號(hào)MC33493)，在自由空間中能將數(shù)據(jù)傳輸幾百米，適用于汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)。

　　MC68HC908RF2的主要特性如下：

　　(1)高性能的M68HC08體系結(jié)構(gòu)。

　　(2)完全向上兼容M6508、M146805和M68HC05系列的對(duì)象代碼。

　　(3)在3.3V供電時(shí)的最大內(nèi)部總線頻率為4MHz。

　　(4)2KB的片上FLASH存儲(chǔ)器，128B的片上RAM。

　　(5)16位的2通道定時(shí)器接口模塊(TIM)。

　　(6)12個(gè)通用I/O口，帶鍵盤喚醒功能的6位鍵盤中斷。

　　(7)1個(gè)內(nèi)置的高頻發(fā)射模塊UHF(MC33493模塊)。

　　(8)較寬的工作溫度范圍：-40°C～＋125°C。

2 汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)工作原理

　　本設(shè)計(jì)是在基于FREESCALE的MC68HC908RF2、MPXY8020A[4]、MC33594[5]等核心芯片以及優(yōu)化解決方案的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的一套汽車胎壓監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)高速行駛汽車的胎壓進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測及預(yù)報(bào)，并記錄最后100秒的胎壓信息，為安全行車及行車管理提供依據(jù)。系統(tǒng)工作原理如圖1所示。