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封裝的產(chǎn)品。MPXY8300TPMS具有如下功能：
①精確的壓力測量。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)能夠測量100～800kPa的壓力范圍，還為卡車輪胎(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。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模塊為每個獨(dú)立的輪胎(包括備胎)提供獨(dú)立的壓力測量。每個模塊集成一個基于315／434 MHz PLL的RF收發(fā)器，即使車胎旋轉(zhuǎn)或更換后仍能保持連續(xù)通信。集成的運(yùn)動傳感器可以進(jìn)行編程，以傳輸特定速度(輪胎旋轉(zhuǎn))的測量數(shù)據(jù)，包括沒有旋轉(zhuǎn)的輪胎數(shù)據(jù)。
③可延長電池使用時間。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時間的穩(wěn)定運(yùn)行。驅(qū)動低功率喚醒定時器、定期復(fù)位驅(qū)動器的低頻率震動以及TPMS的特定功率管理技術(shù)，可以延長電池使用時間，實(shí)現(xiàn)更便利、更經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。
2．2 無線接收接口電路設(shè)計(jì)
TPMS系統(tǒng)的接收模塊主要由天線、射頻接收電路、主控芯片MCU以及鍵盤、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識別碼和測量數(shù)據(jù)，并在異常情況發(fā)生時聲光報(bào)警。由于接收模塊安裝在汽車車廂內(nèi)，故對器件選用的各方面要求不高，工業(yè)級即可。
MC33596是Motorola公司的高溫集成UHF超外差無線電接收模塊，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；串行時鐘線(SCLK)、主機(jī)輸入／從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線MISO、主機(jī)輸出／從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線MOSI和低電平有效的從機(jī)選擇線CONFB。本文引用地址：http://2s4d.com/article/162697.htm
主控芯片選用NXP公司的無線接收ARM7微控制器LPC2292，通過SPI接口與MC33596相連。LPC2292內(nèi)含多個32位定時器、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、工業(yè)控制應(yīng)用、醫(yī)療系統(tǒng)和容錯維護(hù)總線；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32位的寄存器和RAM；每個總線的數(shù)據(jù)速率為1 MB／s；全局驗(yàn)收濾波器可識別所有總線的11位和29位Rx標(biāo)識符；驗(yàn)收濾波器為
選擇的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符提供有FulICAN-style自動接收功能。
2．3 CAN總線接口電路設(shè)計(jì)
本文設(shè)計(jì)的TPMS系統(tǒng)具有CAN總線功能，可以與汽車儀表盤CAN通信口相連，直接在儀表盤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總線驅(qū)動器，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控制器與物理總線之間的接口以及對CAN總線的差動發(fā)送和接收功能。
LPC2292微控制器包含兩個CAN控制器，單個總線上的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)1 Mb／s，具有32位寄存器和RAM訪問，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個節(jié)點(diǎn)。通過擴(kuò)展CAN總線接口，使得串行通信方式的選擇更加多樣化。當(dāng)車內(nèi)儀表也具有CAN總線接口時，它們可以直接利用此接口與記錄儀通信。CAN總線接口電路如圖4所示。
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