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          TPMS方案設(shè)計(jì)及芯片選擇

          作者: 時(shí)間:2013-01-23 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/196168.htm

          圖3左虛線框?yàn)檩喬?nèi)的壓力傳感器IC和發(fā)送IC為freescale公司的Mpxy8020A6或Mpxy8040A芯片和 MC68HC90RF2芯片。 Mpxy8020A6它內(nèi)含壓力傳感器、溫度傳感器、電源控制和電池電壓檢測(cè),喚醒功能的定時(shí)器,屬表面微機(jī)械CMOS加工工藝,SSOP封裝;而UHF 發(fā)送器+MCU(Flash)的MC68HC90RF2內(nèi)含為2K用戶FLash ROM,定時(shí)器,集成的射頻(RF)發(fā)送器,低電壓檢測(cè)和RAM及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器。則整個(gè)圖3左虛線框?yàn)镸pxy8020A6A與MC68HC90RF2 合成的遙測(cè)模塊示意圖。其圖3右側(cè)MC33591為UHF接收器內(nèi)含鎖相環(huán)(PLL)超高頻開關(guān)鍵控(00K)接收器;MC912DP256 接收端控制器內(nèi)含256KFLash,12KRAM,4KEEPROM,up to 5CAN,1xJl850,256MHz工作須頻率。

          當(dāng) 然輪胎內(nèi)的傳感器IC也可以選擇Melexis公司的MLX90603芯片。MLX90603它內(nèi)部有16bit RISCMCU,8K byte Flash,256 byte RAM和128 byte EEPROM。MLX90603還有125KHz或13.56MHz LFinterface和壓力傳感器的補(bǔ)償接口(sensor interface)在IC內(nèi)。最大的特點(diǎn)是它有不同的工作模式Shelf mode,Sleep mode,Runmode,Idlemode和適合RFID、RF應(yīng)用的TDMA(Tag Direct Memory Access)mode,。這些都為降低發(fā)射端功耗、延長(zhǎng)電池使用壽命提供了最大的可能性。在發(fā)射IC方面,Melexis有不同頻率和調(diào)制的IC和汽車 級(jí)IC(工作溫度-40℃-125℃),如315MHz,433MHz,868MHz和915MHz等ISM band頻段,IC FSK,ASK和FM等不同調(diào)制IC,可在1.85V-5.5V寬電壓范圍內(nèi)工作,并且發(fā)射功率可在-12dBm--+10dBm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

          2.22接收模塊與

          其 圖3右側(cè)MC33591為UHF接收器內(nèi)含鎖相環(huán)(PLL)超高頻開關(guān)鍵控(00K)接收器;MC912DP256接收端控制器內(nèi)含 256KFLash,12KRAM,4KEEPROM,up to 5CAN,1xJl850,256MHz工作須頻率。當(dāng)然對(duì)于接收模塊處于LIN網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)即中央控制器,見(jiàn)圖1所示。也可選擇MLX82001 , 該芯片是一個(gè)6位的、集成了LIN2.0并帶有增強(qiáng)型UART的MCU;從節(jié)點(diǎn)可選擇MLX81100集成了雙任務(wù)CPU和LIN收發(fā)器,是專門為L(zhǎng)IN 總線應(yīng)用設(shè)計(jì)的MCU。

          2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)考慮

          在設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定、功效高的系統(tǒng)時(shí),需要考慮的第一個(gè)因素就是 軟件。因?yàn)檐囕喣K通常是用微控制器來(lái)執(zhí)行命令的,所以應(yīng)采用一種智能化算法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功效。其次,使用低頻功能是控制的非常有效的方法。在使用 低頻接口時(shí),感應(yīng)模塊可以始終處于電源關(guān)閉模式,只有在收到喚醒信號(hào)后,傳感器才會(huì)進(jìn)行測(cè)量和數(shù)據(jù)傳輸。除了降低功耗以外,低頻接口還具備設(shè)計(jì)靈活性和其 他一些優(yōu)勢(shì)。例如,低頻通訊可使系統(tǒng)通過(guò)低頻接口向微控制器發(fā)送特定命令,以對(duì)輪胎進(jìn)行重新校準(zhǔn)和定位。值此以MLX90603帶有LF(Low Frequency)接口為例的發(fā)送模塊軟件設(shè)計(jì)方案作一說(shuō)明。MLX90603帶有LF(Low Frequency)接口,因此可以在大部分時(shí)間內(nèi)將發(fā)射端處于休眠模式,需要時(shí)通過(guò)低頻信號(hào)將其喚醒,進(jìn)而進(jìn)行測(cè)量并通過(guò)TH720x發(fā)射芯片將測(cè)量得 到的數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)的LIN從節(jié)點(diǎn)。圖4是發(fā)射端的部分流程圖。本方案中,充分利用了MLX90603 中集成的TDMA(Tag Direct Memory Access)模塊,在MLX90603采集完數(shù)據(jù)后,配置TDMA、RF所需的寄存器,即可將MLX90603進(jìn)入Sleep mode,利用TDMA模塊自動(dòng)把要發(fā)射的數(shù)據(jù)傳輸給RF,以充分節(jié)省功耗。由于發(fā)射端工作在惡劣環(huán)境下,為了保證發(fā)送端和接收端進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸,考 慮到本應(yīng)用信息量小、數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn),我們采用信息冗余的方法來(lái)保證數(shù)據(jù)的可靠接收,即一幀數(shù)據(jù)發(fā)送N次。根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)送次數(shù)N。

          3、新型送器(遙控鑰匙)與接收器中幾種芯片的選用

          3.1 MAX1473接收器與MAX7044發(fā)送器的選用

          而 RF接收器器件 MAX1473是最新的300MHz至450MHzASK射頻接收器平均靈敏度為-114dBm,正常工作僅消耗5.5mA(典型值)的電流。內(nèi)置鏡頻抑 制,無(wú)需通常使用的前端SAW濾波器。睡眠模式時(shí),MAXl473可在小于250ps的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)并發(fā)送數(shù)據(jù),保證了更深的睡眠周期和更長(zhǎng)的電池壽命 MAX1473可工作于3V至5V的電源電壓。

          而發(fā)送器中的MAX7044器件是可輸出+3dBmASK信號(hào)的發(fā)送器,采用微型的8引腳SOT封裝,采用占空比為50%的編碼方式時(shí),如曼徹斯特碼,僅需消耗7.7mA的電流。MAX7044可使用電壓低至2.1V的單個(gè)鋰電池供電。

          而 RF接收器器件 MAX1473是最新的300MHz至450MHzASK(振幅變換調(diào)制)射頻接收器平均靈敏度為-114dBm,正常工作僅消耗5.5mA(典型值)的 電流。內(nèi)置鏡頻抑制,無(wú)需通常使用的前端SAW濾波器。睡眠模式時(shí),MAX1473可在小于250ps的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)并發(fā)送數(shù)據(jù),保證了更深的睡眠周期和更 長(zhǎng)的電池壽命MAX1473可工作于3V至5V的電源電壓。該300MHz至450MHz發(fā)送器和接收器的最大優(yōu)點(diǎn)是能將你的RKE系統(tǒng)有效距離擴(kuò)大一倍 理想應(yīng)用子電池供電設(shè)備,包括鑰匙,汽車報(bào)警和胎壓檢測(cè)。

          該300MHz至450MHz發(fā)送器和接收器的最大優(yōu)點(diǎn)是能將你的RKE系統(tǒng)有效距離擴(kuò)大一倍(即控制范圍超過(guò)兩倍)是理想應(yīng)用于電池供電設(shè)備,胎壓檢測(cè)的選擇也包括鑰匙,汽車報(bào)警。

          3.2雙通道接收器同時(shí)捕捉兩種信號(hào)的MAX1471結(jié)構(gòu)方框與應(yīng)用

          使用MA1471雙通道接收器同時(shí)捕捉兩種信號(hào),即能同時(shí)接收ASK和FSK(頻率變換數(shù)據(jù)),模式間切換時(shí)間為零。針對(duì)同時(shí)需要對(duì) ASK和FSK解碼的低成本系統(tǒng)設(shè)計(jì),MAXl471雙模接收器還可進(jìn)行自輪詢,器件可保持長(zhǎng)達(dá)8分鐘的睡眠模式,并可喚醒微處理器,以進(jìn)一步節(jié)省能源。max1471工作于300MHz至450MHz,包括內(nèi)置的42dB(兆型值)鏡頻抑制混頻器,不需常見(jiàn)的SAW濾波器。MAXl471內(nèi)置一個(gè)可用于 3.3V或5V的穩(wěn)壓器,可在低至2.4V的電壓下工作。圖5為MAX1471結(jié)構(gòu)方框與應(yīng)用示意圖,從圖中表看出MAX1471也可用于汽車輪胎壓力監(jiān) 視系統(tǒng)中接收器。

          4、結(jié)束語(yǔ)

          上述新型系信統(tǒng)與芯片的分析介紹,采用分布式結(jié)構(gòu)的,其特點(diǎn)是,控制靈活,比較適合應(yīng)用于前裝市場(chǎng)。而將LIN總線應(yīng)用于TPMS的優(yōu)勢(shì)是為每個(gè)輪胎跟接收器比較接近,因此會(huì)大大節(jié)省每個(gè)發(fā)射器的功率,延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命。



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