摩托罗拉轮胎压力监测系统应时而动MC68HC908RF2

摩托罗拉轮胎压力监测系统应时而动MC68HC908RF2
作者：佚名

大量数据表明，对轮胎正确充气会大大降低爆胎的可能性。为了解决这个问题，轮胎压力监测系统(TPMS)的研究开始受到重视。直接TPMS
是在每个轮胎内使用压力传感器，并安装无线发射器，将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统。使用直接系统，可以随时测定每个轮胎内部的实际瞬压，很容易确定故障轮胎。

　　目前直接轮胎压力监测系统包括4个或5个(取决于备胎是否装备传感器)轮胎模块和一
个中央接收器模块。轮胎模块由压力传感器、温度传感器、控制模块(如ASIC或MCU)、发射器、天线以及电池组成。也可以包括更多的外部系统，如启动发射的低频(LF)探测器、惯性开关或无内置电池的电源等装置。

　　一个简单的接收器模块由一根中央天线、一个接收器IC和一个与车辆其他部分相连接的接口组成。通用接口包括控制器局域网络(CAN)接口，该接口通常装备在车辆的车身控制器内。数据由车身控制器处理，当轮胎压力低时，它可以用来向司机提出警告。

　　为了促进快速的产品开发，在此介绍一款直接TPMS系统，这套系统的中心部件是摩托罗拉MEMS压力传感器，它可以承受轮胎内的恶劣环境。

　　轮胎模块之硬件

　　传感器(Motorola器件号MPXY8020A)
是电容型MEMS压力传感器，专用于满足TPMS在温度和媒介兼容方面的要求。它是一个单体压力和温度传感器，并具备电源管理和数字输出功能。套件内的媒介保护过滤器可以使其硅片免受环境影响。该系统有4种操作模式：待机模式(耗电600mA)、测定气压模式、测定温度模式和输出数据读取模式。该设备要求控制器至少提供5个引脚：2个引脚用于控制其操作模式，
2个引脚用于数据串行交换，另外1个引脚用于接收数据。
8020型还具有复位针，该针作为一个输出端子，大约每小时向控制器发送复位信号，以保证单片机的损坏并不意味着需要更换轮胎模块。

　　控制器(Motorola器件号MC68HC908RF2)是在一个32针QFP封装中结合8位Fla
sh单片机和UHF发射器的器件。单片机连接传感器，定期检查气压和温度数据。它还连接与其在一起的发射器，并根据所使用晶振的不同，用315MHz或434MHz的频率发送数据。
轮胎模块之软件

　　许多TPMS供应商所采用的行业标准是轮胎模块为7年至10年的使用寿命。因为轮胎模块是由一块锂电池供电，因此需要高效率的算法。

　　TPMS的软件很简单，只有3种主要功能：测量、处理数据和传输。而当多个轮胎模块同时发送数据时会发生数据冲突。为了避免由冲突造成的数据丢失，模块应在每个数据帧之间，在随机时间间隔内发送多个数据帧，而不是一个数据帧。这将大大降低数据丢失的可能性，但也将缩短电池的使用寿命，并增加接收器软件的复杂性。理想的折衷办法是
在每隔10ms-100ms的间隔发送3个-4个数据帧。

　　接收器模块之硬件

　　摩托罗拉的MC33594器件是高温集成UHF接收器模块。这种IC能够接收并解调OOK或FSK调制的Manchester编码数据，同时通过一条串行外围接口(SPI)总线将其发送出去。采用FSK调制，可支持数据管理器——
Manchester数据解码器(这是在TPMS中采用这种IC的最佳方法)。如果有匹配的天线，它的灵敏度是-103dBm。

　　接收器所选的控制器与TPMS无关。MC33594接收机将它所接收的数据按顺序发送，这样任何控制器都可以接收、处理数据，在出现异常情况时可向司机告警。.

　　接收机模块之软件

　　 MC33594接收机IC是高度集成的，非常简单，通过一个MCU来控制，特别是当MCU含有硬件 SPI时，则更简单。

　　由于数据管理器支持MC33594，天线接收的Manchester编码数据被解调、解码，并转换到S
PI协议，它通过这个协议与控制器通信。数据管理器非常智能，可以去掉叫醒信号、开始码和结束符(EOM)等数据帧，这样控制它的软件被大大减少。它还有许多节能选项，即使汽车停很长时间，它也不会消耗完一块电池。

　　由于每个轮胎模块要发送相同格式的数据，接收机控制器能在收到全部数据帧后中断，这样它可以在大部分时间都处于低能耗睡眠状态。

　　这套系统很容易升级，供应商可以提供更多功能，使自己的产品从竞争中脱颖而出。（中国电子报）