汽车轮胎压力检测系统技术和应用芯片

2)芯片选择及特征

图3左虚线框内为轮胎内的压力传感器IC和发送IC。它们是freeseale公司的Mpxy8020A6(或Mpxy8040A)芯片和MC68HC90RF2芯片。Mpxy8020A6它内含压力传感器、温度传感器、电源控制和电池电压检测，唤醒功能的定时器(属表面微机械CMOS加工工艺，SSOP封装)；而UHF发送器+MCU(Flash)的MC68HC90RF2内含为2kB用户FLashROM、定时器、集成的射频(Rn发送器、低压检测和RAM及内部时钟发生器。整个图3左虚线框为Mpxy8020A6A与MC68HC90RF2合成的遥测模块示意图。图3右侧MC33591为UHF接收器，它内含锁相环(PLL)超高频开关键控(OOK)接收器；MC912DP256接收端控制器内含256kB Flash、12kB RAM、4kB EEP ROM、up to 5CAN、1xJ1850、256MHz工作频率。

当然轮胎内的传感器IC也可以选择Melexis公司的MLx90603芯片。MLx90603最大的特点是有不同的工作模式Shelfmode，Sleep mode，Runmode，Idlemode和适合RFID、RF应用的TDMArrag Direct Mem．ory Access)mode。这些都为降低发射端功耗、延长电池使用寿命提供了最大的可能性。在发射IC方面。Melexis公司有不同频率和调制的lC和汽车级IC(1作温度-40℃～125℃)，如315MHz、433MHz、868MHz和915MHz等ISM band频段：IC FSK、ASK和FM等不同调制IC，可在1.85V～5.5V宽电压范围内工作，并且发射功率可在－12dBm～+10dBm范围内调节。

(2)接收模块与芯片选择

对于接收模块处于LIN网络的主节点即中央控制器，见图1所示。也可选择MLX82001，该芯片专门为UN总线应用设计的MCU。

3．TPMS系统软件设计思路

在设计一个运行稳定、功效高的TPMS系统时需要考虑的第一个因素就是软件。因为车轮模块通常是用微控制器来执行命令的。所以应采用一种智能化算法实现预期的功效。其次，使用低频功能是控制TPMS的非常有效的方法。在使用低频接口时，感应模块可以始终处于电源关闭模式，只有在收到唤醒信号后，传感器才会进行测量和数据传输。除了降低功耗以外，低频接口还具备没计灵活性和其他一些优势。例如，低频通讯可使系统通过低频接口向微控制器发送特定命令。以对轮胎进行重新校准和定位。在此以MLX90603带有LF(Low Frequency)接口为例的发送模块软件设计方案作一说明。MLX90603带有LF(LowFrequeney)接口。因此可以在大部分时间内将发射端处于休眠模式，需要时通过低频信号将其唤醒,进而进行测量并通过TH720x发射芯片将测量得到的数据发送给相应的LIN从节点。图4是发射端的部分流程图。

本方案中，充分利用了MLX90603中集成的TDMA(Tag.Direct Memory Access)模块．在MLX90603采集完数据后，配置TDMA、RF所需的寄存器，即可将MLX90603进入Sleep mode，利用TDMA模块自动把要发射的数据传输给RF，以充分节省功耗。由于发射工作在恶劣环境下，为了保证发送端和接收端进行可靠的数据传输。考虑到本应用信息量小、数据简单的特点，我们采用信息冗余的方法来保证数据的可靠接收(即一帧数据发送N次)。根据采集到的数据动态调整发送次数N。

二、新型发送器(遥控钥匙)与接收器中几种芯片的选用

1．MAX1473接收器与MAX7044发送器的选用

RF接收器器件(MAX1473)是最新的300MHz至450MHz ASK(振幅变换调制)射频接收器(平均灵敏度为-114dBm)，正常工作仅消耗5.5mA(典型值)的电流。内置镜频抑制，无需通常使用的前端SAW滤波器。睡眠模式时，MAX1473可在小于250ps的时间内启动并发送数据，以保证更深的睡眠周期和更长的电池寿命。MAXl473可工作于3V至5V的电源电压。

发送器中的MAX7044器件是可输出+3dBm ASK信号的发送器，采用微型的8引脚SOT封装。采用占空比为50％的编码方式时(如曼彻斯特码)，仅需消耗7.7mA的电流。MAX7044可使用电压低至2.1V的单个锂电池供电。

2．双通道接收器同时捕捉两种信号的MAX1471结构框图与应用

使用MAX1471双通道接收器(见图5)同时捕捉两种信号，即能同时接收ASK和FSK(频率变换数据)，模式间切换时间为零。针对同时需要对ASK和FSK解码的低成本系统设计，MAX1471双模接收器还可进行自轮询，且器件可保持长达8分钟的睡眠模式，并可唤醒微处理器，以进一步节省能源。MAX1471内置一个可用于3.3V或5V的稳压器，故可工作在2.4V。

从图中看出MAX1471也可用在汽车轮胎压力监视系统中的接收器。