TPMS外置编码存储器式轮胎定位技术设计方案

  图2 TPMS系统电路框图

1 连接电路的设计 　连接电路即将编码存储器电路和主控制器电路连接在一起的接口。由于是在汽车上应用，要考虑接口的可靠性，有如下的几种设计。

（1）插头和插座 

图3 移位存储电路 

图4 二极管存储矩阵 　　

通过插头和插座的连接接口电路，这种设计的好处是可以使用市场上通用的插座；缺点是尺寸比较大。

（2）卡座 　　在PCB上做出镀金接头，即金手指。将PCB通过金手指直接插在插座上，通过金手指和插座连接。这种设计简单，成本低，但是对于振动的抵抗力差，可靠性较低。

（3）SIM卡或IC形式 　　将存储电路做在SIM卡中，通过SIM卡或IC卡接口读出存储器中的编码；接口也做在SIM卡中，采用SIM卡通用的接口设计。优点是可靠性高、体积小，缺点是成本也高。 　　在方案实施的过程中，在连接器电路上选择了一种带卡扣锁紧的插头以保证了可靠性。

2 编码存储器的设计 　　存储器的形式很多，可分为移位存储器和矩阵存储器两种。目前可以采用分离元件做，也可以采用市面上的成熟电路来制作。汽车电子应用的电路对电磁兼容的要求很高，以下列举几个具体电路。

（1）移位存储器 　　如图3所示，写入数据时，每次时钟信号到来，将D1数据移入寄存器，同时所有数据右移一位。读出数据时，每次时钟信号到来，所有数据左移一位，读出D1端口上的值，优点是占用I/O端口少，缺点是读取速度较慢，而且需要时钟的同步，实际上是串行口。

（2）矩阵存储器 　　可以用开关、二极管、mos管、三极管或PLA实现，优点是读取速度快，缺点是占用I/O口多，实际上是并行口。

● 二极管存储矩阵 　　如图4所示，二极管存储矩阵实际上是一个二极管编码器，当PTB0～PTB3上的某一根线上是低电平，其余的线是高电平时；可以读出PTB0～PTB3上的值；PTB0～PTB3上有上拉电阻，接点上连接有二极管的为逻辑“0”；没接的为逻辑“1”。当PTB0～PTB3上的4根线依次为低电平时，PTB0～PTB3就可以读出4个4位编码，一起构成一个16位的编码。

● MOS管和三极管存储矩阵 

 图5 管存储矩阵 　　

如图5所示，MOS管和三极管存储矩阵原理上和二极管存储矩阵是一致的，只是将二极管换成了MOS管和三极管。 　　在存储器电路的选择上，为了避免在汽车的电磁环境下对时钟的影响，放弃了移位存储器，而选择了矩阵存储器，虽然占用的I/O口的数目较多，但是可靠性高而且读取的速度快。选用的方案有两种，一是耐高低温的并行口数据存储芯片，二是采用二极管的矩阵存储器电路，优点是电路简单可靠且成本低。

外置编码存储器轮胎定位技术的实现 　　每一个发射检测模块对应一个插入式外置编码存储器（ID编码插头），编码插头中的编码电路存储的ID码和对应的发射检测模块中固化在存储器中的ID码相同。 　　显示模块上每个轮胎数据显示区域旁有ID识别码编码插座，当有插入式编码存储器插入ID识别码编码插座时，接收机通过定位ID码插座读出插入式编码存储器中的ID码，并将该ID码和对应轮胎数据显示区域建立对应定位关系。 　　在每次开机时，接收显示模块读取插在各插座上的插入式外置编码存储器（ID编码插头）中的ID码，然后重新设置存储在接收显示模块MCU中的ID码与轮胎对应定位关系信息，并保存起来。发射模块发射来的对应信息后，接收模块读取其中的ID码后，根据在接收显示模块MCU中的ID码与轮胎对应定位关系信息来判断是哪一个轮胎发出的信号，并将压力和温度信息显示在对应区域。 　　用户在使用时，如需轮胎换位，将对应的插入式编码存储器换位便可。当下一次开机后，接收显示模块重新设置存储在其MCU中的ID码与轮胎对应定位关系信息，保证将信息显示在正确的位置。 　　若用户发现某一发射机损坏，只需到市场上购买一只发射检测模块套件（插入式外置编码存储器作为附件）。因为发射机中随附一只插入式外置编码存储器，只需将损坏的发射模块的插入式外置编码存储器拔下，重新插上随机新的插入式编码存储器即可。当下一次开机后，接收显示模块重新设置存储在其MCU中的ID码与轮胎对应定位关系信息，保证将新发射检测模块发出的信号显示在正确的位置。