基于英飛凌智能傳感器SP12/SP30的TPMS設(shè)計(jì)

汽車輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(tpms)主要利用安裝在每一個輪胎里的壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓，通過射頻無線傳輸，在汽車行駛時實(shí)時地對輪胎氣壓進(jìn)行自動監(jiān)測，對輪胎漏氣、低氣壓和高氣壓進(jìn)行報警，以保障行車安全。 英飛凌面向tpms應(yīng)用的sp12/sp30傳感器整合了硅顯微機(jī)械加工的壓力與加速度傳感器、溫度傳感器和一個電池電壓監(jiān)測器，提供四合一傳感功能，并配有一個能完成測量、信號補(bǔ)償與調(diào)整及spi串行通信接口cmos大規(guī)模集成電路，其中sp30內(nèi)置8位哈佛結(jié)構(gòu)risc mcu和2d通道的低頻(lf)接口，且消耗的電流僅0.4ua。 星科半導(dǎo)體有限公司基于英飛凌傳感器sp12/sp30提供整個tpms系統(tǒng)所涉及的ic以及解決方案，來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 tpms構(gòu)成 1. 發(fā)射模塊 發(fā)射模塊由壓力傳感器、mcu、射頻發(fā)射芯片、電池和天線組成，該模塊對輪胎壓力、溫度、電池電壓及加速度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)射出去。 發(fā)射模塊有基于sp12/sp12t和sp30的兩個方案：方案一是sp12/sp12t+mcu+tdk5100f(見圖1)，其中壓力傳感器sp12(100~450kpa)/sp12t(0~1,400kpa)和射頻發(fā)射芯片tdk5100f(434mhz ask/fsk發(fā)射器)均來自英飛凌公司。 圖1：基于sp12的tpms發(fā)射模塊 方案二是sp30+tdk5100f(圖2)。 圖2：基于sp30的應(yīng)用方案框圖 壓力傳感器sp30(100~900kpa)內(nèi)置8位哈佛結(jié)構(gòu)risc mcu和2d通道的lf接口。射頻發(fā)射ic采用英飛凌公司的tdk5100f(434mhz ask/fsk發(fā)射器)，該系統(tǒng)可直接接收125khz的低頻喚醒信號控制發(fā)射模塊在不同的模式下工作。 2. 接收模塊 接收模塊由tda5210、xc866/xc886、lcd模塊和天線組成(見圖3)。 圖3：tda5210+xc866/xc886+lcd模塊+天線的接收模塊框圖 接收模塊將tpms發(fā)射模塊發(fā)送的信息進(jìn)行解調(diào)、解碼，并將接收的數(shù)據(jù)通過lcd顯示輸出。該模塊的mcu和射頻接收芯片分別采用了英飛凌公司的xc866/xc886和tda5210。其中xc866/xc886是專為汽車電子設(shè)計(jì)的8位mcu，帶有can/lin控制器，可以快速地將tpms功能轉(zhuǎn)移次要任務(wù)中。 sp30_tpms發(fā)射模塊原理 tpms發(fā)射系統(tǒng)實(shí)際上是一個定時監(jiān)測無線系統(tǒng)，整個系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心問題主要體現(xiàn)在系統(tǒng)低功耗和汽車高速轉(zhuǎn)動時射頻接收靈敏度以及噪聲抑制方面。針對英飛凌sp30+tdk5100f發(fā)射系統(tǒng)，以下是關(guān)于這兩個核心問題的詳細(xì)闡述。 首先，系統(tǒng)低功耗是建立在硬件基礎(chǔ)上，并且與軟件程序相結(jié)合實(shí)現(xiàn)的，所以選擇靜態(tài)低功耗硬件是前提條件；其次，系統(tǒng)要盡量保持在功耗最低的pwdn模式下；第三，系統(tǒng)從pwdn到run模式的硬件喚醒要與軟件闋值比較相結(jié)合；最后，系統(tǒng)進(jìn)入run模式中，在某些獨(dú)立于risc內(nèi)核的單元工作時，可以讓系統(tǒng)進(jìn)入空閑模式等待，這樣也會節(jié)省供耗。實(shí)測星科demo板靜態(tài)電流3ua。圖4為sp30+tdk5100f發(fā)射系統(tǒng)的程序流程。 圖4：sp30+tdk5100f發(fā)射系統(tǒng)的程序流程圖 圖5：sp30內(nèi)部功能框圖