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TPMS中的无线接口电路设计
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简介汽车轮胎气压监测系统(TPMS)主要用于汽车行驶时的轮胎气压实时自动监测,以及轮胎漏气和低压警报,以确保行驶安全。

就TPMS系统的结构而言,收集的温度和压力数据需要无线发送和接收,并且收发器电路必须安装在轮胎中。

这必须要求构成电路的芯片能够承受高温。

为了解决这两个问题,可以使用摩托罗拉开发的发送器芯片MC33493和接收器芯片MC33594。

这两款芯片均达到了汽车级温度(发射器芯片为125°C,接收器芯片为105°C),可以完全解决耐高温问题,并具有出色的工作性能。

由它们和单片机构成的接口电路成为TPMS系统中无线数据传输的重要组成部分。

1 TPMS系统总体设计1.1系统工作原理TPMS系统主要由压力和温度传感器,信号处理单元,安装在TPMS发射器模块轮胎中的RF发射器,安装在包括数字信号处理在内的汽车驾驶员平台上组成。

它由RF接收器和LCD组成。

通常情况下,汽车需要4个TPMS发射器模块和1个TPMS接收器;一辆卡车需要6-12个TPMS变送器模块。

为了提高系统的接收能力和抗干扰能力,安装系统时,需要将接收天线安装在汽车的底盘上。

由SP12传感器,微控制器,MC33493发送模块,MC33594接收模块和其他主要芯片组成的TPMS系统方案的结构框图如图1所示。

在图1中,温度和压力传感器通过I2C总线或RS232接口将收集的温度和压力数据发送到单片机,然后单片机将使能信号ENABLE发送到变送器。

当它为高电平时,发送器开始工作,并生成数据时钟信号给单片机以进行信号同步。

此时,单芯片计算机将数据发送到发送器,发送器发送通过天线获得的数据。

接收器通过天线接收信号后,首先将RESET引脚(用于设置主从模式)设置为低电平。

此时,微控制器为主机,接收器中的寄存器作为从机通过MOSI线设置。

,设置后,将RESET引脚设置为高电平。

此后,微控制器成为从设备,接收器成为主设备。

它产生一个时钟信号,并通过MOSI线将接收到的数据发送到微控制器。

此时,单片机(带有SPI接口)通过SPI接口实现了与PC的简单连接,从而实现了在PC上显示报警的功能。

1.2系统设计的几个注意事项①由于TPMS变送器模块在剧烈振动,环境温度变化大以及即时维护条件不便的情况下工作,因此要求所有组件都具有良好的可靠性和稳定性,并且能够在40〜40°C的温度范围内工作。

+ 125℃。

为了减小TPMS发送器模块的尺寸,节省功耗并增强功能,必须选择一个具有多种功能的小型射频收发器芯片。

②随着能源问题越来越受到重视,系统节能已成为本设计中考虑的关键问题。

为了延长TPMS发射器模块在锂电池下的工作时间,应使系统大部分时间处于睡眠状态。

要唤醒TPMS系统的发送部分,可以采用这种方法:在传感器模块上添加一个加速度传感器,并利用其对运动的敏感度来实现汽车的自动启动,并在发生故障时进入系统自检。

汽车高速行驶;当汽车高速行驶时,它将自动以行驶速度启动。

智能确定检测时间,并通过软件设置安全时间,敏感时间和危险时间,逐步缩短巡回检测时间,提高预警能力。

要唤醒TPMS系统的接收部分,可以使用接收器的STROBE引脚。

在一个周期中,当检测到有效ID时,STROBE设置为高电平,此时接收芯片从休眠状态更改为运行状态。

2系统硬件组成和电路设计2.1 TPMS系统主要硬件组成TPMS系统主要

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