基于英飛凌智能傳感器SP12/SP30的TPMS設(shè)計

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

1. 整個軟件架構(gòu)主要由三個模塊組成：初始化模塊、傳感器數(shù)據(jù)測量模塊(Measure_Data)、RF發(fā)射模塊(SSI_Datagram)。這三個模塊盡量做成函數(shù)包，方便移植和功能升級。
   
2. 間隔定時器(IT)喚醒系統(tǒng)后利用軟件設(shè)置幾個闋值區(qū)加以判斷參數(shù)測量和RF發(fā)射，盡量節(jié)省功耗。比如利用加速度測量判定汽車啟動/停止?fàn)顟B(tài)來決定其他參數(shù)是否需要測量，判定汽車大致速度決定RF發(fā)射頻率等；利用欠壓、高壓等級區(qū)域判定RF發(fā)射報警頻率等。這些需要客戶根據(jù)實(shí)際去完善。需要注意的是，所有的闋值不要設(shè)置成某一固定值，應(yīng)該是某一區(qū)域，當(dāng)然這個區(qū)域的設(shè)定要反復(fù)測量，太小將對系統(tǒng)穩(wěn)定造成影響，也不利于節(jié)省功耗，太大則測量靈敏性較差。
   
3. 利用IT和LT(LF定時器)來實(shí)現(xiàn)LF接口使能和關(guān)閉LF檢測，這樣可以不必使LF接口常開又能保證實(shí)時檢測主機(jī)命令，更大程度省電。

圖6：TDK5100F內(nèi)部框圖

圖7：TDA5210內(nèi)部框圖

1. 晶振的選擇。TDK5100F/TDA5210是窄帶RF IC，由于溫度導(dǎo)致的晶振頻差和晶振負(fù)載電容的不一致都會導(dǎo)致接收靈敏度的差異，所以晶振的特性選擇非常重要。
   
2. 天線的選擇。TPMS發(fā)射系統(tǒng)安裝要求是比較高的，當(dāng)然除了天線性能之外，對其外型結(jié)構(gòu)也有同樣高的要求。從兩者的折衷考慮，目前用的比較多的是螺旋天線。PCB環(huán)行天線雖然結(jié)構(gòu)與成本最好，但是由于其諧振中心頻點(diǎn)以及等效阻抗等需要網(wǎng)絡(luò)分析儀去校正，以及其本身PCB材料造成的天線損耗都使其在TPMS中應(yīng)用不多。單級天線的性能是可以做得很好的，但是結(jié)構(gòu)不具備良好的安裝性，其使用也不是很多。
   
3. TD5100F布局注意要點(diǎn)。晶振布局遠(yuǎn)離天線，匹配元件要彼此直角布局，天線不要鋪地和走其它信號線等。
   
4. 在不需要對PCB做較大更改的前提下，利用網(wǎng)絡(luò)分析儀做天線參數(shù)匹配的最后確定，并實(shí)測發(fā)射功率以及接收靈敏度。

接收模塊

本系統(tǒng)接收模塊是由TDA5210+XC866組成的，實(shí)際XC866只需要一個I/O就可以接收TDA5210的解調(diào)數(shù)據(jù)，需要考慮的TPMS系統(tǒng)屬于汽車電子安全系統(tǒng)，為了系統(tǒng)任務(wù)升級擴(kuò)展，MCU的選型也盡量滿足汽車環(huán)境的要求，英飛凌XC866/XC886是專為汽車電子設(shè)計的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。如果此時TPMS功能是作為節(jié)點(diǎn)存在，那么MCU就可以釋放出來執(zhí)行其他的任務(wù)，而在汽車電子中，這種任務(wù)相當(dāng)多的是電機(jī)控制，這就用到了XC866的強(qiáng)大外設(shè)功能(電機(jī)控制單元和PWM捕獲比較單元)。因此，接收端MCU的選擇不僅是關(guān)系到汽車級別的MCU，更應(yīng)該有一些超前的意識。

本文小結(jié)

由于汽車市場的快速增長，TPMS系統(tǒng)也將擁有更多的發(fā)展空間，在這個充滿機(jī)遇同時又面臨眾多技術(shù)調(diào)整的市場上，選擇合適的解決方案將對廠商在這個市場上是否能取得成功起著非常關(guān)鍵的作用。星科半導(dǎo)體公司推出了TPMS的參考設(shè)計，用戶可以利用該參考設(shè)計快速地將產(chǎn)品推向市場。