发布时间 : 星期五 文章轮胎压力监测系统的设计-许林更 - 图文更新完毕开始阅读52b8712a102de2bd97058856
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图4–2 MC68HC908RF2 引脚图
4.3 TPMS 接收芯片与接收控制器
TPMS 接收芯片选用 MC33594，接收控制器选用 MC68HC908GT8。
MC33594 是与 MC33493 相对应的单片集成 PLL 调谐 UHF 数据接收器。该芯片内
含 660kHz 的中频带通滤波器、完整的压控振荡器（VCO）、可消除镜像的混频器、曼彻斯特编码时钟再生电路以及完整的 SPI 接口，可用于设计 315MHz/ 434MHz 的 OOK/FSK接收电路。MC33594 芯片内部结构可分为射频部分和控制部分。射频部分由能消除镜像干扰的混频器、660kHz 的中频带通滤波器、自动增益控制级和 OOK/FSK 解调器组成；控制部分则包含有数据管理器、配置寄存器、串行接口、状态控制器等。MC33594 的串行接口采用 Motorola 公司开发的三线制 SPI（Serial Peripheral Interface）串行外部接口总线协议。通过 SPI 接口可对 UHF 接收器的数据解调类型、数据率、UHF 频段、ID控制字等进行初始化编程，接收到的数据也可以在数据管理器工作时从 SPI 端口输出。MC33594 与微控制器之间的通信一般通过 SPI 进行，其 SPI 接口通过以下三个输入/输出引脚来实现操作：串行时钟 SCLK；主控输出受控输入 MOSI；主控输入受控输出MISO。微控制器可通过引脚 STROBE 选通 MC33594，也可让 MC33594 内部工作在等待-休眠循环模式下来降低功耗，在引脚
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西南科技大学高等教育自学考试毕业论文 26 STROBE 上加高电平就能将处于休眠状态的MC33594 激活。当接收电路工作在 315MHz 频段时，应选择 9.864375MHz 晶振；工作在 434MHz 时，选 13. 580625MHz 的晶振。图 4-3 是主机模块 MC33594 的接收电路图。与发射电路相对应的是，接 433.92MHz 频段，MC33594 的 50Ω匹配网络由电感 L1、电容 C5 和 C7 构成，其中电感取值 68nH±2%，电容 C5＝1.5pF±10% ，C7=100pF±10%。 当 MC33594 工作在 FSK 模式下。
图4–3 MC33594 接收电路图
4.4 电池
电池选用锂亚电池，以保证远程轮胎压力监测系统模块在高低温环境中都能正常工作。传统的锂电池在-40℃低温时丧失电能，在 100℃高温时会自动放电。轮胎压力监测系统模块的整体电源管理是十分正要的，一个锂亚电池要向这个模块提供 3—5 年的工作能源，做好电源管理和如何省电是关键所在。由于在设计过程当中，电池的设计并非核心，因为在研发成功并测试通过后，很可能到时候电池性能远优于目前所提供的。所以仅仅从可以使用考虑，选择了 ABLE 公司设计的型号为 ER2450 电
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西南科技大学高等教育自学考试毕业论文 27 池，该电池性能指针如下：
1.空载电压：3.66V，负载电压：3.45V； 2.容量：0.5Ah；
3.工作温度：-40℃到 125℃； 4.保存时间：10 年以上；
焊脚纽扣型，外壳加厚，可焊在 PCB 板上，安装更牢固，防震动性能更好。
4.5 天线
天线是远程轮胎压力监测模块发射功率提升的关键，天线技术涉及及天线的几何形状、材料、介质等诸多因素。TPMS 发射器的天线靠近气门嘴，位于轮毂内，因而再设计天线时必须考虑金属轮子和轮胎金属丝网的屏蔽，以及车轮高速行驶时天线不断变换方向、角度的影响。螺旋天线可能是一种比较好的选择，它可扩大发射和接收的角度，有效地克服静态动态盲点。TPMS 的天线不同于手机、电台、雷达，目前没有专业的设计生产厂家，因此需要我们自己来制作，根据前面所选择的元器件，单端螺旋天线可能比较好。
4.6 结论
综合以上分析和选择，最终选择轮胎监视模块以传感器 MPXY8020A 和轮胎发射处理芯片 MC68HC908RF2 为核心，主机控制模块以接收芯片 MC3359 和接收控制器 MC68HC908GT8 为核心。
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第5章 汽车轮胎压力检测系统的硬件设计
5.1 系统硬件总体设计
汽车轮胎气压实时监测系统的硬件电路按系统功能划分，可分为轮胎模块和主机模块两大部分。其中，轮胎模块整体安装在轮胎内，主要完成轮胎压力和温度数据的采集、数据的初步处理以及信息的无线传输功能。主机模块安置于汽车驾驶室内，主要完成信息的无线接收、数据的区分处理、声光报警控制以及系统特征值设定等功能。系统硬件
功能框图如图 5-1 所示。
在系统的工作运行中，轮胎模块始终处于封闭环境中，驾驶室内的系统主机必须依靠无线方式来完成数据信息的传输，才能将轮胎的状态信息实时地提供给驾驶员。因此，轮胎模块与主机模块之间的无线通信是实现系统功能的关键，同时，这也是系统硬件设计工作的重点之一。
5.2 轮胎监视摸块硬件设计
TPMS 设计中的关键部分就是说据的传输部分，系统的数据传输部分由轮胎监视模块部分和主机控制模块部分组成。这两部分设计的可靠性是系统优良性能的重要体现。TPMS 轮胎监视模块结构如图 5-2 所示。利用压力传感器检测轮胎内部压力信号，
经 A/D 转换后进入微处理器。微处理器管理发射模块中的外围设备，对压力等参数进行补偿、校准，同时对无线射频（radio frequency，RF）发射进行控制。RF 射频发射电路将检测并经过微处理器处理的信号用 RF 射频信号通过天线发射出去，以实现与车内接收模块的双向通信。发射模块中的所有能量由 3V 锂电池提供。轮胎中
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