基于射頻收發(fā)芯片CC1100的TPMS方案
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2.2系統功能與總體設計
TPMS采樣發(fā)射模塊工作在劇烈振動(dòng)、環(huán)境溫差變化很大和不便于隨時(shí)檢修的條件下。因此，要求所有的器件有很高的可靠性和穩定性，能適應寬的溫度范圍和劇烈的震動(dòng)。為了縮小TPMS采樣發(fā)射模塊的體積、節省功耗和增強功能，需要選用功耗低，功能強的芯片。 本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/157676.htm
為了延長(cháng)TPMS采樣發(fā)射模塊電池的使用壽命，使其能工作3～5年，系統節電是一個(gè)十分重要的課題。只有在大多數時(shí)間系統進(jìn)入睡眠狀態(tài)，才能省電與延長(cháng)電池壽命。
系統的主要功能如下：
a）實(shí)時(shí)監測各輪胎的溫度、壓力情況。
b）當某個(gè)輪胎的壓力過(guò)高、過(guò)低時(shí)報警。
c）輪胎保養換位時(shí)，各輪胎采樣發(fā)射模塊的位置編號可重新設定。
d）可顯示各輪胎當前壓力值、溫度值。
安裝采樣發(fā)射模塊時(shí)，將5個(gè)模塊逐個(gè)開(kāi)啟工作，進(jìn)行注冊。接收端接收到采樣發(fā)射模塊發(fā)來(lái)的未注冊的ID（識別碼）編碼后實(shí)施注冊，并由人工設置相應的輪胎編號。接收端的MCU將ID與輪胎編碼存儲在E2PROM中，供正常工作時(shí)使用。
若輪胎中模塊失效后，可以將要變更的采樣發(fā)射模塊ID從主機接收模塊中刪除后重新注冊。輪胎保養換位后可以在主機接收模塊中重新設置輪胎編碼。
由于各采樣發(fā)射模塊ID的非重復性，可以有效地避免同一車(chē)輛的5個(gè)輪胎采樣發(fā)射模塊之間或不同車(chē)輛采樣發(fā)射模塊之間的互相干擾。
汽車(chē)行駛時(shí)，接收模塊中振動(dòng)傳感器檢測到汽車(chē)振動(dòng)信號，TPMS被激活。主機通過(guò)收發(fā)芯片發(fā)送命令將采樣發(fā)射模塊從休眠中喚醒。采樣發(fā)射模塊將輪胎內部的溫度與壓力值經(jīng)打包后發(fā)送出來(lái)。接收模塊將接收到的數據包中的ID與存儲在主機E2PROM中的ID及輪胎編碼進(jìn)行比對，以確定是哪個(gè)輪胎的數據，并進(jìn)行存儲與顯示。當輪胎的壓力過(guò)高或過(guò)低時(shí)，進(jìn)行報警。汽車(chē)停止時(shí)，振動(dòng)傳感器檢測不到振動(dòng)信號，TPMS便進(jìn)入休眠狀態(tài)。汽車(chē)停止時(shí)，若想知道輪胎內部的溫度與壓力值，駕駛員可通過(guò)按鍵激活TPMS，讀取輪胎當前壓力、溫度值。
2.3無(wú)線(xiàn)采樣發(fā)射模塊設計
由SP12、ATmega48（以下簡(jiǎn)稱(chēng)AT48）和CC1100構成采樣發(fā)射模塊。SP12是一種壓力傳感器。測量范圍100 kPa～4 500 kPa，內部具有A／D和SPI（串行外設接口），可以方便地在TPMS中應用。SP12為14引腳貼片封裝，不需要其他的外部器件。
AT48是ATMEL公司生產(chǎn)的基于AVR增強型RISC（精簡(jiǎn)指令集計算機）結構的極低功耗8位CMOSMCU。正常模式為：1 MHz，1.8 V／300μA；32 kHz，1.8 V／20μA（包括振蕩器）；掉電模式為：1.8 V／0.5μA。
CC1100是一種低成本的基于Chipcon′Smart RF（射頻）技術(shù)的單片可編程UHF收發(fā)芯片，為低功耗無(wú)線(xiàn)應用而設計。其工作頻段靈活，可以設定在315 MHz、433 MHz、868 MHz和915 MHz的ISM（工業(yè)、科學(xué)和醫療）和SRD頻段。功耗低（接收電流小于16 mA，發(fā)射電流小于30 mA，休眠時(shí)電流小于10 μA，且支持ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。CC1100的主要工作參數能通過(guò)SPI接口編程改變，這樣使CC1100使用起來(lái)更靈活。
采樣發(fā)射模塊電路設計如圖3所示。傳感器SP12將采集到的數據發(fā)送給AT48，AT48將數據通過(guò)SPI口送給CC1100，再由CC1100轉換成數據幀發(fā)送給主機接收模塊。
模塊發(fā)射頻率由發(fā)射芯片CC1100的晶振及外部元件決定，本系統選擇發(fā)射頻率433 MHz，這時(shí)引腳8和引腳10接26 MHz晶振。C2為（3.9±0.25）pF，C3為（3.9±0.25）pF，C4為（8.2±0.5）pF，C5為（5.6±0.5）pF，C6為220pF±5％，C7為220pF±5％，L2為27nH±5％，L3為27nH±5％，L4為22nH±5％，L5為27nH±5％。電阻R2用來(lái)設置一個(gè)精確的偏置電流。C3、C2、L2和L3形成一個(gè)平衡轉換器，用以將CC1100上的微分RF端口轉換成單端RF信號。CC1100支持振幅、頻率和移相調制格式，可以通過(guò)寄存器MDM-CF2.MOD_FORMAT進(jìn)行配置。
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