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在美国,由于新的立法方案(即关于加强交通运输方面的责任和文件或TREAD法案)的出台,轮胎压力检测(for tire pressure monitor TPM)系统的市场进一步扩大。为了满足这一巨大的市场需求,Motorola公司开发了一种可以直接用于测试轮胎内压力和温度的芯片系列。这种芯片系列采用的是遥控无键输入(from remote keyless entry,RKE)射频技术(RF)、 Motorola HCXX系列闪速微控制器(MCU)单元和一种新型的电容压力传感器。这种系统适合于集成到现成的RKE系统中,其直接压力测试法(与防抱死系统(ABS)的间接法相反)对于测试轮胎内的压力和温度是一种最可行的方式。 本文详细说明了一个实际系统的装配严密的轮胎压力和温度数据的采集实现方法。它使用了一种非常有效的测试轮胎内数据的算法,理论上这种方法和实际投产产品设计非常相似。参考设计中的许多功能可以在实际的产品系统中使用。但是,除了明显的用户定义的软件和节能算法外,这种方法和一个实际的市场解决方案之间的主要不同在于其涉及的法律和检测RF辐射规定。发射机的天线和发射输出有效匹配,然而这种匹配网络是一种高通滤波器,所以存在有用信号的高次谐波辐射。为了在批量生产实际产品中使用这种芯片,天线应该重新设计以符合相关规定,这可能会影响发射功率。
Motorola TPM 芯片 TPM 系列包括下面4种芯片:
 1. MPXY80x0,称为Daytona,这是一种表面微机械加工的电容性微机电系统(micro electromechanical system MEMS)压力传感器。Daytona包括压力变换器、正温度系数扩散电阻温度传感器及其他所有必需的电路。使之能输出经过校准的8位数字压力和温度数据。所有这些都在一个芯片上。 2. MC68HC908RF2,也称RF2,它包括两个部分,第一个是2KB的闪速 HC08 微控制单元(与MC68HC908RK2相同),第二部分是一个可以发射UHF频段数字数据的RF发射器,其发射距离在一个自由空间中可达数百米(与MC33493相同,又称Tango 3)。 3. MC33594称Romeo2,接收 RF2发射信号的接收器。Romeo2可以接收和解调曼彻斯特编码的数据并通过普通串行外设接口(SPI)输出。 4. MC68HC908KX8,简称KX8,此微控制器在这个的演示方案中是随便选用的。 Motorola为用于汽车场合的微控制器提供大的选择余地。在产品系统中,可以使用MC9S12DP256替代KX8,MC9S12DP256提供五种控制局域网(controller area network CAN)接口,完成如TPM那样不算复杂的任务速度足够快。
硬件配置

 轮胎压力检测系统参考设计包括5个模块:4个轮胎模块和1个接收模块。轮胎模块包括Daytona、 RF2、电池、分立元件和印制天线。接收模块有Romeo2、KX8、5个指示状态的LED、电池、电源接插件和RS-232串行接口。轮胎模块电路图见图2。 显然,Daytona和RF2的外围元件很少。因为RF2包括一个内在的时钟产生器,所以MCU不需要外配晶体(21和22脚开路)。发射器用晶振作为锁相环(PLL)基准振荡器。该演示装置使用13.56MHZ的晶振提供433.92MHZ的发射载波频率。图2对RF2用于RKE1应用示例电路图技术规格作了简化。图中的开路 I/O引出脚连接到了Daytona,同时也增加一个天线匹配网络。 对于TPM应用来说,调制方法采用频移键控(frequency shift keying FSK)比开关键(on-off keying OOK)更加可靠。该图对OOK或者FSK都适合,且MCU实际上还可以在这两种调制方式之间进行快速切换。轮胎模块的布线图如图3所示。
 所有的元件都焊接在板子的一面。另一面上深蓝色部分(见图3)是地线和印制天线,当安装到钢圈轮缘上后,除了压力传感器外(将其倒装,从印制板中间开的方孔中露出)印制板暴露的一面没有其他元件。这样可以使整个下层印制板上的焊点和元件一起涂以保护介质以免压力变送器露在空气中。上层也可以进行同样的保护,但要给Daytona留个口。 发射板由三个螺丝固定在基座内,左边的两个可用高强度的金属螺钉,但是由于金属可能会使天线失调,所以中间孔右边的那个使用的是塑料螺钉。天线周围的其他大孔可以用陶土混合物来代替conformal涂料填充。
 轮胎模块演示使用的基座是用一块GE公司型号为ULTEM 1000 聚醚铣亚胺(Polyetherimide)塑料经机械加工而成。其底面要加工成与16英寸轮缘凹槽非常吻合,但只要稍许用一点环氧也可以使之用于15或17英寸的轮缘。基座可以使用坚固的环氧来粘到轮缘,如再用尼龙带扎紧就更加安全。
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