基于英飛凌智能傳感器SP12/SP30的TPMS設計
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英飛凌面向TPMS應用的SP12/SP30傳感器整合了硅顯微機械加工的壓力與加速度傳感器、溫度傳感器和一個電池電壓監(jiān)測器，提供四合一傳感功能，并配有一個能完成測量、信號補償與調(diào)整及SPI串行通信接口CMOS大規(guī)模集成電路，其中SP30內(nèi)置8位哈佛結構RISC MCU和2D通道的低頻(LF)接口，且消耗的電流僅0.4uA。
星科半導體有限公司基于英飛凌傳感器SP12/SP30提供整個TPMS系統(tǒng)所涉及的IC以及解決方案，來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
TPMS構成
1. 發(fā)射模塊
發(fā)射模塊由壓力傳感器、MCU、射頻發(fā)射芯片、電池和天線組成，該模塊對輪胎壓力、溫度、電池電壓及加速度進行數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)射出去。
發(fā)射模塊有基于SP12/SP12T和SP30的兩個方案：方案一是SP12/SP12T+MCU+TDK5100F(見圖1)，其中壓力傳感器SP12(100~450kPa)/SP12T(0~1,400kPa)和射頻發(fā)射芯片TDK5100F(434MHz ASK/FSK發(fā)射器)均來自英飛凌公司。
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圖1：基于SP12的TPMS發(fā)射模塊 |
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圖2：基于SP30的應用方案框圖 |
2. 接收模塊
接收模塊由TDA5210、XC866/XC886、LCD模塊和天線組成(見圖3)。
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圖3：TDA5210+XC866/XC886+LCD模塊+天線的接收模塊框圖 |
SP30_TPMS發(fā)射模塊原理
TPMS發(fā)射系統(tǒng)實際上是一個定時監(jiān)測無線系統(tǒng)，整個系統(tǒng)設計的核心問題主要體現(xiàn)在系統(tǒng)低功耗和汽車高速轉(zhuǎn)動時射頻接收靈敏度以及噪聲抑制方面。針對英飛凌SP30+TDK5100F發(fā)射系統(tǒng)，以下是關于這兩個核心問題的詳細闡述。
首先，系統(tǒng)低功耗是建立在硬件基礎上，并且與軟件程序相結合實現(xiàn)的，所以選擇靜態(tài)低功耗硬件是前提條件；其次，系統(tǒng)要盡量保持在功耗最低的PWDN模式下；第三，系統(tǒng)從PWDN到RUN模式的硬件喚醒要與軟件闋值比較相結合；最后，系統(tǒng)進入RUN模式中，在某些獨立于RISC內(nèi)核的單元工作時，可以讓系統(tǒng)進入空閑模式等待，這樣也會節(jié)省供耗。實測星科DEMO板靜態(tài)電流3uA。圖4為SP30+TDK5100F發(fā)射系統(tǒng)的程序流程。
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