基于英飛凌智能傳感器SP12/SP30的TPMS設計

圖4：SP30+TDK5100F發射系統的程序流程圖

圖5：SP30內部功能框圖

1. 整個軟件架構主要由三個模塊組成：初始化模塊、傳感器數據測量模塊(Measure_Data)、RF發射模塊(SSI_Datagram)。這三個模塊盡量做成函數包，方便移植和功能升級。
   
2. 間隔定時器(IT)喚醒系統后利用軟件設置幾個闋值區加以判斷參數測量和RF發射，盡量節省功耗。比如利用加速度測量判定汽車啟動/停止狀態來決定其他參數是否需要測量，判定汽車大致速度決定RF發射頻率等；利用欠壓、高壓等級區域判定RF發射報警頻率等。這些需要客戶根據實際去完善。需要注意的是，所有的闋值不要設置成某一固定值，應該是某一區域，當然這個區域的設定要反復測量，太小將對系統穩定造成影響，也不利于節省功耗，太大則測量靈敏性較差。
   
3. 利用IT和LT(LF定時器)來實現LF接口使能和關閉LF檢測，這樣可以不必使LF接口常開又能保證實時檢測主機命令，更大程度省電。

圖6：TDK5100F內部框圖

圖7：TDA5210內部框圖

1. 晶振的選擇。TDK5100F/TDA5210是窄帶RF IC，由于溫度導致的晶振頻差和晶振負載電容的不一致都會導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發射系統安裝要求是比較高的，當然除了天線性能之外，對其外型結構也有同樣高的要求。從兩者的折衷考慮，目前用的比較多的是螺旋天線。PCB環行天線雖然結構與成本最好，但是由于其諧振中心頻點以及等效阻抗等需要網絡分析儀去校正，以及其本身PCB材料造成的天線損耗都使其在TPMS中應用不多。單級天線的性能是可以做得很好的，但是結構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。晶振布局遠離天線，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，利用網絡分析儀做天線參數匹配的最后確定，并實測發射功率以及接收靈敏度。

接收模塊

本系統接收模塊是由TDA5210+XC866組成的，實際XC866只需要一個I/O就可以接收TDA5210的解調數據，需要考慮的TPMS系統屬于汽車電子安全系統，為了系統任務升級擴展，MCU的選型也盡量滿足汽車環境的要求，英飛凌XC866/XC886是專為汽車電子設計的8位MCU，帶有CAN/LIN控制器,可以快速地將TPMS功能轉移次要任務中。如果此時TPMS功能是作為節點存在，那么MCU就可以釋放出來執行其他的任務，而在汽車電子中，這種任務相當多的是電機控制，這就用到了XC866的強大外設功能(電機控制單元和PWM捕獲比較單元)。因此，接收端MCU的選擇不僅是關系到汽車級別的MCU，更應該有一些超前的意識。

本文小結

由于汽車市場的快速增長，TPMS系統也將擁有更多的發展空間，在這個充滿機遇同時又面臨眾多技術調整的市場上，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鍵的作用。星科半導體公司推出了TPMS的參考設計，用戶可以利用該參考設計快速地將產品推向市場。