輪胎壓力監控系統的設計
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mpxy8040a壓力傳感器的典型電氣參數為：3v工作電壓，低功耗，待機電流600na，壓力采樣電流15ma，溫度采樣電流500μa。它有4種工作模式：待機/復位、壓力檢測、溫度檢測、數據輸出；4種工作模式靈活運用以滿足系統節電的要求。內置的低頻振蕩器，可用于喚醒mcu。
(2) 微控制器和發射電路。采用motorola公司mc68hc908rf2[5]芯片，該芯片是高性能、低功耗，32引腳、lqfp表面貼裝器件，供電電壓1.8v-3.6v，適合于-40度到+125度的環境溫度，待機電流0.1na，fsk的傳輸電流11.6ma，ask的傳輸電流8ma。該芯片封裝了2個模塊；第1個是2kb快閃hc08 mcu，第2個是射頻發射模塊，能在自由空間能夠傳輸數字數據信號達到了幾百米左右。
mc68hc908rf2芯片，具有hc08內核、2kflash用戶存儲器、256字節專用flash數據存儲器，128字節ram、17位尋址、16位索引寄存器和堆棧指針、8個通用i/o口、6個具有鍵盤中斷功能的輸入、2個led輸出；另外它還集成了射頻發射模塊，低功耗的pll鎖相環射頻發射器，可以完成數字信號的調制和發送、支持315/434和868/915mhz的fsk和ask調制方式，具有控制發送和輸出功率的功能，輸出功率可調(達到5dbm),數據傳輸率最大11kbps、集成pll鎖相環和vco壓頻振蕩器，采用pcb印制天線，發射器無須調整，外部元器件少，工作穩定可靠。
(3) 供電電源:采用3v紐扣式鋰電池供電。
3.2 控制和顯示部分(主機)的硬件設計
(1) 主機的接收電路：主機的接收和解碼電路采用motorola公司的mc33594[3]芯片，mc33594與motorola公司mc68hc908rf2芯片的發射電路兼容，mc33594芯片能夠接收和解調manchester編碼數據，通過通用的spi總線向嵌入式微處理器mc68h908kx8輸出數據。調制方式：ask和fsk；工作頻率：315/433mhz 或者866/915mhz；低電流消耗，run模式下的工作電流4.3ma、stop模式下的工作電流10ma；內部和外部選通；1ms的喚醒時間；數據傳輸速度最高可達11kbps；帶有字節或音調探測的數據管理器(dm)；帶有manchester編碼信號的時鐘恢復；可完全由spi接口配置；較少的外部元件。
(2) 主機的微控制器：采用motoro-la公司的mc68h908kx8[6]芯片；該芯片同mc68hc908rf2芯片相比較，只是少了uhf發射芯片。其它性能指標相同。
4 通訊協議和數據格式[1][5]
系統數據采用manchester編碼、fsk調制的方式通訊。數據的發送速率是9600bps, manchester編碼利用高電頻變到低電頻表示0，低電頻變到高電頻表示1；fsk調制時利用兩個不同的頻率來表示數字的高、低信號，本系統中用較低的頻率表示1、較高的頻率表示0；接收器mc33594芯片的數據管理器已經設置成這樣的調制和解調方式。當輪胎模塊設置成發送數據時，它先喚醒接收器，然后發送數據幀，最后到睡眠狀態。一個完整的數據幀由以下幾部分構成：(1)前導同部位(preamble)，共16bit,通常設置成16進制的fb86，前4位(1111)用于喚醒接收器并將建立內部電路；接下來的8bit(b8)用于配置寄存器cr2中的配置值，目的是用來啟動數據管理器，剩余的4bit(0110)用來激活mc33594使其工作，表明有效數據的開始；(2)縮緊隨前導位(prea-mble)的有效數據是器件的id號，共32bit，用來區分不同的發射器，(3)壓力和溫度信號，各占8bit；(4)狀態信號，占8bit；(5)8bit的校驗和2bit的停止位，校驗位可以幫助減少由其它因素引起的干擾，保證數據的完整和正確，兩個停止位通知接受器傳送數據完畢；整個完整的數據幀共包含了82個數據位。
5 系統的軟件設計
5.1 信號檢測處理和發射程序的設計
模塊每3秒被喚醒，測量溫度和壓力參數，將最大值和最小值存入ram中，如果沒有變化，增加計數器的計數值，返回休眠模式；經過10個計數，約30秒后，將數據傳至接受器模塊，如果有較大的變化，則進入快速發送模式，連續發送255次。具體的流程圖如圖3所示。
圖3 輪胎微處理器的工作流程圖
首先測量電池的電壓，電壓正常則進入工作模式，測量數據，發送數據，數據發送完成，進入休眠狀態。具體的流程圖如圖4所示。
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