基于MC68HC908RF2的汽車胎壓監測系統的設計

　　摘　要： 一種采用高性能8位微控制器MC68HC908RF2與傳感器、射頻收發器相結合的汽車胎壓監測系統的設計方案，描述了該監測系統的功能、硬件實現和軟件設計流程。
　　
　　自汽車誕生100多年來，汽車爆胎造成的重大交通事故一直是困擾汽車界的技術難題。尤其在汽車的高速行駛過程中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔心和最難預防的，也是突發性交通事故發生的重要原因。據相關統計資料數據表明[1]，目前我國在高速公路上發生的交通事故有70%～80%是由于輪胎問題引起的，其中將近50%為爆胎事故。怎樣防止爆胎已成為安全駕駛的一個重要課題。據專家分析，保持標準的車胎氣壓行駛和及時發現車胎漏氣是防止爆胎的關鍵。為此，基于解決此類問題的各種胎壓監測系統[2](TPMS)產品應運而生。本文介紹的TPMS是一種主動安全技術產品，它采用無線傳輸技術，通過胎壓監測模塊和接收模塊，對在行使過程中的汽車輪胎氣壓、溫度實時自動地監測，對輪胎漏氣、低壓、溫度過高進行報警，即在發生事故前發出警報，提醒駕駛員采取措施，以防止爆胎事故的發生，為汽車駕駛者提供更可靠的保障。此外還有延長輪胎使用壽命，節省燃油的功能。

1 MC68HC908RF2芯片簡介

　　MC68HC908RF2[3]微控制器是FREESCALE公司生產的一款低成本、高性能的8位微控制器單元(MCU)，它是M68HC08家族中的成員之一，采用了增強型M68HC08中心處理單元(CPU08)，適用于多種模式、存儲尺寸和類型。這款MCU產品經過優化，實現了低功耗運行，采用小型的32針腳小外形四方扁平封裝(LQFP)，該封裝由兩部分組成，第一部分是2KB Flash HC08 MCU(部件編號MC68HC908RK2)；第二部分是射頻轉發器(部件編號MC33493)，在自由空間中能將數據傳輸幾百米，適用于汽車胎壓監測系統。

　　MC68HC908RF2的主要特性如下：

　　(1)高性能的M68HC08體系結構。

　　(2)完全向上兼容M6508、M146805和M68HC05系列的對象代碼。

　　(3)在3.3V供電時的最大內部總線頻率為4MHz。

　　(4)2KB的片上FLASH存儲器，128B的片上RAM。

　　(5)16位的2通道定時器接口模塊(TIM)。

　　(6)12個通用I/O口，帶鍵盤喚醒功能的6位鍵盤中斷。

　　(7)1個內置的高頻發射模塊UHF(MC33493模塊)。

　　(8)較寬的工作溫度范圍：-40°C～＋125°C。

2 汽車胎壓監測系統工作原理

　　本設計是在基于FREESCALE的MC68HC908RF2、MPXY8020A[4]、MC33594[5]等核心芯片以及優化解決方案的基礎上，設計的一套汽車胎壓監測報警系統，對高速行駛汽車的胎壓進行連續監測及預報，并記錄最后100秒的胎壓信息，為安全行車及行車管理提供依據。系統工作原理如圖1所示。