【正文】 燒寫(xiě)進(jìn)芯片，然后進(jìn)行調(diào)試對(duì)該系統(tǒng)做簡(jiǎn)單總結(jié),指出系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn),同時(shí)指出系統(tǒng)存在的不足,針對(duì)第一版系統(tǒng)的不足進(jìn)行相應(yīng)的改良，提交第二版硬件電路并對(duì)相關(guān)程序進(jìn)行優(yōu)化。壓力檢測(cè)用于測(cè)量汽車胎內(nèi)壓力，溫度檢測(cè)用于測(cè)量汽車胎內(nèi)溫度，電壓檢測(cè)可以檢測(cè)供電電池電壓，低頻部分要接收125KHZ低頻數(shù)據(jù)，處理器按照編程指示的算法協(xié)調(diào)各部分工作[3]。因此，對(duì)TPMS系統(tǒng)中的傳感器進(jìn)行研究顯得尤為重要。為了擁有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，國(guó)內(nèi)的一些研究機(jī)構(gòu)和公司也開(kāi)始參與研究生產(chǎn)TPMS系統(tǒng)，例如中山市鐵將軍汽車電子有限公司、深圳市棋港電子有限公司、上海泰好電子科技有限公司和佛山市朗杰電子科技有限公司等[2]。目前我國(guó)汽車用戶還沒(méi)有完全意識(shí)到 TPMS 安裝的必要性，國(guó)家也未出臺(tái)相應(yīng)的法規(guī)強(qiáng)制安裝TPMS。其他國(guó)家也相繼推出了自己的標(biāo)準(zhǔn)，歐盟于 2012 年，韓國(guó)和日本于 2013 年推出了TPMS相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。1．2 國(guó)內(nèi)外輪胎壓力檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀如何對(duì)汽車胎壓進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)壓力異常變化進(jìn)行有效預(yù)警是一個(gè)全球性的問(wèn)題，在TPMS發(fā)展過(guò)程中，部分西方國(guó)家處于汽車電子發(fā)展前列，他們的技術(shù)更為成熟，穩(wěn)定。當(dāng)輪胎氣壓出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，會(huì)給道路安全帶來(lái)很大的隱患，甚至直接威脅駕駛者的財(cái)產(chǎn)和人身安全。1．1 課題研究背景隨著社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高，汽車正走入千家萬(wàn)戶，由此引發(fā)的交通安全問(wèn)題正不斷引起人們的關(guān)注。汽車胎壓傳感器作為汽車輪胎壓力檢測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，其性能會(huì)直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的總體性能并進(jìn)一步影響到駕駛者的安全。河北工業(yè)大學(xué)2015屆本科畢業(yè)論文河 北 工 業(yè) 大 學(xué)畢 業(yè) 論 文作 者： 朱銘健 學(xué) 號(hào)： 113009 學(xué) 院： 控制科學(xué)與工程學(xué)院 系(專業(yè))： 自動(dòng)化 題 目： 基于SP37汽車胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)者： 梁濤 教授 (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))評(píng)閱者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù)) 2015年 6 月 2日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要題目 基于SP37汽車胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)摘要：隨著汽車作為一種重要的交通工具在我國(guó)不斷普及，道路安全問(wèn)題也受到了人們的廣泛關(guān)注。本文首先介紹了胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)課題研究的相關(guān)背景和意義，然后介紹了SP37芯片以及開(kāi)發(fā)SP37使用的編譯軟件，燒錄器和燒錄軟件，接著介紹了傳感器的外圍電路和軟件設(shè)計(jì)以及通信協(xié)議，最后提供了開(kāi)發(fā)測(cè)試過(guò)程和結(jié)果以及傳感器的精度和使用年限。與此同時(shí)，汽車電子正在蓬勃發(fā)展，很多在其他領(lǐng)域取得巨大成就的技術(shù)正被不斷地移植到這個(gè)領(lǐng)域里，令其成為整個(gè)電子領(lǐng)域里的一個(gè)重要研究方向。統(tǒng)計(jì)表明：交通事故發(fā)生的主要原因是汽車在高速時(shí)發(fā)生爆胎事故。而對(duì)于我國(guó)而言，胎壓檢測(cè)系統(tǒng)的出現(xiàn)遲延許多年，因此在各個(gè)方面均處于高速發(fā)展階段。由于國(guó)外推行 TPMS 系統(tǒng)較早，所以研發(fā)生產(chǎn)的 TPMS 系統(tǒng)也比較成熟，其主要的汽車零配件生產(chǎn)商如米其林集團(tuán)也對(duì)TPMS 系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究和大量的生產(chǎn)[2]。但就長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著人們對(duì)該系統(tǒng)的不斷了解，以及國(guó)家法律法規(guī)的日益完善，相信不久的將來(lái)就會(huì)頒布強(qiáng)制性安裝TPMS系統(tǒng)的規(guī)定。1．3 課題研究意義隨著我國(guó)汽車消費(fèi)者安全意識(shí)的不斷提高以及對(duì)TPMS系統(tǒng)了解的不斷加深，不難預(yù)見(jiàn)到未來(lái)我國(guó)每一部汽車上面都會(huì)配備TPMS系統(tǒng)，而目前國(guó)外廠商長(zhǎng)期霸占我國(guó)TPMS市場(chǎng)，為了讓我國(guó)在未來(lái)的汽車電子領(lǐng)域占據(jù)一席之地，對(duì)TPMS進(jìn)行研究已經(jīng)刻不容緩。1．4 課題主要實(shí)施內(nèi)容，總體方案本課題主要以英飛凌公司生產(chǎn)的SP37芯片為核心，設(shè)計(jì)汽車胎壓監(jiān)測(cè)傳感器，構(gòu)建外圍電路以配合SP37芯片工作，并對(duì)芯片進(jìn)行編程，使芯片監(jiān)測(cè)到的參數(shù)能夠傳送給學(xué)習(xí)機(jī)或胎壓顯示器。 經(jīng)過(guò)仔細(xì)規(guī)劃，本次傳感器設(shè)計(jì)的總體實(shí)施計(jì)劃如下：，詳細(xì)閱讀英飛凌公司相關(guān)產(chǎn)品說(shuō)明。2 相關(guān)理論與系統(tǒng)介紹本課題的研究在理論方面首先要理解SP37汽車胎壓監(jiān)測(cè)傳感器在整個(gè)TPMS系統(tǒng)中的作用，并協(xié)調(diào)好與系統(tǒng)其他部分的關(guān)系，制定好通信協(xié)議，其次要了解低頻接收高頻發(fā)送相關(guān)通信原理以及軟件流程，最后要掌握使用 KEIL 軟件進(jìn)行 C語(yǔ)言編程和SP37芯片開(kāi)發(fā)及運(yùn)行的相關(guān)配置。 SP37芯片介紹 SP37是一個(gè)應(yīng)用于TPMS的氣壓測(cè)量傳感器，其帶有微控制器和集成的外圍設(shè)備。8051指令集兼容微控制器；6kByte FLASH內(nèi)存?？梢酝ㄟ^(guò)軟件控制去測(cè)量壓力，加速度，溫度和電池電壓，得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)調(diào)整后用以高頻發(fā)射。另外，也可以通過(guò)連接到GPIO口的外部喚醒源去喚醒。[4]SP37有14個(gè)管腳，[4] 管腳圖PIN1是PP0 I/O口，I2C 時(shí)鐘口，操作模式口；PIN2是PP1 I/O口，I2C 時(shí)鐘口，操作模式口；PIN3是PP2 I/O口，TxData口；PIN4是高頻輸出口；PIN5是高頻發(fā)送接地；PIN7，PIN8是地；PIN12是晶振接地；PIN6是供電口；PIN9是內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)輸出；PIN10是差分低頻接收輸入1口；PIN11是差分低頻接收輸入2口；PIN13是晶振輸入口；PIN14是晶振裝載電容； 相關(guān)軟硬件工具介紹 開(kāi)發(fā)軟件由于sp37是51內(nèi)核的單片機(jī)，所以編程時(shí)采用keil for C51編程環(huán)境， keil界面 燒錄軟件界面“串口”： 選擇連接串口“偵測(cè)串口”： 用于連接使用前測(cè)試編程器連接的是哪個(gè)串口，連接一次正確后會(huì)記 錄下這個(gè)串口號(hào)，以后可以不必偵測(cè)，偵測(cè)完串口會(huì)自動(dòng)打開(kāi)芯片電源?！皵嚅_(kāi)” : 斷開(kāi)芯片電源?！靶酒幊獭?: 將程序?qū)懭氲接脩魠^(qū)?！皻鈮骸?: 檢測(cè)目前芯片的氣壓值，同時(shí)輸出溫度值“加速度” : 用來(lái)檢測(cè)芯片加速度，同時(shí)輸出溫度值“溫度” : 檢測(cè)芯片周圍溫度。“清空消息” : 清除下面兩個(gè)消息框信息 燒錄器及燒錄操作 燒錄器 ，SCL連接SP37的PP0口，SDA連接PP1口。上面的在線下載一定保證插上USB口和SP370芯片。其中，電阻電感的選型需要經(jīng)過(guò)計(jì)算以達(dá)到最優(yōu)低頻接收靈敏度。 高頻發(fā)送也需滿足通訊協(xié)議以利于TPMS系統(tǒng)其余部分接收，發(fā)送的信號(hào)采用曼徹斯特編碼，包括前導(dǎo)碼和數(shù)據(jù)。SP37特征如下：壓力傳感器，溫度和供電電壓傳感器，z軸加速度傳感器，8051內(nèi)核微控制器，低功耗高性能系統(tǒng)控制器，高頻發(fā)射器，低頻接受器。 第一版電路原理圖 第一版PCB圖 第一版實(shí)物圖 經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)可知，第一版硬件電路雖然可以實(shí)現(xiàn)所要求的功能，但仍存在以下幾個(gè)問(wèn)題： ，*，對(duì)于要安裝在汽車輪轂內(nèi)的胎壓傳感器而言過(guò)大可能會(huì)造成安裝不便或者機(jī)械結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，難以適應(yīng)輪胎內(nèi)的惡劣環(huán)境。5. 低頻電感封裝尺寸過(guò)大，與實(shí)際元器件不符。低頻電感采用普萊默（PREMO）公司的TP06020491J。 高頻發(fā)射電路，而非美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)315MHZ頻率。 芯片內(nèi)部集成PA功率放大發(fā)射單元，通過(guò)π型匹配電路進(jìn)行阻抗匹配，可以得出電路中各項(xiàng)數(shù)值。 匹配仿真圖 系統(tǒng)工作電路 這部分相關(guān)元器件不多，但是卻能使以51為內(nèi)核的SP37傳感器正常工作。 電源和地部分都加入適當(dāng)取值的電感進(jìn)行濾波以減少電壓波動(dòng)。傳感器每次接收到低頻信號(hào)，都會(huì)發(fā)送好幾次高頻信號(hào)以避免學(xué)習(xí)機(jī)接收不到信號(hào)。，開(kāi)通100ms，檢測(cè)是否有低頻信號(hào)。曼徹斯特編碼每一位的中間有一跳變，這里選用定義為從低到高跳變表示“1”，從高到低跳變表示“0”的曼徹斯特編碼。匹配成功后，傳感器即由掉電狀態(tài)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。這是很難避免的，但是可以通過(guò)在發(fā)射前延時(shí)一段隨機(jī)的時(shí)間，減少發(fā)生數(shù)據(jù)沖突的可能性。