【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 “氣壓” : 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?chē)鷾囟??！半娫措妷骸? : 檢測(cè)芯片工作電壓。 c. 自動(dòng)編程“自動(dòng)編程” : 自動(dòng)連續(xù)編程，按照設(shè)定好的幾個(gè)選項(xiàng)一次性執(zhí)行。 “計(jì)數(shù)清零” : 清除自動(dòng)編程時(shí)的計(jì)數(shù)結(jié)果。 “清空消息” : 清除下面兩個(gè)消息框信息 燒錄器及燒錄操作 圖 燒錄器 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 8 燒錄器如上圖 ， SCL 連接 SP37 的 PP0 口， SDA 連接 PP1口。 VCC,GND 分別連接電路板上的電源和地。燒錄軟件如下圖 。 圖 燒錄軟件工作時(shí)的 界面 偵測(cè)串口 —— 系統(tǒng)自動(dòng)偵測(cè)串口 （如未偵測(cè)到多偵測(cè)幾遍） —— 點(diǎn)擊打開(kāi)文件選擇要下載的程序文件 —— 點(diǎn)擊連接（紅色指示燈閃一下，蜂鳴器響一聲） —— 點(diǎn)擊狀態(tài)（檢查是否連接上，框里會(huì)出現(xiàn)代碼 00000000，說(shuō)明已連接，如果出現(xiàn) 11111111，說(shuō)明未連接上，需要斷開(kāi)重新連接 ） —— 點(diǎn)擊空片檢查（框里出現(xiàn) 00000001 或者00000111 則需要點(diǎn)擊芯片擦出再次空片檢查，出現(xiàn) 00000000 則芯片空，可以往芯片下載程序 ） —— 點(diǎn)擊自動(dòng)編程即可，出現(xiàn)“編程完畢”字樣表示下載完畢。 —— 點(diǎn)擊讀數(shù)據(jù)檢測(cè)寫(xiě)入的程序。上面的在 線(xiàn)下載一定保證插上 USB 口和 SP370 芯片。 3 SP37 傳感器外圍電路 設(shè)計(jì) 硬件 系統(tǒng) 功能概況 該傳感器硬件主要包括三大部分，低頻接收部分，高頻發(fā)送部分和 SP37 核心部河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 9 分。通過(guò)這三個(gè)部分的有效配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)低頻信號(hào)的有效接收和高頻信號(hào)的有效發(fā)射，并使系統(tǒng)具有抗干擾，運(yùn)行穩(wěn)定等性質(zhì)。 (1)低頻接收部分 本部分是 125k 低頻接收數(shù)據(jù)部分，能夠?qū)崿F(xiàn)接受低頻信號(hào)功能，喚醒掉電狀態(tài)的 SP37。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。低頻接收部分需要符合一定的通訊協(xié)議， 以有效地接收 125k 低頻數(shù)據(jù)。低頻信號(hào)采用曼徹斯特編碼，包括前導(dǎo)碼，同步頭，喚醒 ID，數(shù)據(jù)。 (2)高頻發(fā)送部分 本部分是 高頻發(fā)送部分，通過(guò)電容電感的配合，以及天線(xiàn)的使用，實(shí)現(xiàn) SP37 把數(shù)據(jù)通過(guò) PA口高頻發(fā)送出去。 高頻發(fā)送也需滿(mǎn)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)。 (3)SP37 核心部分 SP37 是一個(gè)為 TPMS 而設(shè)計(jì)的氣壓傳感器，它僅需要少數(shù)的外部器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)量功能。除了上文提到的低頻接收和高頻發(fā)送部分，還需要程序 下載接口，供電部分和晶振部分等外圍電路支持 SP37 工作。 SP37 的程序下載采用 IIC 接口，供電采用紐扣電池供電或者直接接外部電源。由于高頻發(fā)送是 ，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)晶振應(yīng)采用 。 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。 硬件 系統(tǒng)目標(biāo) 本系統(tǒng) 各部分聯(lián)系緊密，低頻接收電路和高頻接受電路容易互相干擾，同時(shí)基于實(shí)際在汽車(chē)輪胎上安裝考慮，傳感器的設(shè)計(jì)必須盡量小 。本系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)目標(biāo)有如下幾個(gè)方面 : 1)抗干擾 2)尺寸合適 3)可以對(duì) SP37 芯片進(jìn)行多次燒錄 4)便于再次開(kāi)發(fā) 硬件 系統(tǒng)總體分析 本系統(tǒng) 硬件上主要可以分為三個(gè)部分，低頻接收電路，高頻發(fā)射電路，最小系統(tǒng)。河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 10 第一版原理圖如圖 、第一版 PCB 如圖 ，第一版 PCB如圖 所示。 1 2 3 4 5J1CON5C118pfC23pFC522pFL143nHL256nHC31nFC4680pFC6100nFC7100nFBT1BATTERYC10100nFC918pFR3 C13330pFL311E1ANTENNA1 23 4JP1HEADER 2X2D1LEDD2LEDR21KR11K+C847uF 4v11J2CON1C11C12VCCVCCVCCPP01PP12PP23PA4PGND5VBAT6GND7GND8VREG9LF10XLF11XGND12XTAL13XTALCAP14IC1Component_1 圖 第一版電路原理圖 圖 第一版 PCB圖 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，但仍存在以下河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 11 幾個(gè)問(wèn)題： ，該電路板尺寸為 *，對(duì)于要安裝在汽車(chē)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。 。 ，在焊接時(shí)必須十分小心以避免短路。 ，而在實(shí)際應(yīng)用中并無(wú)作用所以可以省略。 ，與實(shí)際元器件不符。 為了進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì) ，實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果，第二版電路原理圖如圖 ， PCB 設(shè)計(jì)如圖 和實(shí)物圖如圖 1 2 3 4 5J1CON5C118pfC23pFC522pFL143nHL256nHC31nFC4680pFC6100nFC7100nFC10100nFC918pFR3 C13330pFL311E1ANTENNA1 23 4JP1HEADER 2X2D1LEDR11K+C847uF 4vVCCVCCVCCPP01PP12PP23PA4PGND5VBAT6GND7GND8VREG9LF10XLF11XGND12XTAL13XTALCAP14IC1Component_1 圖 第二版電路原理圖 圖 第二版 PCB 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 12 圖 第二版實(shí)物圖 該版電路極大地改善了第一版電路出現(xiàn)的問(wèn)題，具有以下性質(zhì)： *,十分適合汽車(chē)輪轂內(nèi)的安裝 ，低頻部分和高頻部分不會(huì)互相干擾 計(jì)較為合理，便于焊接 。 低頻接收電路 低頻接收電路主要由并聯(lián)的電感和電容組成，并加上電阻調(diào)整諧振電路的品質(zhì)因數(shù) Q，使低頻的帶寬足夠（ ）。低頻接收電路的電感和電容互相配合，使諧振頻率達(dá)到了低頻載波頻率 125KHZ，實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)低頻接收靈敏度。低頻電感采用普萊默（ PREMO）公司的 TP06020491J。電感量 ，電容可通過(guò)公式 LCcf π2 1? ，得出 22 1 ????????? cfC π23101 2 1 ?????? ???? ?? pf3 3 0103 0 10 ??? ? 。 15)(125/ ???? K H ZK H ZBWfQ c ，即最大的品質(zhì)因數(shù) Q為 15。電阻經(jīng)過(guò)計(jì)算和實(shí)際考量，定為 [3]。 高頻發(fā)射電路 系統(tǒng)高頻發(fā) 射電路采用歐洲胎壓檢測(cè)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的 頻率，而非美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)315MHZ 頻率，故采用 汽車(chē)級(jí)晶振。高頻發(fā)射采用 FSK（頻移鍵控）調(diào)制方式，即利用載波的頻率變化來(lái)傳遞數(shù)字信息，信息中的“ 1”“ 0”，分別調(diào)制為不同的載波信號(hào)，它的主要優(yōu)點(diǎn)是 : 實(shí)現(xiàn)起來(lái)較容易 ,抗噪聲與抗衰減的性能較好。而 ASK 用載波的有無(wú)表示“ 1”“ 0”，抗干擾性能差，易被影響，所以系統(tǒng)采用 FSK 調(diào)頻方式。系河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 13 統(tǒng)采用軟件方式設(shè)置 FSK，通過(guò)輸入 XTAL1和 XTAL2的寄存器參數(shù)，將頻偏調(diào)到 35KHZ，中心頻點(diǎn) 。 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。射頻輸出功率的等級(jí)可以通過(guò)軟件改變，令 =10，可設(shè)置 RF 功率放大輸出等級(jí)為 2PA。通過(guò) ADS 軟件仿真計(jì)算出匹配值，如圖 . 在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)檩喬ブ械匿撊?huì)對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)發(fā)射形成屏蔽作用，所以必須把天線(xiàn)伸出鋼圈之外以有效發(fā)射數(shù)據(jù)。天線(xiàn)一般選擇安裝在氣嘴的氣門(mén)嘴天線(xiàn)。 圖 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。在調(diào)試階段可以通過(guò)控制 I/O口輸出高低電平來(lái)判斷系統(tǒng)能否正常工作。 相關(guān)的部分為晶振工作電路，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓濾波的電源和地，以及燒錄端口。 晶振部分，由于高頻發(fā)射采用 頻率，高頻頻率是 24 倍頻外部晶體頻率，故選汽車(chē)級(jí) 無(wú)源晶體，電容選用 8pf。 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)。 燒錄端口則連接電源，地， PP0， PP1 這四個(gè)端口以進(jìn)行燒錄操作，另外 PP2 也接出來(lái)作為進(jìn)一步的調(diào)試操作使 用。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 14 4 軟件設(shè)計(jì) 軟件需求 軟件分為兩大塊，分別是由 LF低