【正文】 據(jù)傳輸正常。MC33594接收到這2位后自動(dòng)停止接收數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)輪胎溫度和壓力數(shù)據(jù)的讀取與輸出,數(shù)據(jù)的串行通信和數(shù)據(jù)的分析、顯示、報(bào)警等都必須通過(guò)軟件功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)中的四個(gè)發(fā)射模塊最終是安裝在車胎上的,而最影響發(fā)射模塊工作的是電源供電問(wèn)題。根據(jù)發(fā)射模塊的功能,可將發(fā)射模塊軟件設(shè)計(jì)分為數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理傳輸設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。解決方法是每次發(fā)送2個(gè)數(shù)據(jù)幀,并且每隔3秒發(fā)送34個(gè)數(shù)據(jù)幀。當(dāng)定時(shí)中斷到來(lái)時(shí),采集數(shù)據(jù),并比較決定是否發(fā)射壓力、溫度數(shù)據(jù)。 車輛啟動(dòng)，MPXY8300中的加速度模塊相應(yīng)，當(dāng)達(dá)到一定值時(shí)，喚醒溫度壓力監(jiān)測(cè)模塊。如果正常，則進(jìn)入設(shè)定的定時(shí)延時(shí)省電模式，直到延時(shí)設(shè)定時(shí)間到達(dá)，把相應(yīng)的溫度壓力等數(shù)據(jù)打包編碼，通過(guò)射頻調(diào)制，發(fā)送出去；如果溫度壓力值不正常，則直接打包異常數(shù)據(jù)并編碼，通過(guò)射頻調(diào)制，發(fā)送出去[19]。天線在無(wú)線傳輸中起到傳輸紐帶的作用，天線性能的好壞直接影響到無(wú)線通信的效果。系統(tǒng)中發(fā)射器與小天線匹配非常重要，如果兩者失配，造成的能量損耗非常大，直接影響到發(fā)射模塊的有效發(fā)射距離。而當(dāng)天線輻射方向圖確定了以后，天線在空間固定某點(diǎn)的增益與天線輸入端匹配程度和天線輻射效率成簡(jiǎn)單的正比關(guān)系。同時(shí)，輸入端匹配的改變以及為提高輻射效率而對(duì)天線結(jié)構(gòu)的改變反過(guò)來(lái)會(huì)影響天線的方向圖。 設(shè)定移動(dòng)通訊的使用頻率為434MHz段。 根據(jù)法向模螺旋天線的基本原理， 螺旋天線的幾何參數(shù)：螺旋軸向長(zhǎng)度為 ，線圈半徑為 ，圈數(shù)為 5 匝，螺旋線徑為 ，接地高為 1mm[20]。其中，實(shí)現(xiàn)信息顯示和聲光報(bào)警功能的系統(tǒng)外圍顯示及報(bào)警電路將在下節(jié)介紹。其中，實(shí)現(xiàn)信息顯示和聲光報(bào)警功能的系統(tǒng)外圍顯示及報(bào)警電路。盡管STC12C5416AD也有內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器，但其串行通訊接口(SPI)要求非常精確的定時(shí)，所以，還是需要一個(gè)外部晶體振蕩器。但為了統(tǒng)一主機(jī)模塊電路的工作電壓，方便電源電路的設(shè)計(jì)，STC12C5416AD 采用5V的工作電壓[21]。 接收電路設(shè)計(jì)MC33594是與MC33493相對(duì)應(yīng)的單片集成PLL調(diào)諧UHF數(shù)據(jù)接收器。芯片MC33594是采用LQFP24封裝。射頻部分由能消除鏡像干擾的混頻器、660kHz 的中頻帶通濾波器、自動(dòng)增益控制級(jí)和 OOK/FSK 解調(diào)器組成；控制部分則包含有數(shù)據(jù)管理器、配置寄存器、串行接口、狀態(tài)控制器等。當(dāng)接收電路工作在315MHz頻段時(shí)，；工作在434MHz時(shí)。 MC33594 的接收電路與發(fā)射電路相對(duì)應(yīng)的是，接收電路同樣工作在434MHz 頻段，MC33594的50Ω匹配網(wǎng)絡(luò)由LLLCCCCC7組成。 CCCC11為濾波電路，降低噪聲，提高可靠性。射頻接收單元采用MC33594,它是一個(gè)UHF接收器。接收到的數(shù)據(jù)由MC33594按一定格式通過(guò)SPI接口傳送到STC12C5416AD中進(jìn)行處理,并通過(guò)LED燈的點(diǎn)亮來(lái)對(duì)相應(yīng)輪胎進(jìn)行報(bào)警。電路由液晶顯示模塊、I/O擴(kuò)展芯片、5個(gè)發(fā)光二極管(LED)及蜂鳴片構(gòu)成，駕駛員可通過(guò)液晶顯示的信息獲知各輪胎的狀態(tài)，并通過(guò)LED和蜂鳴片的報(bào)警提示獲知故障輪胎位置。它是一種被動(dòng)矩陣式的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼筆段型液晶顯示模塊，采用數(shù)碼筆段型液晶顯示器(LCD)，可顯示3位數(shù)字+20組字符，寬電壓工作范圍，微功耗，簡(jiǎn)易LED 點(diǎn)背光，與MCU單片機(jī)采用三線式串口連接，廣泛應(yīng)用于手持式儀器儀表[22]。它的工作電壓也為+5V，同時(shí)具有功耗底等優(yōu)點(diǎn)是本設(shè)計(jì)的理想器件。LCDRAMD7D6D5D4D3D2D1D00Z3Z4Z7Z8Z1Z2Z5Z82////Z14Z15Z10Z94A1B1C1H1F1G1E1D16A2B2C2H2F2G2E2D28A3B3C3Z17F3G3E3D3 報(bào)警電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的報(bào)警電路采用聲光報(bào)警方式來(lái)提示異常的輪胎工作狀態(tài)，通過(guò)蜂鳴片、4個(gè)輪胎位置報(bào)警LED和1個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)LED來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)報(bào)警功能。周立功公司的PCF8574是采用2線制串行I2C總線協(xié)議的并行口擴(kuò)展電路，通過(guò)兩條雙向總線可使大多數(shù)MCU實(shí)現(xiàn)一個(gè)8位準(zhǔn)雙向口的遠(yuǎn)程I/O口擴(kuò)展。工作電壓 ～，可與大多數(shù)MCU兼容，符合系統(tǒng)主機(jī)電路的使用條件。在系統(tǒng)的 5 個(gè)報(bào)警 LED 中，1～4 號(hào) LED 分別表示汽車左前、右前、左后和右后 4 個(gè)位置的輪胎：(1) LED 不亮，壓力信息正常，這也是 1～4 號(hào) LED 絕大多數(shù)時(shí)間所處的狀態(tài)。(3) LED 持續(xù)亮，接收的壓力數(shù)據(jù)表示該輪胎的當(dāng)前壓力高于或低于壓力門限值。5 號(hào) LED 指示系統(tǒng)總體狀態(tài)：(1) LED 閃爍——在正常(速度不快)傳輸模式下收到一幀數(shù)據(jù)。通常意義下，這表示輪胎非正常的漏氣或者是膨脹。具體的聲光報(bào)警電路硬件連接如前圖 。 不像輪胎模塊所處的封閉環(huán)境那樣惡劣，主機(jī)模塊沒(méi)有嚴(yán)格的耗能標(biāo)準(zhǔn)。主機(jī)模塊的監(jiān)控軟件要實(shí)現(xiàn)的主要功能是：對(duì)主機(jī)模塊的初始化；UHF接收器的控制；對(duì)接收到的輪胎狀態(tài)信息進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)顯示；執(zhí)行報(bào)警；RS232通信，以及工作電壓監(jiān)控。在確認(rèn)MC33594配置有效并準(zhǔn)備就緒后，所有5個(gè)LED都閃爍一下，以告知駕駛員主機(jī)模塊準(zhǔn)備工作就緒，否則，顯示出錯(cuò)代碼。主機(jī)模塊主流程圖如圖 。大于2秒小于4秒，進(jìn)入一級(jí)編程模式，一級(jí)功能設(shè)置包括：冷胎壓力設(shè)置、低壓警告設(shè)置、壓力偏差提示設(shè)置、高溫報(bào)警設(shè)置、輪胎換位設(shè)置；大于4秒，進(jìn)入二級(jí)編程模式，二級(jí)功能設(shè)置包括：熱膨脹系數(shù)設(shè)置和偵測(cè)模式。警報(bào)處理模塊流程圖如圖 所示。作者在搜集、查閱總結(jié)分析大量國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)研究輪胎壓力與溫度監(jiān)控系統(tǒng)。 本文以胎壓檢測(cè)系統(tǒng)為研究對(duì)象,分析了輪胎壓力和溫度對(duì)汽車安全性能的重要意義,并介紹了無(wú)線胎壓檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),針對(duì)無(wú)線胎壓檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。同時(shí),對(duì)系統(tǒng)需要用到的幾種主要元器件,包括:傳感器、射頻收發(fā)芯片、MCU、電池等,進(jìn)行了大量的調(diào)查研究,并在充分了解各種元器件性能的基礎(chǔ)上,確定了系統(tǒng)總體方案。在軟件設(shè)計(jì)方面,在編寫軟件程序時(shí),定義了系統(tǒng)通信協(xié)議。接收模塊軟件設(shè)計(jì)中,重點(diǎn)考慮了數(shù)據(jù)接收可靠性問(wèn)題,設(shè)計(jì)中采用了多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收的可靠性,如發(fā)射器發(fā)射多次數(shù)據(jù)、采用累加和校驗(yàn)、采用特殊前導(dǎo)碼、采用曼徹斯特編碼方式等。 綜上所述,本人完成了課題預(yù)定計(jì)劃的汽車輪胎壓力與溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。軟件方面,培養(yǎng)了良好的編程習(xí)慣,加強(qiáng)了C語(yǔ)言的編程能力。汽車輪胎壓力與溫度監(jiān)控系統(tǒng)是駕車者、乘車人的生命安全保障預(yù)警系統(tǒng),將是一個(gè)具有極強(qiáng)生命力的主題。隨著胎壓檢測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品市場(chǎng)對(duì)IC高整合度和高可靠性的要求,在未來(lái)幾年內(nèi)將會(huì)開(kāi)發(fā)出包含射頻處理、發(fā)射、接收三合一的模塊,屆時(shí)胎壓檢測(cè)模塊只由一個(gè)模塊和一個(gè)天線組成,客戶的二次設(shè)計(jì)變得十分簡(jiǎn)便。美國(guó)、歐洲已先后立法,要求在今后幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)汽車全部安裝胎壓檢測(cè)系統(tǒng),因此,對(duì)胎壓檢測(cè)系統(tǒng)的需要量與日俱增,胎壓檢測(cè)系統(tǒng)的生產(chǎn)正在轉(zhuǎn)向中國(guó)。除此之外,中國(guó)正在成為全球最大的新興汽車市場(chǎng),中國(guó)汽車需求量和保有量出現(xiàn)了加速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。 當(dāng)然由于時(shí)間緊迫,本系統(tǒng)有些地方還需要加以改進(jìn),具體表現(xiàn)在: (1)可以采取更完善的節(jié)能方案,使電池的壽命更加長(zhǎng)久,或者采用發(fā)射系統(tǒng)無(wú)源化設(shè)計(jì)。但由于時(shí)間、資金等一些方而條件的制約,只進(jìn)行了理論研究,還沒(méi)有進(jìn)行任何動(dòng)態(tài)的實(shí)驗(yàn),因此實(shí)際的實(shí)驗(yàn)效果和性能還有待于進(jìn)一步的考證。因此,可將本系統(tǒng)集成進(jìn)汽車整車控制系統(tǒng)的電控單元,將檢測(cè)得到的輪胎壓力和溫度信息,通過(guò)當(dāng)前主流的汽車車身數(shù)據(jù)總線CAN總線或LIN總線并入車載控制網(wǎng)絡(luò)中,實(shí)現(xiàn)中央集成的信息共享。參考文獻(xiàn)[1][J].江蘇交通,(24):3637[2]Burgess Jeff。2003[3]陳瑜,[J].華東公路,(22):7375[4][D].重慶:重慶大學(xué),2007[5]陶桂寶,[J].重慶大學(xué) 報(bào),(22):812[6]武傳華,[J].電子工程師, (17):7779[7]劉國(guó)強(qiáng),鄭召全。電子技術(shù)應(yīng)用。無(wú)線接口電路設(shè)計(jì)及其在TPMS中的應(yīng)用[J]。(22):8688[19][J].電子質(zhì)量,(26):6971[20]張海峰，[J].世界電子元器 件,2005(10):5860.[21]吳中漢，孫志峰，張超．基于嵌入式系統(tǒng)的輪胎氣壓監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．工業(yè)控制計(jì)算 機(jī),2005,18(3):5758. [22]李滿長(zhǎng)．采取防控措施避免爆胎事故發(fā)生TPMS系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)[J]．汽車與配件,2006(9)： 3435.[23]李平，文玉梅，[J]. 儀器儀表學(xué)報(bào),2003,24(4):403405.致謝 在論文的完成過(guò)程中，得到了很多人的熱情幫助，在他們的幫助和指導(dǎo)下，我克服了諸多困難，順利的完成了課題的研究。從課題的選定、資料的收集、論文的撰寫修改等各個(gè)環(huán)節(jié)，她都傾注了大量的精力。同時(shí)，馮月春老師的博學(xué)多識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、對(duì)科研工作的無(wú)限熱愛(ài)和無(wú)私奉獻(xiàn)的精神，都使我受益匪淺。最后，感謝其他所有曾經(jīng)幫助過(guò)我的老師、同學(xué)和朋友們。附錄 控制系統(tǒng)C程序代碼/************************輪胎模塊*******************************/ pragma CODE_SEG DEFAULT void main(void){ _RESET_WATCHDOG()。SOPT1=0x33。PWUDIV = 0x2F。 // PERIODIC WAKEUP EVERY 2 sec.PWUSC1 = 0x00。RF_Setup()。 //Enable BandgapMeasure_P_T_V()。Acc_Z_Array，Pressure_Array[1]，1，0)。PACCZ=Acc_Z_Array[1]2。Acc_X_Array，Pressure_Array[1]，1，0)。Acc_Z_Array，Pressure_Array[1]，1，0)。PACCX=Acc_X_Array[1]2。 // every 60 seconds with latest P，T，V valuesSOPT2=0x70。 // 0x10 ： STOP 1 MODE CONFIGURED LVDE amp。 LVDSE = 1SPMSC2=0x02。 PPDC = 0 STOP1 // 03 PDC = 1 。 PPDC = 0 STOP3 _asm STOP。 //,解調(diào)方式為FSK a[1]=0xb8。 //數(shù)據(jù)接收速率9600bps spi()。 //時(shí)鐘上升沿有效 Bit2=128。i0。bit2。 if(carry==0) PTA_PTA2=0。 PTA_PTA3=1。 }}/***********************接收數(shù)據(jù)***********************/ Void Receive(void) { while(!PTA_PTA3) //等待數(shù)據(jù)接收 {。jj10。 //存儲(chǔ)接收數(shù)據(jù) for(k=0。k++) //位計(jì)數(shù)器 { while(!PTA_PTA3) //等待時(shí)鐘變?yōu)楦唠娖? {。 //啟動(dòng)定時(shí)計(jì)數(shù)器While(PTA_PTA3) //等待時(shí)鐘變?yōu)榈碗娖絳。 if(ree[temp++]==0x00) PTBO=1。 //顯示RL對(duì)應(yīng)的LED else if(rec[temp++]==0x10) PTB2=1。 //顯示FR對(duì)應(yīng)的LED elseretur