轮胎压力监测系统设计中期报告

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1、西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）中期报告题目：轮胎压力监测系统设计系别电子信息系专业通信工程班级B090310姓名李莎学号B09031038导师冯晓岗2013年3月28日1.设计（论文）进展状况1.1设计题目简介本课题意在设计轮胎压力监测系统即TPMS（tirepressuremonitoringsystem）系统，其作用是在汽车行驶过程中对轮胎的温度及压力进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。1.2设计（论文）进展状况从开题到中期，课题的进展情况如下：(1)查阅

2、了课题实现的相关资料，着重了解了轮胎压力监测系统设计的工作原理，对可能用到的各个器件进行比较与研究，并复习了Protel99SE的开发环境及使用方法，以辅助后续工作。(2)确定了课题实现方案中各个功能模块具体使用的器件型号：压力/温度传感器选用MPXY8020A、MCU/RF发射芯片选用rfPIC12F675F、射频系统芯片选用nRF9E5、电平转换芯片选用MAX3232并选用EEPROM（25320）方便调试、修改控制软件而天线的阻抗则以50Ω设计。(3)完成了硬件电路的设计，并利用Protel99

3、SE绘制了硬件原理图。本设计的电路具体包括远程轮胎压力监视（RTPM）模块、中央监视器模块和显示模块。TPMS由两大模块：远程轮胎压力监视模块（RemoteTirePressureMonitoring简称RTPM）和中央监视器组成，如图1所示。RTPM模块直接安装在无内胎轮胎钢毂上，测量轮胎压力和温度，并将测量得到的信号通过高频无线电波（RF）发射出去。一个TPMS系统通常有4个或5个（包括备用胎）RTPM模块。中央监视器接收RTPM模块发射的信号，将各个轮胎的压力和温度数据显示在屏幕上，供驾驶者参考

4、。特别在异常时报警提醒驾驶者采取必要的措施。图1TPMS系统组成压力/温度传感器选择MPXY8020A，该器件是Motorola公司为测量汽车胎压和胎温而设计的高度集成芯片。内嵌压力传感器和温度传感器，能够测量0～637.5Kpa的胎压和－40～125℃范围内的胎温，适用于气体介质和一般的胎内环境。芯片共有8个引脚，四种工作模式：待机/复位、压力检测、温度检测和数据输出模式。MPXY8020A没有直接数据输出功能，必须借助外接的MCU完成测量数据输出的任务。在读数据方式下，MCU初始化MPXY8020

5、A为测量压力、温度工作方式之后，利用SPI串行接口，通过逐次逼近程序，将预测值串行送入MPXY8020A的内部DAC，同时检测MPXY8020A的OUT引脚状态，得到逼近的8bit的压力/温度值。MCU/RF发射芯片选择RFPIC12F675F，其以单片机PIC12F675为内核处理器，集成UHF超高频率ASK/FSK发射器，由PLL锁相环、PA功率放大器等组成。处理器与射频器件之间通过I/O引脚在外部连接。功耗低，外围元件少，SSOP封装小，非常适合RTPM模块使用。采用FSK调制方式时，DATAA

6、SK引脚置为高电平。选取C3=13pF左右，C4＝1000pF。当采用13.56MHz晶振时，发射中心频率约为433.92MHz，天线采用PCB环状天线。MPXY8020A与rfPIC12F675F以及天线连接如图2所示。图2RTPM模块电路图中央监视器模块由RF接收电路、微处理器、计算机显示报警装置等组成。RF接收电路接收RTPM模块发射的压力、温度数据信号，识别变换处理后送到计算机显示或报警。设计中选用NordicVLSI公司的射频系统级芯片nRF9E5完成这部分功能。NRF9E5内置NRF905

7、（433/868/915MHz）收发器、8051兼容微控制器和4输入10位AD转换器。同时其内置电压调整模块，能最大限度地抑制噪音，并为系统提供1.9V到3.6V的工作电压。内置NRF905可工作于433/868/915MHzISM频段。NRF905收发器由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成，输出功率、频道和其它射频参数可通过对特殊功能寄存器RADIO编程进行控制。收发器工作在ShockBurstRX方式时，当收到一个有效地址的射频数据包时，地址匹配寄存器位（AM）和数据准备好

8、寄存器位（DR）通知片内MCU把数据读出。图5是基于nRF9E5的中央监视器模块电路原理图，U2为EEPROM（25320），主要为方便调试、修改控制软件；U3（MAX3232）是电平转换芯片，将NRF9E5芯片的CMOS电平转换为计算机的RS-232C标准电平。天线的阻抗以50Ω设计。电路图如图3所示。图3中央监视器模块电路图作为本文TPMS系统的显示单元是用来向驾驶员以及其他人员显示车辆轮胎的实时信息的。该模块一般由单片机和LED等器件组成。当某个轮