基于英飞凌智能传感器SP12/SP30的TPMS设计

图4：SP30+TDK5100F发射系统的程序流程图

图5：SP30内部功能框图

1. 整个软件架构主要由三个模块组成：初始化模块、传感器数据测量模块(Measure_Data)、RF发射模块(SSI_Datagram)。这三个模块尽量做成函数包，方便移植和功能升级。
   
2. 间隔定时器(IT)唤醒系统后利用软件设置几个阕值区加以判断参数测量和RF发射，尽量节省功耗。比如利用加速度测量判定汽车启动/停止状态来决定其他参数是否需要测量，判定汽车大致速度决定RF发射频率等；利用欠压、高压等级区域判定RF发射报警频率等。这些需要客户根据实际去完善。需要注意的是，所有的阕值不要设置成某一固定值，应该是某一区域，当然这个区域的设定要反复测量，太小将对系统稳定造成影响，也不利于节省功耗，太大则测量灵敏性较差。
   
3. 利用IT和LT(LF定时器)来实现LF接口使能和关闭LF检测，这样可以不必使LF接口常开又能保证实时检测主机命令，更大程度省电。

图6：TDK5100F内部框图

图7：TDA5210内部框图

1. 晶振的选择。TDK5100F/TDA5210是窄带RF IC，由于温度导致的晶振频差和晶振负载电容的不一致都会导致接收灵敏度的差异，所以晶振的特性选择非常重要。
   
2. 天线的选择。TPMS发射系统安装要求是比较高的，当然除了天线性能之外，对其外型结构也有同样高的要求。从两者的折衷考虑，目前用的比较多的是螺旋天线。PCB环行天线虽然结构与成本最好，但是由于其谐振中心频点以及等效阻抗等需要网络分析仪去校正，以及其本身PCB材料造成的天线损耗都使其在TPMS中应用不多。单级天线的性能是可以做得很好的，但是结构不具备良好的安装性，其使用也不是很多。
   
3. TD5100F布局注意要点。晶振布局远离天线，匹配元件要彼此直角布局，天线不要铺地和走其它信号线等。
   
4. 在不需要对PCB做较大更改的前提下，利用网络分析仪做天线参数匹配的最后确定，并实测发射功率以及接收灵敏度。

接收模块

本系统接收模块是由TDA5210+XC866组成的，实际XC866只需要一个I/O就可以接收TDA5210的解调数据，需要考虑的TPMS系统属于汽车电子安全系统，为了系统任务升级扩展，MCU的选型也尽量满足汽车环境的要求，英飞凌XC866/XC886是专为汽车电子设计的8位MCU，带有CAN/LIN控制器,可以快速地将TPMS功能转移次要任务中。如果此时TPMS功能是作为节点存在，那么MCU就可以释放出来执行其他的任务，而在汽车电子中，这种任务相当多的是电机控制，这就用到了XC866的强大外设功能(电机控制单元和PWM捕获比较单元)。因此，接收端MCU的选择不仅是关系到汽车级别的MCU，更应该有一些超前的意识。

本文小结

由于汽车市场的快速增长，TPMS系统也将拥有更多的发展空间，在这个充满机遇同时又面临众多技术调整的市场上，选择合适的解决方案将对厂商在这个市场上是否能取得成功起着非常关键的作用。星科半导体公司推出了TPMS的参考设计，用户可以利用该参考设计快速地将产品推向市场。