基于MPXY8300的智能胎压监测系统电路设计

概述：
胎压监测系统是一种新型的汽车安全保障系统，能够监测每个轮胎的胎压、温度等信息，并通过车载显示系统实时显示给驾驶员，当出现胎压过低等危险信号时，能够及时发出警告，使驾驶员及时发现汽车的安全隐患，避免灾难事故的发生。
目前的胎压监测系统面临使用寿命低、功能单一等问题。本文针对这些问题设计了基于飞思卡尔MPXY8300传感器芯片的智能胎压监测系统。该系统具有以下特点：
(1)系统集成度高，可靠性好;
(2)具有漏气检测功能;
(3)功耗低，使用寿命长。

1 系统架构
本文设计的智能胎压监测系统包括两个部分：胎压监测模块与中央控制模块，系统架构如图1所示。其中胎压监测模块需要降低功耗、减小尺寸，而中央 控制模块需要对数据进行有效的分析、及时发出警告。目前主流的胎压监测电路有高通、英飞凌和飞思卡尔三种方案[3]。其中，飞思卡尔的方案将压力传感器、 加速度传感器、温度传感器、射频收发电路与MCU内核集成到一颗芯片上，集成度较高，且芯片的功耗很低，所以本文选用飞思卡尔的MPXY8300作为胎压 监测模块的核心。为了增加模块的使用寿命，在降低芯片功耗的同时，需要选用合适的电池。本文使用ER2450为胎压监测模块供电。ER2450是一款高品 质的锂亚电池，具有很低的自放电率，存储寿命可达10年，能够满足系统的需求。

中央控制模块包括射频接收电路、单片机、声光报警电路与LCD。射频接收电路采用飞思卡尔的MC33696芯片，单片机采样TI公司的 MSP430F149芯片。MC33696工作在434MHz，在接收到胎压监测模块发来的数据后，通过SPI接口发送给单片机，由单片机进行数据解析， 将胎压、温度、电池电量等数据显示到LCD上，当胎压或温度出现异常时，通过声光报警电路发出警告信号，使驾驶员及时了解轮胎的安全状况。

2 系统硬件设计
2.1 胎压监测模块硬件设计
胎压监测模块由传感器芯片MPXY8300、ER2450电池以及一些简单的外围元件组成。MPXY8300是一款20引脚的传感器芯片，内部 包含电容式压力传感器、温度传感器、X轴和Z轴的加速度传感器、315/434MHz的射频发射电路以及HCS08单片机内核。该芯片具有多种低功耗模 式，可以在休眠的状态下关闭传感器电路、射频发射电路甚至单片机内核，以极大程度地降低待机功耗。胎压监测模块的电路如图2所示。

2.2 中央控制模块硬件设计
中央控制模块由射频电路、单片机、LCD与声光报警等电路组成。射频电路基于飞思卡尔的MC33696芯片实现。MC33696是一款集成 PLL调谐的UHF数据接收发送芯片，在本系统中，该芯片只用于射频数据接收。MC33696内部集成了660kHz的中频带通滤波器、可消除镜像的混频 器、压控振荡器、曼彻斯特编码电路以及SPI接口。在接收到来自胎压监测模块的射频信号后，经过放大、解调，将数字信号通过SPI接口发送给单片机。 MC33696的电路如图3所示。

选用MSP430F149单片机作为中央控制系统的主控芯片。MSP430F149是TI公司开发的一种16位的低功耗单片机，由于其集成度 高、功耗低、运行可靠，受到广大技术开发人员的青睐。该芯片集成了10kB+256B的Flash Memory和2kB的RAM，代码执行效率高，能够满足系统的要求。选用LCD12864作为显示器件，单片机通过串口与LCD12864相连，以节省 I/O接口。
（详细内容请阅读PDF文档）