综合CAN和LIN通信功能的TPMS设计和应用

2009-11-24 13:25:09来源: 上海保隆汽车科技股份有限公司 关键字:CAN  LIN通信功能  TPMS系统

引言

  本文通过TPMS在国外某车型上的设计和应用,详细介绍TPMS软硬件设计方法。本方案中综合了CAN、LIN总线的设计,满足了TPMS在实际应用中的整车布线要求,并与整车总线集成,真正实现了TPMS的系统化、智能化。

项目需求分析及TPMS系统方案设计

  TPMS的设计是一个系统工程,除了产品本身的设计,需要更多关注其应用环境——汽车本身,从TPMS的安装、布线、功能、性能、通信、干扰等方面来分析,从而明确TPMS的设计要求,确定其技术方案。

TPMS技术需求分析

  根据车辆具体环境,对TPMS的特殊技术要求分析如下:

  a) 射频信号传输是TPMS系统中的一个关键技术。当轮胎内发射信号要传输到车内接收系统时,首先轮胎要造成信号衰减,其次车辆本身的金属壳体相当于一个屏蔽盒,这样会造成TPMS信号很不稳定。特别在此项目中针对的高端车型,车辆对射频信号的影响更大。

  b) 轮胎内的胎压传感模块是TPMS设计中的核心内容,由于轮胎内恶劣的应用环境,使其设计面临诸多难点。

  c)在本项目设计中,原车具有1Mbps高速CAN的通信功能,因此TPMS必须与整车的CAN总线集成,实现系统的信息化、智能化控制。

TPMS应用方案设计

  TPMS系统包含:四个胎压传感模块、一个ECU主控模块、两个射频数字天线模块以及CAN/LIN通讯线材。其信息处理及传输过程如图1所示。

                                                         图1 TPMS信号处理流程

基于NPX1传感芯片的发射模块设计

传感模块的硬件电路设计

  NPX是高精度传感器低功耗单片机的集成芯片,是应用于TPMS的专用芯片,具有功能完善、性能可靠、应用灵活等显著优点。主要实现对轮胎压力/温度的测量、信号放大、A/D转化、数据的计算和校准、数字信号编码输出等过程。

  T5754是高增益输出的射频芯片,通过不同的外围电路设计可以实现ASK/FSK调制信号。外部晶振Y1为该芯片提供基准频率,不同的频率经过32倍频后,可以实现315MHz或434MHz的射频信号。

  图 2是胎压传感模块的原理图,软件设置P14作为数据流输出端口,数据流的高低电平不断切换开集电极三极管Q1的导通和闭合,而达到对晶振Y1负载电容 C7||C8的容值改变,由此影响晶振的谐振频率,实现FSK的调制功能。另外电路中的C1、L1、R1相并联,组成低频接口,专用于接收125kHz的低频信号,可以实现对胎压传感的主动唤醒,从而进行功能检测或双向通信。

                                                           图2 传感模块原理图

传感模块固件程序设计

  传感模块的固件程序设计主要围绕省电和可靠性设计。针对TPMS的特殊应用,NPX具有ITOV、LTOV、LF WUP等中断功能,这样可以使整个发射模块在大部分时间处于休眠状态,只有当中断发生时,才处于短暂的工作状态。

  

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关键字:CAN  LIN通信功能  TPMS系统

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2009/1124/article_1454.html
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