发送模块硬件设计
NPX I芯片具有4 KB的用户可编程空间、4 KB的定制ROM,以及一个2D的LF输入级。各类传感器的信号经12位ADC转换后,提供给用户和系统进行进一步的处理。在4 KB的定制ROM中,固化了GE公司特有的压力、温度和电压测量、补偿和校准程序,以及其他实用的子程序,用户可省去繁复的运算编程,只需简单调用即可获得需要的状态值。在开发阶段,GE公司可以提供可编程版本的传感器,用户可以通过仿真器编程器将程序下载到器件的4 KB用户可编程空间中。下载程序之后的传感器可以直接运行使用,或者通过仿真器进行实时仿真单步调。调试环境与一般的单片机非常相似。客户大批量生产版本的传感器可以通过掩膜ROM工艺生产,以进一步降低成本。
接收模块硬件设计
TPMS系统的接收模块主要由天线、射频接收电路、主控芯片MCU以及键盘、显示器组成,用于接收各发射模块传送的轮胎温度与压力数据,显示各轮胎的 ID识别码和测量数据,并在异常情况发生时声光报警。由于接收模块安装在汽车车厢内,故对器件选用的各方面要求不高,工业级即可。
RF 接收芯片选用时要求接收灵敏度较高,这里选用Maxim公司的MAXl473芯片。MAXl473是一款完全集成的、低功耗、CMOS超外差接收器,具有一114~O dBm的输入信号范围、高于50 dB的镜像载波抑制,用于接收300~450 MHz频率范围的幅度键控(ASK)数据信号非常理想。这款芯片在关断模式下电流消耗低于2.5μA,接收模式下电流消耗为5.2 mA,可接收高达100 kbps的数据速率。使用MAXl473芯片实现的315 MHz的射频接收电路如图4所示。
信号调理电路设计
信号调理电路的任务和工作条件是:1)带宽和增益,对20 kHz、毫伏级的信号放大约1 000倍,且动态范围较大;2)供电电源,车载电池供电,使用单电源放大电路,电池额定电压为7.2 V;3)信号转换,对放大后的信号进行幅度检波。使用分立元件搭建电路虽然能实现该功能,但电路复杂,调试不方便,并且电路性能会随电池电压的波动而变化。常见的通用运放如OP07、LM324、 LM358等,对于20 kHz信号无法满足带宽和增益的要求,同时,其输出摆幅较小。近年来出现的一些新的集成运算放大器能很好地承担上述任务。如OPA228系列运放、 MAX445l系列运放。特别是MAX4451双运放,-3 dB带宽达210 MHz,可以在+4.5~+11 V单电源条件下工作,输出摆幅大,具有轨到轨输出,开环增益大于50 dB,使用两级放大外加负反馈完全能胜任。实际电路如图1所示。
智能车是靠电池驱动的,随着工作时间持续,电池电压必然下降。由于运放MAX4451的共模抑制比极高,典型值CMRR=95 dB,所以在单电源条件下可正常工作,并且,电池电压的波动基本不影响运放的工作性能。
图 1中L1是检测线圈。R1、R2分压为运放提供输入偏置电压,适当调节R2可改变放大器的输入偏置电压。由于第2级放大电路的增益设定为 (R5/R4)=30倍,可根据检测线圈L1输出感应电动势的大小,适当选择R3改变第1级的放大倍数,从而使总增益满足要求。引入R7是为了降低第1级放大电路的直流增益,从而提高静态工作点的稳定性。但R7的引入降低了第1级电路的交流放大能力,故接人C4=0.47μF实现交流旁路。VD1、R6和 C3构成幅度检波电路,VD4选择压降较小的高频锗二极管,检波电路的时间常数τ=R6C3一般选择为激磁电流(f=20 kHz)周期的3~5倍,C3的容量越大,输出到单片机A/D端的直流电压中的20 kHz波纹越小,但C3的容量过大将导致电路响应时间长,对智能车与赛道的偏离反应迟钝.C3的实际取值应在此估算的基础上通过测试确定。
基于ARM9的汽车视频监控防盗系统设计
本文基于三星公司的S3C2410为控制中心, 设计一种汽车视频监控系统。系统主要由S3C2410处理器、USB摄像头、触摸显示屏组成, 阐述了系统硬件设计的基本工作原理, 平台定制和摄像头图像监控防盗程序的设计流程。采用摄像头对图像数据进行采集, 触摸显示屏对视频图像进行存储和处理, 达到防盗的目的。
触摸显示屏接口电路
USB接口电路