汽车胎压传感器系统（TPMS）设计指南

汽车胎压传感器很多人不熟悉，涉及到低频和高频两个部分。Microchip的这篇文档涵盖了从base station到transponder的所有参考设计，虽然随着半导体工艺的发展，现在已经用不到这颗芯片，但是设计原理肯定是没有变化的。最新的设计方案请联系原厂或者代理即可。

这边文章包含TPMS设计之前需要了解的基础信息：

• Document Layout

• Conventions Used in this Guide

• Recommended Reading

• The Microchip Web Site

• Customer Support

• Document Revision History

1、Base Station module

2、Sensor module

3、系统技术指标

4、完整的胎压传感系统框图

5、完整TPMS系统线束连接

6、Base station 技术指标

基站工作原理：

基站会安排轮询每个轮胎的时间。基站将唤醒应答器传感器模块的命令分别发送到 LIN 网络上的每个 LF 启动器。发给 LF Initiator 的命令包含预先分配给每个 Initiator 的唯一 ID。如果上一次尝试失败，此命令将最多发出 3 次。LF 启动器将包含两个字节数据的唤醒命令从基站发送到应答器传感器模块。然后，基站将等待来自应答器传感器模块的传入 RF 数据消息流，该模块还将包含 LF 启动器 ID 以区分轮胎位置。

Lin Message Command

当按下学习按钮 (S1) 时，基站会在消息的第二个数据字节中放置一个学习模式 ID。然后，基站依次向每个 LF 发起者发出学习命令，后者又将命令发送到转发器传感器模块。基站等待应答器传感器通过 UHF 回传消息（LIN 网络上的 LF 发起者的数量将决定基站预期的消息数量，这必须由用户在固件中定义）。超过预定时间后，如果未收到所有预期消息，LCD 上会显示错误消息。

7、Transponder 技术指标

应答器工作原理：

当应答器传感器模块接收到 LF (125 kHz) 唤醒质询消息时，模拟前端会验证传入质询。只有在接收到有效消息后，微控制器才会从睡眠模式中唤醒。模块采取的动作由接收到的命令决定。正常要求测量轮胎压力和温度。学习模式请求为传感器模块分配一个新 ID，以便在测量之前进行未来操作。然后，应答器传感器模块通过 UHF (433.9 MHz) 将数据传输到基站，如果没有检测到其他中断，则返回睡眠模式。为了降低功耗，压力传感器和用于信号放大的运算放大器通常处于断电状态。这两个设备仅在测量期间通电。

8、LF message

LF 信息格式：

• A required minimum of 4 ms ON time for AGC stabilization

• A 500 μs OFF delay

• A 2 ms ON time for the output filter (user configurable in AFE)

• A 2 ms OFF for the output filter time (user configurable in AFE)

• Two bytes of data (maximum of 8 bytes)

- Tire Location ID (user defined)

- System Mode ID (user defined)

9、RF message

RF信息格式：

• A preamble (31 TE, 50% duty cycle)

• A header (4 or 10 Te, user selectable)

• Data bytes:

- Tire Location ID (1 Byte, user defined)

- Sensor ID (2 Bytes, user defined)

- Pressure Data (2 Bytes)

- Temperature Data (2 Bytes)

- Battery Low Flag (1 Bit)

- Dummy Bits (7 Bits)

10、原理图 & PCB & BOM