汽车电子解决方案－胎压检测系统核心器件中文应用攻略
关键词：汽车电子；胎压检测系统；英飞凌；汽车电子生态圈；SP37 LF-应用笔记
SP37 LF-应用笔记
导言
1 导言
SP37 是一种高度集成并经优化的压力传感器，用于汽车电子胎压监测系统（TPMS)。SP37 包含了一个完整的 TPMS 车轮模块所需的所有基本构件，仅仅只需少量的外部元件。图 1 是 SP37 的简图。器件包含一个兼容 8051 的 单片机，可以从 6 kByte 大小的片上闪存执行用户应用代码。器件上的很多功能由特殊功能寄存器（SFR)控制，而 用户代码又可操控特殊功能寄存器（SFR）。一旦器件复位，SFR 便赋默认值。此文件仅仅讨论那些需要更换的寄 存器和位。然而，在讨论低频接收器时（LF receiver），为了使其更为完整，也列举了一些不必更换的特殊功能寄 存器（SFR)。
复位值
00H 0B 0B 0B
2.8 RC 振荡器
此组件提供一个 90 kHz 系统时钟的 LF 基带电路。
2.9 开-关定时器和 LF-接收器
定时器使得 LF 接收器可工作在轮询模式，以便在掉电模式时进一步降低电流消耗。开-关定时器有一个可编 程时基及可调节导通和关断时间。可用 ROM 库将开-关定时器的时基校准至 50ms。此功能可将合理的校准值写入 至 SFR LFOOTP。如果需要另外一个时基，可将 LFOOTP 更换至用户自定的数据，而时基为(LFOOTP+1)/2000Hz。 请注意 2000Hz RC 振荡器没有校准，它随着温度和供电电压而变化。
LF 同步模式:0=同步及唤醒模式匹配,1=仅仅同步模式匹 配 唤醒模式 P0（16 位） 唤醒模式 P1（16 位）
1 表示同步匹配,只要检测到有效的曼彻斯特数据,保持置
1 MLFan接ch收es器ter数d据ata(字is 节det)ected LF 串行数据解码(位) LFDATA 有数据指示 1=LF 数据重写条件 LFRXD 里有数据字节指示(读取 LFRXD 时即清 0)
2.2 分压器
此组件容许低频输入信号的衰减。可以粗略控制 SP37 的低频灵敏度。
表 2 配备分压器的重要 SFR 寄存器名称（位号）
LFRX0 <1:0>
位名称 SELIN
功能
00B 天线分压器系数 1 01B 天线分压器系数 6,8 10B 天线分压器系数 22 11B 保留
复位值 00H
应用笔记
应用笔记
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LF 接收机
表 7 配备载波检测器的重要 SFR
寄存器名称（位号）
位名称
LFCDFLT<6:0>
CDFT
LFCDFLT<7>
CDFM
WUF<5>
LFCD
WUM<5>
LFCD_MASK
功能
载波检测器过滤时间 保留,必须清 0 LF 载波器唤醒位 LF 载波器唤醒禁止位：0=始能，1=禁用
0x5810:LF-sensitivity = 0.33 ...3.35 mVpp 0x580F:LF-sensitivity = 2 ...11 mVpp 0x580E:LF-sensitivity = 10 ...50 mVpp
SFR LFRX0 必须装载在用户代码里，并包含三个存储器其中一个的位置信息，以便选择相应的灵敏度水平。 这里执行了一个硬接线功能，以自动校准载波检测器阈值。此功能可自动将最小检测阈值转变到噪声级以上， 以防止意外唤醒。如被使能，每当开启 LF-接收器，此功能便执行阈值校准（请见开-关-定时器和 LF-接收器章 节）。自动校准完成之后，必须通过对 LFENFCTC 位置 1 冻结阈值。否则，阈值会随着输入的 LF 信号平均值变 动，而导致不必要的低 LF 灵敏度。
重要 SFR 配备：
表 3 配备数据滤波器和数据分割器的重要 SFR
寄存器名称（位号）
位名称
功能
LFRXS <5>
LFRAW
数据分割器的输出（数字信号），数据编码器 的输入（只读）
复位值 未定
2.5 数据解码器和波特率发生器
数字电路可解码曼彻斯特编码的低频电文。它检查数据分割器的数字输出，识别同步模式，解码曼彻斯特编 码的数据，检测唤醒模式匹配，并从位流中提取数据字节（也可见 LF-电文章节）。只要识别出同步模式或唤醒 模式，SFR WUF 里的唤醒位立即置 1。请注意 WUF 寄存器里所有位都可被 WUM 寄存器里相应的位所屏蔽。
低频接收器(LF receiver）有若干配置选项，由特殊功能寄存器（SFR)控制，可决定以下系统参数：
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LF 接收器
平均低频电流消耗，如模块运行寿命等 低频灵敏度 低频信号类型，如未经调频的或已被调频的载波 低频信号长度（载波脉冲宽度，电文长度以及信号重复的必要条件）
I²C Interface GPIOs
ISM band TransmitterVoltage Regul源自torsPP0 PP1 PP2
PA PGND XTAL XGND XTALCA P
GND GND VREG VBAT
图 1 SP37 简图
此应用笔记讲述范围是低频接收器部件，以及如何以最低功耗应用它。低频（LF)接口的目的是为了实现与 车轮模块的双向通信，具体原因如下：
LFRXC<7>
CDRECAL
重启载波检测再校准。置 1 启动校准。自动重 置位。
复位值 未定
00B 10B 0011B
复位值 0B 0B 00B 00B
0B
2.7 载波检测器滤波器
此组件可阻止短载波脉冲，以降低噪声所产生的唤醒次数。如果使能检测器滤波器，在载波检测器唤醒 位置 1 之前，载波脉冲宽度必须为最小值。至于其灵敏度， 有可从闪存加载到 SFR LFCDFLT 的预定义滤波 器设置：
寄存器名称（位号）
位名称
LFCDM0<2>
LFENFCTC
LFCDM0<3>
LFENCDCAL
LFCDM0<5:4>
DYNTR
LFRX1<5:4>
ATC
功能
1=校准后冻结阈值。0=勿冻结 使能 LF 载波检测校准。1=使能 载波检测器动态阈值。置到 01B
自动校准时间。使用 10B 报文检测，01B 载波检测。
低频匹配唤醒模式 1
0B
WUM <3>
LFPM1_MASK 1=禁用 LFPM1 唤醒
1B
WUF<4>
LFSY
LF 同步匹配唤醒
0B
WUM<4>
LFSY_MASK 1=禁用 LFSY 唤醒
1B
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LF 接收器
2.6 载波检测器
此电路可检测出 LF 载波。LF 载波检测器的灵敏度取决于载波阈值，分压器及 AGC 电路的设置。SP37 为载 波检测提供 3 级校准的灵敏度水平。为了满足此三级水平，生产期间需合理地设置寄存器，并将其保存在闪存以 下存储位置：
0x580D:Detector Filter Time = 62...240µs 0x580C:Detector Filter Time = 500 ...800µs 0x580B:Detector Filter Time = 800 ...1150 µs
注释：为了禁用滤波器，LFCDFLT 必须加载 0x00。
复位值 17H 0B
0B
LFPCFG<4>
LFP0H, LFP0L LFP1H, LFP1L LFRXC<1>
LFRXD<7:0> LFRXS<0> LFRXS<1> LFRXS<2> LFRXS<3>
SYNM
LFCODEP0 LFCODEP0 SYNCIND
LFRXD LFDATA LFBP LFOV LFDP
2 低频接收器
图 2 所示为低频接收器简图。接收器载波频率设计为 125 kHz，且典型的波特率值为 3.9 kbit/sec。
图 2 低频接收器简图
2.1 AGC 衰减器
为了防止低频数据分割器超负荷，使用一个自动增益控制环（AGC 环）。峰值检波器部件是 AGC 控制环的组 成部分。AGC 阈值，衰减时间，和增高时间都是可被编程的。
表 8 配备开-关-定时器和 LF-接收器的重要 SFR
寄存器名称（位号）
位名称
功能
LFOOT<3:0> LFOOT<7:4> LFOOTP<7:0> LFRXC<0>
ONTIM OFFTIM LFOOTP LFONIND
开/关定时器导通时间:0000B:12.5 ms ...1111B:200 ms 开/关定时器关断时间:0000B:200 ms ...1111B:3.2 s LF 开/关定时器前计数器
表 1 配备 AGC 衰减器的重要 SFR
寄存器名称（位号）
位名称
LFRX0<3:2>
ATR
LFRX1<7:6>
AGCTCD
LFRX2<2:0>
AGCTCA
LFRXC <6>
DISAGC
功能
AGC 阈值 AGC 衰减时间常量 AGC 增高时间常量 0=使能 AGC
复位值
10B 00B 111B 0B
触发压力测量（在接到指令时上报压力） 触发特定 ID 号传输（车轮定位特征） 触发操作模式，如生产和维护时的诊断模式 更新用户配置数据，如压力电报传输的频率等