具有场强测量功能的接收机框图如图4所示 。当射频信号经过低噪放大、 混频、 中频滤波后, 对该信号进行采样, 经过ADC转换后, 将信号强度的数字信号送给处理器MCU, 最后处理器MCU一方面得到射频信号解调后的数字信息, 另一方面得到该信号的场强数据, 实现场强测量功能。 基于场强识别技术进行TPMS自动学习或者自动定位的车型有Chrysler (300C)、 Dodge (RAM Truck)、 Jeep (GrandCherokee) 等。
2.1 基于MC33596接收机的电路设计
MC33596是高集成度、 多功能、 高接收灵敏度的射频接收芯片,可编程的锁相环(Phase LockedLoop, PLL) 用于多频率的信号接收 ; 信号强度指示电路(Received Signal Strength Indicator, RSSI)用于射频信号强度 测 量;数 据 管 理 模 块( DataManager, DM) 用于对解调后的数字信号进行存储、编码、发送等处理。
图5为MC33596与MCU的接口电路 。 其中SEB、SCLK、 MOSI、 MISO 是 串 行 设 备 接 口 ( Serial,Peripheral Interface , SPI), 通过此接口 , MCU可以实现对MC33596的配置、 寄存器数据的读取等功能; CONFB是从机选择线, 当MCU将CONFB端口设置为低电平时, MCU为主机, MC33596为从机, 此时MCU就可以对MC33596内部寄存器进行配置或读写; RSSIC用于对射频信号场强测试采样模式的控制, 当RSSIC电平处于下降沿时, 场强测试为单点测试(Sample Mode), RSSI寄存器将保持该采样点的信号场强;当RSSIC保持高电平时, 场强测试为连续测试(Continuous Mode), RSSI寄存器的值将随着间隔式的连续采样而不断被更新。
该芯片对射频信号测量方式的特殊之处是根据信号强弱分段测量,当射频信号强度小于-50 dBm,RSSI采样来自中频滤波处, 并将场强保存在RSSI场强寄存器的低半字节;当射频信号强度在-50~-20 dBm时, RSSI采样直接从低噪放大的输出得到,并将场强数据保存在RSSI场强寄存器的高半字节。 由此看出,该RSSI得出的场强信号并不是线性的, 而是对数放大后的强信号和弱信号的相对值, 这样更容易实现场强的定位功能。
2.2 实现场强测量的接收机软件设计
图6为接收机软件流程。 该接收机的软件设计主要有MC33596的配置流程 、 MCU接收数据的SPI中断流程。
当CONFB控制端为低电平时, MC33596处于内部寄存器配置模式, 此时MCU为主机, MC33596为从机, 通过SPI数据端口实现对MC33596内部寄存器的配置, 包括对射频信号频率选择、 信号调制方式设置、 数据传输率设置、 信号前导码设置、 场强测试模块使能等。 对MC33596配置完成后, 设置其进入接收模式, 此时MC33596将进入SPI的主机模式,MCU进入从机模式, 等待SPI中断接收数据。
SPI中断发生后, MCU进入中断程序接收SPI数据, 等待整个数据帧接收完毕并通过校验后, MCU再设置MC33596进入配置模式, 从RSSI寄存器读取当前信号的场强, 最后再配置MC33596进入接收模式, MCU结束中断进入休眠。
3 通过场强识别技术实现TPMS自动定位的方案设计