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当数字传感器MPXY8020A与MSP43

发布时间:2021-09-10 12:47:22 阅读: 来源:摇椅厂家

数字传感器MPXY8020A与MSP430的接口设计

1 概述

MPXY8020A是摩托罗拉公司于2003年推出的汽车轮胎气压监测传感器。其内部集成了气压传感器、温度传感器和数字接口电路,8引脚SSOP封装;能承受的最大气压为1400MPa。MPXY8020A的功耗比较低,特别适用于轮胎气压和温度监测系统,能和摩托罗拉的无线遥控开锁系统集成在一起,组成低成本、高集成度的系统。此外,MPXY8020A还可应用于其他气压和温度监测系统中。

2 片内(1)闪光对焊结构

MPXY8020A的功能结构如图1所示。气压信号的采样由电容式传感器完成,温度信号的采样由薄膜电阻完成,此外,片内集成了数字接口电路。整个传感器采用硅CMOS工艺加工而成[1]。

气压信号的采样分两步完力联思推出工艺性能快速稳健的碳纤维复合材料树脂成:首先是把采样电容上的信号转换为电压信号,然后用开关式电容放大器对信号进行放大,以提高采样的准确度。电容放大器带有温度补偿电路,采样偏移量可调,并且可以通过在EEPROM寄存器中写入校正值进行采样信号的校正。气压信号值的大小通过电压比较器确定。在气压转换前,外部微控制器通过MPXY8020A的数字接口输入8位极限值。片内8位DAC(数模转换器)把该值转换成相应的模拟电压,电压比较器把采样的电压值与该值进行比较,在OUT引脚输出比较后的结果。当采样值高于输入值时,OUT引脚为高电平;反之,为低电平。温度信号的采样由带有正温度系数的薄膜电阻完成。由图1可见,通过2路开关,可选择传感器工作于气压采样状态或温度采样状态。温度信号的采样过程与气压信号的采样过程相似。

在MPXY8020A片内,集成了1个低频率、低功率的5.4 kHz晶体振荡器,1个14级的分频器。通过14级分频,可在OUT引脚得到周期性(一般3 s)的输出信号。该信号还可以用作微控制器的中断源。此外,MPXY8020A片内还集成了1个10级的分频器,通过该分频器,传感器可每隔52 min使外部微控制器复位1次,以防程序长时间跑飞。为了节能,可通过MPXY8020A的引脚,控制其工作于不同的工作状态。

3 引脚功能及工作方式

3.1 引脚功能

MPXY8020A的各个引脚如表1所列。MPXY8020A的片内电路通过引脚VDD(正电平)和引脚VSS(地)供电。在VDD与VSS之间,通常接1个0.1 ?F的电容进行电源滤波。OUT引脚在采样值高于电压比较器的极限值时,输出1;反之输出0。电压比较器的极限值由外部微控制器通过数字接口输入到MPXY8020A片内的8位DAC寄存器。当MPXYS020A工作于空闲状态时,OUT引脚被置高,直到14级分频器发生溢出时,该引脚输出一个负脉冲。RST引脚通常被置为高电平;当1O级分频器发生溢出时,被置为低电平。这个引脚通常用于使外部微控制器复位。10级分频器的溢出周期为52 min,这跟MPXY8020A的工作状态无关。S0和S1引脚一起,用于工作方式选择。在设置电压比较器的极限值时,DATA引脚为串行数据输入引脚。CLK引脚用于提供串行读写数据的时钟。向MPXY8020A写数据时,在CLK引脚信号的上升沿,串行数据从DATA引脚按时序送到片内移位寄存器,在CLK引脚信号的第8个下降沿,重点发展形状记忆合金、自修复材料、智能仿生材料、智能传感材料、超材料、液态金属、新型低温超导及低本钱高温超导材料、耐极端环境材料等新兴功能材料数据被送到片内D/A寄存器。S0、S1、DATA和CLK四个引脚都内置了施密特触发器,以提高芯片的抗干扰性,并且这四个引脚都内置了下拉电阻,所以当它们被悬空时,都为低电平。

3.2工作方式

MPXY8020A有4种工作方式,其工作于哪种工作方式由S1和S0引脚的电平来决定,如表2所列。只要VDD引脚有足够的供电电压,不管MPXY8020A工作于何种工作方式,其内部的多路开关、D/A寄存器、低频振荡器和输出脉冲分频器都处于激活状态。需要注意的是,无论MPXY8020A工作于气压采样方式还是温度采样方式,所有的EEPROM位都处于激活状态。如果为了节能而把VDD引脚置为低电平,有必要把所有引脚的电平都置为低电平,以免MPXY8020A被误激活。

4 MPXY8020A与MSP430F1232的接口

4.1接口电路

MPXY8020A传感器和MSP430F1232的接口电路如图2所示。其中的串行通信SPI是靠CLK和DATA引脚实现的。传感器在CLK引脚信号的上升沿读取DATA的1位数据,连续8位为1个周期。对于不具备SPI接口的微控制器,可以通过I/O口软件仿真的方式实现通信。本系统中,通过MSP430F1232的I/O口软件仿真SPI,实现采样极限值的设置。

4.2 软件设计

4.2.1 给MPXY8020A发送1字节数据

在给MPXY8020A设置气压和温度采样极限值时,极限值以字节为单位发送给MPXY8020A。我们编写了一个向MPXY8020A发送1字节数据的函数,方便于系统中重复调用,该函数的代码如下[2]包装消费品公司渴望新的包装形状:

void MPXY8020A_sendByte(uchar MPXY8020A_data){

uchar i;

P3DIR |=mpxy8020_clk+mpxy8020_dat;

//CLK和DAT引脚为输出

Delay650us();

P30UT&=~mpxy8020_clk; //CLK引脚清0

for(i=0;i

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