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最火数字传感器MPXY8020A与MSP43

发布时间:2021-09-19 14:01:28 阅读: 来源:腰靠厂家

数字传感器MPXY8020A与MSPZimmer430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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