MPXY8020A轮胎压力传感器的SPI接口技术
摘要：介绍MPXY8020A压力/温度传感器的SPI接口技术及其在汽车轮胎检测系统中的应用。
关键词：传感器；串行外围接口；轮胎压力检测；单片机接口
轮胎压力的检测正成为汽车安全检测的一项重要指标，对轮胎的压力变化进行随时监测将成为汽车必备的主要系统功能之一。MPXY8020A是汽车轮胎压力检测系统的一种理想传感器。
1MPXY8020A的特征
MPXY8020A内部集成了压力和温度传感器、SPI串行数据接口、DAC数/模转换器、模拟值比较电路、待机唤醒电路等。它具有检测 0kPa～637kPa压力和－40℃～125℃温度的能力。该器件有8个引脚，如图1所示。其中DATA、CLK引脚用于外接MCU的串行数据输入，即 SPI接口；OUT引脚具有双重功能，当处于测量方式时，OUT端是比较器输出，用于检测逐次逼近的结果；RST为复位引脚；VDD、VSS是正负电源； S1、S0引脚用于控制其操作模式，通过S1、S0的组合可以 有以下4种工作方式：
3压力和温度数据的读取
获取MPXY8020A传感器压力和温度数据的方法有逐次逼近法和报警值检查法。逐次逼近法能够获得8位精确的转换结果，但需要较长的转换时间和消耗较多的电能。报警值检查法就是预先设置一个压力和温度的报警值，然后监测OUT引脚的电平来确定压力和温度值是否超过报警值，这是一种低功耗模式，在不需要知道准确的压力/温度值时，可采用这种工作方式。
（1）逐次逼近法的程序设计
MPXY8020A传感器利用外部的MCU作为逐次逼近程序的控制器，MCU将猜测值通过SPI接口串行地发送到传感器的数/模转换寄存器DAR，参考图4所示。器件内数/模转换器将此猜测值变为模拟值，并与待测的压力值比较，得到OUT值。通过OUT值可知预测的偏差，经过64个时钟周期完成一次完整的转换。例如：第一次猜测值为128，如果检测OUT脚为高电平，则说明压力值大于128，MCU通过SPI再送入192，检测OUT脚的状态，如果这次OUT脚是低电平，说明压力在128和192之间，重复这样的过程，直到逼近近似值。整个过程类似对分搜索，首先，取全量程值的一半作为第一个猜测值，并送入数/模转换寄存器，然后监测传感器OUT引脚的输出状态，若OUT引脚的输出为“低”，说明猜测值太大或者和取样值接近，若OUT引脚的输出保持 “高”，则说明推测值太小。转换结果寄存器作为一个变量由MCU实时修改，如果猜测值太小，结果寄存器的最低位置“1”，如果猜测值太大，则结果寄存器的最低位置“0”，用新的猜测值继续逼近，直 到得到最终结果。
逐次逼近法的读数程序：
SerSAR: PUSHA
（2）报警值检查法的程序设计
在初始化时，通过MCU的SPI接口将压力和温度的报警值装入MPXY8020A器件内的DAR寄存器，通过监测OUT引脚的状态判断传感器的压力和温度是否高于或低于报警值，程序的流程图如图5所示。
参考文献
［1］Motorola．Tire Pressure Monitoring SensorTemperature Compensatedand Calibrated Fully Integrated，Digital Output［EB/O］，http：//e－www．motorola．com/brdata/PDFDB/docs/MPXY8020A．May， 2003．
