技術(shù)干貨 | 基于晶華微SD80P202便攜式打氣泵方案

?一、概述
?
輪胎氣壓過高或過低都可能導(dǎo)致爆胎發(fā)生交通事故。胎壓過低時：輪胎磨損加劇，油耗增進(jìn)！胎壓過高時：高速行駛急剎容易爆胎！便攜式打氣泵能讓您在戶外也能補(bǔ)充輪胎氣壓，減少意外發(fā)生。
? ?
二、便攜式打氣泵的基本功能

1、具有四種模式選擇（汽車輪胎，摩托車輪胎，自行車輪胎，球類），每種模式均可按需調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)打氣氣壓大??；
2、多種氣壓單位顯示（PSI，BAR，KPA，kg/cm2），更加清楚直觀氣壓變化；
3、打氣至設(shè)定氣壓自動停止，無需時刻注意氣壓變化；
4、內(nèi)置照明LED燈，和SOS求救燈功能。
?
三、一款基于SD80P202的便攜式打氣泵應(yīng)用方案

本文將重點介紹基于晶華微SD80P202的便攜式打氣泵打氣泵應(yīng)用。便攜式打氣泵方案框圖如圖2所示。SD80P202芯片資源豐富，工作電壓范圍：2.0V ~ 5.5V，具有三路高精度ADC，能準(zhǔn)確測量出氣壓數(shù)據(jù)；自帶LCD/LED驅(qū)動，不需要專門的LCD/LED驅(qū)動芯片便可實現(xiàn)LCD/LED顯示；內(nèi)置VDD電壓檢測，檢測范圍在2.0 ~ 4.9V。只需要很少的外圍元器件就可以實現(xiàn)便攜式打氣泵應(yīng)用方案，自帶的硬件資源也降低產(chǎn)品研發(fā)門檻，縮短項目開發(fā)周期。
? ?
四、氣壓傳感器溫度補(bǔ)償

器件的敏感組件內(nèi)部有微型的可變形硅膜，上面沉積有壓敏電阻，其構(gòu)成一個惠斯通電橋結(jié)構(gòu), 如圖3。在施加壓力的作用下，硅膜產(chǎn)生微觀形變，由此引起了在膜邊緣的應(yīng)力。處于膜邊緣的壓敏電阻，由于壓阻效應(yīng)（即應(yīng)力引起電阻變化），當(dāng)壓力施加于傳感器時，其輸出電壓訊號為:
?
ADCount ＝ ( V+ - V- ) / (VIN+ - VIN-) = ΔR / R

?
基于壓敏器件的原理，壓敏電阻效應(yīng)本身就是隨溫度變化而不同的。雖然通過惠斯通電橋式的對稱結(jié)構(gòu)，芯片可以自身抵消大部分的受溫度引起的誤差，但是其它的某些誤差，例如在平面結(jié)構(gòu)定義的時候電阻本身相對于膜片位置的不對稱性，都會引起大幅度的壓敏電阻不對稱性，導(dǎo)致最終電橋輸出隨著溫度變化而引起誤差，或者是傳遞曲線中的非線性特征。
? ?
針對壓敏器件靈敏度的溫度補(bǔ)償，傳感器可以串聯(lián)低溫飄電阻，如圖5。當(dāng)電橋電阻隨溫度變化時，施加其上的電壓也同時變化，令其輸出變化得已抵銷，得出：
?
ADCount = ( V+ - V- ) / (VR+- VR -) = ΔR / Rref
?
因Rref的溫飄比傳感器的R小并且對溫度反應(yīng)比較規(guī)律, 因此可以改善了電橋的溫度系數(shù), 其效果如同定電流測量方式，令靈敏度的溫飄(TSO)可以得到大幅改善。
? ?
五、基于SD80P202便攜式打氣泵原理圖
? ?
六、SD80P202芯片性能特點

??? 高精度 ADC，ENOB=17.6bits@8sps，單個差分通道或者 3 個單端通道 。
??? 低噪聲高輸入阻抗前置放大器，1、12.5、50、100、200 倍增益可選。
??? 8 位RISC 超低功耗 MCU，49條指令，6級堆棧，在2MHz 工作時鐘，MCU部在3V
??? 24K Bytes OTP 程序存儲器，256 Bytes SRAM 數(shù)據(jù)存儲器。
?? 具有 OTP 低壓燒錄功能。燒錄電壓范圍：2.4V~ 5.5V，可以用于替代外部 EEPROM。
??? 內(nèi)置 RC 振蕩，無需外部時鐘。
??? 8位TIMER，用于定時中斷。
??? 內(nèi)置1路UART 通信接口 。
??? 內(nèi)置硅溫度傳感器，可以單點校正。
??? 18SEG×4COM液晶驅(qū)動電路，超低功耗和大驅(qū)動能力設(shè)計；內(nèi)含程控升壓模塊，可以在低壓條件下維持高亮顯示, 液晶支持1/2BIAS和1/3BIAS 兩種模式 。
??? 支持LED驅(qū)動電路，Sink端驅(qū)動電流為60mA 。
??? 輸出五種可選擇穩(wěn)壓源：2.4V / 2.6V / 2.9V / 3.3V / 4.5V，提供外部傳感器激勵信號。
??? 靈活的電池檢測功能，檢測范圍 2.0V~ 4.9V 。
??? 所有輸入口帶施密特觸發(fā)輸入，可以選擇是否使用上拉電阻 。
??? Watch Dog Timer 。
??? 掉電檢測電路和上電復(fù)位電路。
??? 工作電壓范圍：2.0V ~ 5.5V。
??? 工作溫度范圍：-40℃~ 85℃。
?
七、總結(jié)

SD80P202與其他通用MCU相比，在便攜打氣泵應(yīng)用上可節(jié)省大部分外圍元器件，加之高效的軟件技術(shù)支持，價格和時間成本上具有較大的優(yōu)勢。
?