发送模块硬件设计
NPX I芯片具有4 KB的用户可编程空间、4 KB的定制ROM，以及一个2D的LF输入级。各类传感器的信号经12位ADC转换后，提供给用户和系统进行进一步的处理。在4 KB的定制ROM中，固化了GE公司特有的压力、温度和电压测量、补偿和校准程序，以及其他实用的子程序，用户可省去繁复的运算编程，只需简单调用即可获得需要的状态值。在开发阶段，GE公司可以提供可编程版本的传感器，用户可以通过仿真器编程器将程序下载到器件的4 KB用户可编程空间中。下载程序之后的传感器可以直接运行使用，或者通过仿真器进行实时仿真单步调。调试环境与一般的单片机非常相似。客户大批量生产版本的传感器可以通过掩膜ROM工艺生产，以进一步降低成本。
为了保证系统在较低电流消耗的情况下仍有较高的发射功率和接收灵敏度，系统选用了NXP公司的高集成度的单芯片发射器PCH7900。PCH7900芯片集成度非常高，只需很少的外围元件就可以用于315／434／868／915MHz、数据速率高达40 kbps的ASK和FSK调制发射机。基于PCH7900的射频数据发送电路如图3所示。其中315 MHz和868 MHz发射频率的电路参数设置。
接收模块硬件设计
TPMS系统的接收模块主要由天线、射频接收电路、主控芯片MCU以及键盘、显示器组成，用于接收各发射模块传送的轮胎温度与压力数据，显示各轮胎的ID识别码和测量数据，并在异常情况发生时声光报警。由于接收模块安装在汽车车厢内，故对器件选用的各方面要求不高，工业级即可。
RF接收芯片选用时要求接收灵敏度较高，这里选用Maxim公司的MAXl473芯片。MAXl473是一款完全集成的、低功耗、CMOS超外差接收器，具有一114～O dBm的输入信号范围、高于50 dB的镜像载波抑制，用于接收300～450 MHz频率范围的幅度键控（ASK）数据信号非常理想。这款芯片在关断模式下电流消耗低于2．5μA，接收模式下电流消耗为5．2 mA，可接收高达100 kbps的数据速率。使用MAXl473芯片实现的315 MHz的射频接收电路如图4所示。
Silicon Labs公司的C8051F4l0单片机是真正能独立工作的片上系统。该芯片具有片内上电复位、VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器，Flash存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新固件。片内Silicon Labs二线（C2）开发接口允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU进行非侵入式、全速的在系统调试。调试逻辑支持观察和修改存储器及寄存器，支持断点、单步、运行和停机命令。在使用C2进行调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行；并且2个C2接口引脚可以与用户功能共享，使在系统调试功能不占用封装引脚。
近年来，人们一直都在关注和研究对公路上汽车的行驶安全性。预警系统作为一种新的主动安全系统将进一步增加汽车的安全性，减少事故的发生率，不断满足日益增长的市场。据Daimler Benz的调查显示，提前0.5秒发出警报能防止60%的追尾事故，提前1.5秒能防止90%。因此，汽车道路行驶安全预警系统可以帮助驾驶员在山区路段行驶时，正确合理操纵汽车，减少交通事故发生概率，对保障道路安全行驶有其重要的意义。
转速传感器的调整电路设计
汽车行驶速度测量采用霍尔开关传感器。本文选择型号为2SS52M的霍尔传感器，根据其主要技术参数可知：2SS52M 霍尔传感器为电压型传感器，其输出电压范围为0~3.3V，没有超过DSP A/D转换电压。但是在实际应用时，由于霍尔传感器通常装在电机转子轴上，必然受到较强的电磁干扰，为了提高系统的抗干扰性能，它发出的信号需要先经过高速光电隔离后才能进行处理。另外，为了使霍尔转速传感器发送的正交编码脉冲是标准的正弦波形，采用了74LVC14A芯片对其信号进行整形，整形之后的波形输入DSP的QEP引脚。其电路接法如图2。由于74LVC14A芯片是六反向施密特触发器，它可以将非矩形波变换成矩形波。
图2 霍尔传感器调整电路
语音提示模块的硬件设计
语音提示是语音芯片ISD1730驱动扬声器实现的。当汽车在山区道路上运行时，由输入模块采集所需信号信息，经控制器模块综合计算判断其安全程度，若不安全，再由 DSP（TMS320LF2407A）模块输出控制语音模块，语音芯片输出的音频信号通过功放电路输出，从而实现预警功能。 DSP（TMS320LF2407A）内部集成了SPI接口，可方便的与ISD1730进行串行通信，TMS320LF2407A与语音芯片的接口电路如图4所示。
图4 TMS320LF2407A与语音芯片的接口电路
从图4看出，DSP与语音芯片ISD1730之间用四根线相连，DSP的SPISTE管脚与ISD1730的片选信号SS相连，该引脚控制 ISD1730语音芯片是否选通，DSP的SPISIMO管脚接ISD1730的串行数据输入端MOSI，该引脚为语音芯片提供控制命令字和放音地址，DSP的SPIMISO管脚接ISD1730的串行数据输出端MISO，DSP从该管脚接收的语音芯片返回的信号，DSP的SPICLK管脚接 ISD1730的串行时钟输入端SCLK，该引脚为语音芯片ISD1730提供时钟信号，ISD1760的Rosc端接80K的电阻到地，即可设置采样频率为8KHz，最大录音时间为60s；系统在实现预警之前，可先使用录音软件录制好所需的.wav格式音源文件，再将音源文件输入电脑的CoolEdit或Goidwave软件进行编辑，然后将所需要播音的内容通过ISD1700S语音编程拷贝机分段录制到语音芯片中。
