数字式气压和温度传感器MPXY8020A介绍及驱动代码

MPXY8020A它是摩托罗拉公司于2003年推出的汽车轮胎气压监测传感器。它集成了气压传感器、温度传感器和数字接口电路SSOP包装；最大气压为1.4万kPa。MPXY8020A特别适用于轮胎气压和温度监测系统。

VCC供电范围可为2.1v-3.6v，推荐在3.0-3.3v附近，比较合适。

请注意，电源电压会影响测量结果，因此需要根据实际电源电压计算具体的计算公式和误差校准。

如果VCC供电为0v，但是如果管脚电平高，也会通过管脚上的二极管供电！因此，为了切断电源，必须降低所有管脚。

根据表面要求，data边沿到clk上升沿，它(data)电平建立时间最小需要100ns，然后此后data数据还要保持100ns才能更改，所以MCU的IO电平翻转速率要小于5Mhz，即通信速率要小于5Mhz。

可以看到，每一次数据输入的大小是一个字节，即8位。在每一个时钟的上升沿读取数据，在第8个下降沿把数据移向D/A数据寄存器中。

根据上表的要求，测量时，测量模式需要维持一段时间，温度为200us，压力为500us。

在读取MPXY8020A输出结果时(高低电平)，需要一段响应时间，为50~100us.

采样电容的保持时间在20ms左右，超过这个时间需要手动刷新数据。

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。

模拟SPI设计，根据时序图，CLK低电平为空闲模式，并在第一个上升沿采样，因此数据线信号先行，数据线低电平为0，高电平为1。

请注意，数据是高位先行。

这里延时1us是用于数据建立时间，数据保持时间应在CLK_H后再延迟一段时间，但这里没有这么做。原理很简要，目标单片机速率并不快，而且电路状态改变并不快，因此在下次data信号改变达到时，原来的数据已成功写入了。如果数据写入存在问题，则可以额外增加上延时函数，或者增长延时时间。

由于这里是整型数据，所以二次逼近法可设计成如下程序：

很明显，取值区间在0~255.

初始化管脚。

S1，S0，CLk，data，初始化为输出。

OUT和 RST，初始化为输入。

//mpxy8020a io口初始化void mpxy8020a_io_init(void){
         //S1，S0，CLk，data，输出    P2DIR |= BIT0+BIT2+BIT3+BIT4;    P2OUT &=~(BIT0+BIT2+BIT3+BIT4);//输出置低    (P2OUT|=(BIT2));    (P2OUT&=~(BIT2));    delay_ms(1);    //OUT和 RST，输入    P2DIR &=~(BIT1+BIT5);    P2REN |=(BIT5);    P2OUT |=(BIT5);//RST上拉}

管脚宏定义，屏蔽底层硬件接口：

//管脚宏定义#define MPXY8020A_S0_H (P2OUT|=(BIT2))#define MPXY8020A_S0_L (P2OUT&=~(BIT2))#define MPXY8020A_S1_H (P2OUT|=(BIT0))#define MPXY8020A_S1_L (P2OUT&=~(BIT0))#define MPXY8020A_CLK_H (P2OUT|=(BIT3))#define MPXY8020A_CLK_L (P2OUT&=~(BIT3))#define MPXY8020A_DATA_H (P2OUT|=(BIT4))#define MPXY8020A_DATA_L (P2OUT&=~(BIT4))#define MPXY8020A_OUT_IN (P2IN&(BIT1))//延时函数宏定义#define delayus(x) delay_us(x)

四种模式切换代码，插入必要的延时。

//测量温度void mpxy8020a_measure_temperature(void){
         MPXY8020A_S0_L;    MPXY8020A_S1_H;    delayus(200);//等待测量结束}//测量压力void mpxy8020a_measure_pressure(void){
         MPXY8020A_S0_H;    MPXY8020A_S1_L;    delayus(500);//等待测量结束}//待机模式void mpxy8020a_standby(void){
         MPXY8020A_S0_L;    MPXY8020A_S1_L;    delayus(50);//等待一会}//读输出比较结果模式void mpxy8020a_read(void){
         MPXY8020A_S0_H;    MPXY8020A_S1_H;    delayus(50);//等待读响应到来}

发送一个字节数据给MPXY8020A：

//向MPXY8020a发送一个数据void mpxy8020a_send_byte(char c){
         int i;    for(i=7;i>=0;i--)    {
             if(c&(1<<i))//高位在前            MPXY8020A_DATA_H;        else            MPXY8020A_DATA_L;        MPXY8020A_CLK_L;        //cpu主频低于 1Mhz就不需要延时        delay_us(10);        MPXY8020A_CLK_H;        delay_us(10);    }    MPXY8020A_CLK_L;}

获取温度的代码：

//计算结果数据，放大100倍int mpxy8020a_get_temperature(void){
         int min=0,max=255;    int value=0,output=0;    double temp=0.0;    while(1)    {
             value=(int)((min+max)/2);//取一半的值        //待机模式下发送数据        mpxy8020a_standby();        //发送数据        mpxy8020a_send_byte((char)(value&0xff));        //开启测量        mpxy8020a_measure_temperature();        //输出结果        mpxy8020a_read();        if(MPXY8020A_OUT_IN)//判断是否为真        {
                 //真表示实际值大于给出的阈值            if(max-min<=2)            {
                     output=max;                break;//可以结束了            }            else            {
                     min=value;//重新选取范围            }        }        else        {
                 //此时给出的阈值大于真实值            if(max-min<=2)            {
                     output=min;                break;//可以结束了            }            else            {
                     max=value;//重新选取范围            }        }    }    //待机模式下发送数据    mpxy8020a_standby();    //根据公式计算实际温度值 output=74.7461 + 0.9752*Temperature+0.0041*(Temperature)^2    //解此方程可得    //注意精准计算需要根据数据手册制表查找，并且根据实际情况进行校准。    temp=sqrt(-4087.1654+(double)output/0.0041)-118.926829;    return (int)(temp*100);}

获取压力的代码：

//计算结果数据int mpxy8020a_get_pressure(void){
         float pressure_error=7.5;//3.0v 25摄氏度误差，具体根据手册的表格确定    int min=0,max=255;    int value=0,output=0;    double temp=0.0;    while(1)    {
             value=(int)((min+max)/2);//取一半的值        //待机模式下发送数据        mpxy8020a_standby();        //发送数据        mpxy8020a_send_byte((char)(value&0xff));        //开启测量        mpxy8020a_measure_pressure();        //输出结果        mpxy8020a_read();        if(MPXY8020A_OUT_IN)//判断是否为真        {
                 //真表示实际值大于给出的阈值            if(max-min<=2)            {
                     output=max;                break;//可以结束了            }            else            {
                     min=value;//重新选取范围            }        }        else        {
                 //此时给出的阈值大于真实值            if(max-min<=2)            {
                     output=min;                break;//可以结束了            }            else            {
                     max=value;//重新选取范围            }        }    }    //待机模式下发送数据    mpxy8020a_standby();    //根据公式计算实际气压值temp=output*2.5+-(pressure-error)    //注意精准计算需要根据数据手册制表查找，并且根据实际情况进行校准。    //不减去误差    temp=(double)output*2.5;    return (int)(temp);}

使用时，依次调用，后面两个函数即可。

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