数字传感器MPXY8020A与MSP430的接口设计
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；i8；i++){
if((MPXY8020A_dataBIT7)=BIT7)f
//高位在前
P3OUT |=mpxy8020_dat； //OUT引脚置1
else{
P3OUT = ~mpxy8020_dat //OUT引脚清0
}
P3OUT |=mpxy8020_clk； //CLK引脚置1
Dday20us(1)；
P30UT＆=～mpxy8020_clk； ／／CLK引脚清0
Delay20us(1)。
MPXY8020A_data=MPXY8020A_data1;
／／左移1位
}
4. 2. 2温度和气压数据的读取
获取MPXY8020A传感器气压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位精度的转换结果，但需要较长的转换时间和消耗较多的电能。报警值检查法是预先设置一个气压或温度的报警值，然后监测OUT引脚的电平来确定气压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气压／温度值时，可采用这种工作方式。本系统中采用的是逐次逼近法。
MPXYS020A传感器利用外部的MSP430F1232作为逐次逼近程序的控制器，MSP430F1232将猜测的极限值通过SPI接口串行地发送到传感器的DAR(数／模转换寄存器)。器件内DAR将此猜测值变为模拟值，并与待测的气压值比较，通过OUT引脚给出比较后的结果。每次比较需用64个时钟周期。例如：第1次猜测值为0x80，如果检测OUT脚为高电平，则说明气压值大于0x80，MSP430F1232通过SPI再送人0xC0，检测OUT引脚的状态，如果这次OUT引脚是低电平，说明气压在0x80和0xC0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1个猜测值，并送人数／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”，则说明猜测值太小。转换结果寄存器作为一个变量由MSP430F135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，结果寄存器的最低位置“0”，使用新的猜测值继续逼近，直到得到最终结果。
用逐次逼近的方法读取MPXY8020A温度数据的程序代码如下：
void MPXY8020A_temperature_sample(void){
uchar MPXY8020A_temp=0；
P3D1R=～mpxy8020_ut； ／／INPUT
MPXY8020A_temp=BIT7；／／N始值为128，即位7=1
MPXY8020A_standby_state()； ／／待机模式
MPXY8020A__sendByte(MPXY8020A_Xemp)；
／／发送极限值
MPXYS020A_temperature_state()； ／／测量温度模式
MPXY8020A_output_state()； ／／读数据模式
if((P31N＆mpxy8020_out)==mpxy8020_out){
／／比较OUT引脚是否为1
MPXYS020A_temp |=BIT6； ／／位6=1
}
else{
MPXY8020A_temp=~B1T7;／／位7=0
MPXY8020A_temp |=BIT6； ／／位6=1
:／／省略部分为从位6到位1的重复逼近的程序，其c
／／代码与位7的相似
MPXY8020A_standby_state()； ／／待机模式
MPXY8020A_sendByte(MPXY8020A_temp)；
／／发送极限值
MPXY8020A_temperature_state()； ／／测量温度模式
MPXY8020A_output_state(); ／／读数据模式
if((P3IN＆mpxy8020_out)==mpxy8020_out)
／／比较OUT引脚是否为1
{}
else{
MPXY8020A_temp=～BITO；／／位0=0
}
temperature=MPXY8020A_temp；
／／用全局变量储存采样值
读取MPXY8020A气压数据的函数代码与读取温度的函数相似。限于篇幅，本文不再细述。
4.2．3温度和气压数据的转换
(1)温度数据的转换
根据表3，可以把温度采样值转换为实际温度值。实际温度值的单位为℃。众所周知，单片机对浮点数的处理能力不强，因此，为了便于单片机进行运算和保留更高的准确度，对转换后的实际温度值放大了100倍。例如，1501对应于15．01℃。
当采样温度值小于-40℃对应的值时，按0．8℃／位的变化率进行计算。温度采样值小于25℃对应的采样值时，以上限为基准进行计算，因为其上限出现的机率更大，这样得出的结果误差会小些；当采样温度值大于25℃对应的采样值时，以下限为基准进行计算，因为下限出现的机率更大。比如，采样值介于25℃对应的采样值和70℃对应的采样值之间，则以25℃为基准。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/162197.htm
(2)气压数据的转换
MPXY8020A测量的气压范围约为0～600 kPa，测得的值与气压之间的转换关系由下式给出：P=2．5×Output±气压误差式中，Output为测量得到的值(在0～255之间)，气压误差由MPXY8020A的数据手册给出(将在下一节中讨论)；P为转换后的气压值，单位为kPa。
4.2.4气压数据的误差处理
MPXY8020A所测得的气压是存在误差的，并且，在不同的温度区间、不同的工作电压、不同的气压的情况下，其误差也不一样。MPXY8020A的气压误差由其数据手册给出，表4列出其在250 kPa～450 kPa气压区间下的误差值。
由表4可以看出，阴影部分的误差较小。当电压低于2．5 V或者温度过低或者温度过高的情况下，所测得的温差比较大。为了减小测量误差，MPXY8020A应工作于2．5～3．3 V的电压区间。
由于各个传感器的误差不尽相同，因此，可以通过实际测量得出其具体的气压误差，然后再在程序中加上或者减去这个误差值，这样所得出的气压值就更加接近真实值。此外，也可以通过分段多次测量的方法，得到更好的测量结果。
结 论
MPXY8020A为数字式气压和温度传感器，体积小、接口简单、工作稳定可靠、功耗小；适用于对体积要求比较高的气压和温度测量系统，尤其适用于无线汽车轮胎气压监测系统。本设计已应用于某无线汽车轮胎气压监测系统中，经实践证明使用效果良好。
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