长春汽车工业高等专科学校 电气自动化技术 2011年3月23日 点对点短距离数据无线传输 PTR8000 长春汽车工业高等专科学校 电气自动化技术 2011年3月23日

【项目任务】 1.利用两个PTR8000无线通讯模块，实现两个单片机之间的数据无线传输。

【项目知识点与技能点】 1. PTR8000无线通讯模块外部结构,相关特性。 2. PTR8000无线通讯模块的硬件接口。 3. PTR8000无线通讯模块的SPI配置。 4. PTR8000无线通讯模块工作模式,软件编程。 5. ATmega16单片机同步串行口SPI的使用。

【项目知识准备】 1.PTR8000无线通讯模块的外部结构及相关 特性 1）PTR8000无线通讯模块的外部结构图

2）引脚说明 表 PTR8000无线通讯模块引脚功能说明 管脚 功能 方向 Pin1 VCC 正电源1.9-3.6V输入 I Pin2 TXEN TX_EN=“1”发射模式，TX_EN=“0”接受模式 Pin3 TRX_CE 使能发射/接受模式（区别与配置模式） Pin4 PWR Power down 模式 Pin5 uCLK 时钟分频输出 O Pin6 CD 载波检测输出 Pin7 AM 地址匹配输出 Pin8 DR 数据就绪输出 Pin9 MISO SPI输出 Pin10 MOSI SPI输入 Pin11 SCK SPI时钟 Pin12 CSN SPI使能，低有效 Pin13 GND 电源地 Pin14 2）引脚说明 表 PTR8000无线通讯模块引脚功能说明

3）产品特性 1.超小型、超低功耗、高速率19.2K无线收发器，它具有接收发射合一。 2.工作频率国际通用数据传送频段433MHz。 3.发射功率+10dBm,高抗干扰GFSK调制，可眺频，数据速率50kbps,独特载波检测输出，地址匹配输出，数据就绪输出。 4.内置完整通信协议和CRC,只需通过SPI即可完成所有的无线收发传输,无线通信如同SPI通信一样方便。

4）基本电气特性 PTR8000模块的基本电气特性如表所示。 参数 数值 单位 工作电压 1.9-3.6 V 最大发射功率 10 dBm 最大数据传输率 100 Kbps 输出功率为-10dBm时工做电流 11 mA 接受模式的工作电流 12.5 温度范围 -40to+85 ℃ 典型灵敏度 -100 掉点模式时工作电流 2.5 uA

2、PTR8000无线通讯模块的硬件接口 1）模式控制: 该接口由 TRX-CE，TX-EN，PWR组成，控制PTR8000的四种工作模式：掉电和SPI编程模式；待机和SPI编程模式；发射模式；接收模式。各种模式的控制方式见表: PWR TRX_CE TX_EN 工作模式 X 掉电和SPI编程模式 1 待机和SPI编程模式 接收 发射

说明： 1）待机模式下功耗约为40uA,此时发射/接收电路均关闭，只有SPI接口工作。 2）掉电模式下功耗约为2.5uA,此时所有电路关闭，进入省电状态。 3）在待机和掉电模式下PTR8000均不能接收、发射数据，可以进行配置。

SPI串行接口指令 指令名称 指令格式 操作 W_CONFIG (WC) 0000AAAA 写配置寄存器。AAAA指出写操作的开始字节，字节数量取决于AAAA指出的开始地址。 R_CONFIG （RC） 0001AAAA 读配置寄存器。AAAA指出读操作的开始字节，字节数量取决于AAAA指出的开始地址。 W_TX_PAYLOAD （WTP） 00100000 写TX有效数据：1-32字节。写操作全部从字节0开始。 T_TX_PAYLOAD （RTP） 00100001 读TX有效数据：1-32字节。读操作全部从字节0开始。 W_TX_ADDRESS （WTA） 00100010 写TX地址：1-4字节，写操作全部从字节0开始。 R_TX_ADDRESS （RTA） 00100011 读TX地址：1-4字节，读操作全部从字节0开始。 R_RXPSYLOAD (RRP) 00100100 读RX有效数据：1-32字节。读操作全部从字节0开始。 CHANNEL_CONFI G(CC) 1000pphc 00000000 快速设置配置寄存器中CH_NO,HFREQ_PLL和PA_PWR的专用命令。CH_NO=cccccccc;HFREQ_PLL=h;PA_PWR=pp 3、PTR8000的SPI口配置 用于SPI接口的有用命令见表。当CSN为低时，SPI接口开始等待下一条指令，任何一条指令均由CNS的高到低的转换开始。

4、PTR8000无线通讯模块的工作模式及软件编程 由于与RF协议相关的高速信号处理部分已经嵌入在模块内部，PTR8000可与各种低成本单片机配合使用，也可以与DPS等高速处理器配合使用；PTR8000提供一个SPI接口，速率有微控制器自己设定的接口速度决定。

4、PTR8000无线通讯模块的工作模式及软件编程 在RX模式中地址匹配（AM）和数据准备就绪（DR）信号通知MCU一个有效的地址和数据包括已经各自接收完成，微控制器即可通过SPI读取接收数据。 在TX模式中PTR8000自动生产导码和CRC效验码，数据准备就绪（DR）信号通知MCU数据传输已经完成。这意味着降低MCU的存储器需求也就是降低MCU成本，同时缩短软件开发时间。

1）配置编程 上电以后MCU首先配置PTR8000模块。先将PWR、TXEN、TRX_CE设为配置模式，MCU通过SPI将配置数据移入PTR8000模块；在掉电和待机模式工作后，配置内容仍有效。配置数据只有当电源撤除后才会丢失。

2）发射模式 1） 当MCU有数据要发送规定节点时，接收节点的地址（TX-address）和有效数据（TX-payload）通过SPI接口传送给PTR8000。应用协议或MCU设置接口速度。 2）MCU设置TRX_CE,TX_EN为高来启动传输 3）PTR8000内部处理 ·无线系统自动上电 ·数据包完成（加前导码和CRC校验码） ·数据包发送（100kbps,GFSK,曼切斯特编码） 4）如果AUTO_RETRAN被设置为高，PTR8000将连续地发送数据包，直到TRX_CE被设置为低。 5）当TRX_CE被设置为低时，PTR8000结束数据传输并将自己设置成待机模式。

3）接收模式 2）650us以后，PTR8000监控中心的信息 3）当PTR8000发现和接收频率相同的载波时，载波检测（CD）被置高 1）通过设置TRX_CE高，TX_EN低来选择RX模式 2）650us以后，PTR8000监控中心的信息 3）当PTR8000发现和接收频率相同的载波时，载波检测（CD）被置高 4）当PTR8000接收到有效地址时,地址匹配（AM）被置高 5）当PTR8000接收到有效的数据包（CRC校验正确）时，PTR8000去掉前导码，地址和CRC位，数据准备就绪（DR）被置高 6）MCU设置TRX_CE低，进入standby模式（待机模式） 7）MCU可以以合适的速率通过SPI接口读出有效数据,所有的有效数据被读出后，PTR8000将AM和DR置低

【硬件电路】 发送部分硬件电路图

【硬件电路】 接收部分硬件电路图

电路图说明 在这个项目中，我们利用两个PTR8000无线通讯模块完成点对点的无线数据传输。两个PTR8000无线通讯模块分别由两ATmega16单片机控制。接收部分的单片机在读取接收到的数据之后，将数据通过数码管74LS164串行显示模块显示出来。

【软件设计】 1.发送部分程序流程图

【软件设计】 1.接收程序流程图