无线收发数传MODEM模块PTR2000的原理与应用

    摘要：PTR2000是一种新型的单片无线收发数传MODEM模块，该器件为超小型模块器件，具有超低功耗、高速率（19.2Kbps）无线收发数传功能，且性能优异，使用方便，可广泛应用于无线数传产品的设计领域。文中介绍了PTR2000的主要特点、引脚功能、软件设计、硬件连接及具体的应用电路。

    关键词：一体无线数传； FSK； 调制/解调； PLL； PTR2000

1 概述

无限收发一体数传MODEM模块PTR2000芯片性能优异，在业界居领先水平，它的显著特点是所需外围元件少，因而设计非常方便。该模板块在内部需成了高频接收、PLL合成、FSK调制/解调、参量放大、功率放大、频道切换等功能，因而是目前集成度较高的无线数传产品。

以往设计无线数传产品常常需要相当的无线电专业知识和昂贵的专业设备，而且传统的电路方案不是电路太复杂就是调试困难而令人望而却步，以至影响了用户的使用和新产品的开发研制工作。PTR2000的出现，使有们摆脱了传统无线产品设计的困扰。该器件采用抗干扰能力较强的FSK调制/解调方式，其工作频率稳定可靠、外围元件少、功耗极低且便于设计生产，这些优异特性使得PTR200非常适合于便携及手持产品的设计。另外，由于它采用了低发射功率、高灵敏度设计，因而可满足无线管制的要求且无需使用许可证，是目前低功率无线数传的理想选择。

2 PTR2000的主要特征

PTR2000的主要特征如下：

该器件将接收和发射合接为一体；

工作频率为国际通用的数传频段433MHZ；

采用FSK调制/解调，可直接进入数据输入/输出，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合；

采用DDS（直接数据合成）+PLL频率合成技术，因而频率稳定性极好；

灵敏度高达—105bBm;

工作电压低（2.7V），功耗小，接受待机状态电流仅为8μA；

具有两个频道，可满足需要多信道工作的场合；

工作数率最高达20kbit/s(也可在较抵速率下工作，如9600bps);

超小体积，约40×27×5mm3;

可直接与CPU串口进行连接（如8031），也可以用RS232与计算机接口，软件编程非常方便；

标准的DIR引脚间距更适合于趼、嵌入式设备；

由于采用了低发射功率、高接收灵敏的设计，因此使用时无需申请许可证，开阔地时的使用距离最远可达1000米。

3 引脚排列及功能

PTR2000模板的引脚排列如图1所示。各引脚的功能说明如下；

VCC（1脚）；下输入端，电压范围为2.7~5.25V；

CS（2脚）：频道选择端。CS=0时，选择工作频道

1， 即433.92MHz；CS=1时选择工作频道2，即434.33 MHz

DO（3脚）：数据输出端；

DI（4脚）：数据输入端

GND（5脚）：电源地

PWR（6脚）：节能控制端。当PWR=1时，模块处于正常工作状态，PWR=0

时，模块处于待机微功耗状态；

TXTN（7脚）：发射/接收控制端。当TXTN=1时，模块为发射状态；当TXTN=0

时，模块被设置为接受状态。

PTR2000可与所有单片机（如80C31、2051、68HC08、PIC、Z8等）配合使

用，可直接接单片机的串口或I/O口，也可与计算机串口进行通讯，此时需要

在中间简单地接在一个RS232电平转换芯片，如MAX232等。

4 软件编程注意事项

在软件编程过程中，对PTR2000的工作模式和工作频道的选择尤为重要，表1给出了该模块的工作模式控制及工作频道的选择方式。

表1 模块工作模式控制及工作频道选择表

模块接脚输入电平模块状态TXENCSPWR工作频道号器件状态0011接收0112接收1011发射1112发射xx0　待机

4.1 发送

PTR2000的通信速率最高为20Kbit/s,也可工作在其它速率如4800bps、9600bps下，无需设置PTR2000的工作速率。

在发送数据之前，应将模块先置于发射模式，即TXEN=1。然后在等待至少5ms后（接收到发射的转换时间）才可以发送任意长度的数据。发送结束后应将模块置于接收状态，即TXEN=0。发射到接收的转换时间为5ms。

4.2 接收

接收时应将PTR2000置于接收状态，即TXEN=0。然后将将接收到的数据直接送到单片机串口或经电平转换后送到计算机。

4.3 待机模式

当PWR=0时，PTR2000进入节电待机模式，此时的功耗大约为8μA，但在待机模式下不能接收和发射数据。

PTR2000除了应注意在发送、接收和待机模式下的编程外，还需注意在无信号时，PTR2000的串口输出的是随机数据，此时，可定义一个简单的通信协议，如在发送时，在有效数据这前加两用人才个（或多个）字节的固定标志，以便在接收一方的软件中检测该固定标志并将其作出了为下式数据的开始。

为了使系统能够可靠地通信，在编程时应设计通信协议，并应考虑数据的纠检错，检错可采用较验方式或更好的CRC校验方式。

5 硬件连接

图2所示是PTR2000与计算机串口进行接口的典型应用电路。连接时，PTR2000无线MODEM的DI端应接单片串口的发送端，DO接单片机串口的接收端。

利用单片机的I/O可以控制模块的发射控制、频道转换和低功耗模式。

如果直接将PTR2000与计算机串口连接，则可用RTS来控制PTR2000无线MODEM模块的收/发状态转换（RTS需经电平转换）。

6 应用

单片无线收、发一体无线数传模块PTR2000可广泛用于遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁

系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象控制、机器人控制、无线/230/422/485数据通信、数字音频、数字图像传输等系统。

图3是PTR2000的一种具体应用框图。图中，MCU单片机可以是8031、2051、68HC08、PIC16C、Z8等，可将PTR2000直接到单片机的串口或I/0口上。图4的接收和发射系统图可完成数据采集的点对点传输。适用于工业控制、数据采集、无线键盘、无线标签、身份识别等系统中。