SPI-Schnittstelle des 70TX-E2 Sendemoduls

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1 SPI-Schnittstelle des 70TX-E2 Sendemoduls 1 Systembeschreibung Der Sender 70TX-E2 besitzt zusätzlich zur 8-Bit breiten Parallelschnittstelle eine 4-Bit breite SPI Schnittstelle. Es kann immer nur eine der beiden Betriebsarten verwendet werden, da beide Schnittstellen sich einige Anschlüsse teilen. Die Belegung der 16-poligen Stiftleiste erfolgt nach dem nebenstehenden Schema. Im Parallel-Modus wird die Bitkombination, die am Eingang D0..D7 ansteht als Kanalnummer interpretiert ( , low-aktiv). Der interne Controller berechnet daraus die einzustellenden Parameter für den Synthesizer. Gleichzeitig kann an den Eingängen D0-D3 eine SPI- Schnittstelle genutzt werden. Durch den erweiterten Funktionsumfang ergeben sich zusätzliche Einstellmöglichkeiten für das Sendemodul. Es kann z.b. die Frequenz des Senders, die Ausgangsleistung und Funktionen wie Stand-by eingestellt werden. D0 - SDO D1 - SCL D2 - SDI D3 - /CS D4 - D5 - D6 - D7 - GND - N.C. - MOD - Ub - Stby - N.C. - N.C. - N.C. - Wird über die Leitung D1-D3 das ASCII-Zeichen 'H' übertragen, so schaltet das Modul auf seriellen SPI-Betrieb um und D0 wird zum Ausgangspin. Die serielle SPI- Betriebsart bleibt danach bis zum Neustart des Moduls aktiv oder kann mittels eines speziellen SPI-Befehls permanent als Standard-Betriebsart eingestellt werden. Die Parametrierung des Moduls ist nur über die serielle SPI-Schnittstelle möglich. Die SPI Schnittstelle besteht aus folgenden Signalen: /CS: chip select (low-aktiv) SCL: serial clock (Datenübernahme mit steigender Flanke) SDI: data in (Dateneingang des Moduls) SDO: data out (Datenausgang des Moduls) /CS SCL 7.5µs min 1µs min SDO SDI ('H') SPI_70TX-E2_V2_1_140919_kunde /14

2 Die einzelnen Zeichen müssen als ASCII-Zeichen übertragen werden. Das Modul akzeptiert ankommende Daten nur, wenn am /CS-Pin ein Low-Pegel anliegt. Zur Verdeutlichung der Kommunikation finden Sie nachfolgend einige Beispiele. Dabei entsprechen: D0 SDO, D1 CLK, D2 SDI, D3 /CS Abb. 1 zeigt die Übertragung des Zeichens 'H'. Abbildung 1 Abb. 2 zeigt das Senden der ASCII-Zeichenfolge H01 mit Abschlusszeichen 0x00. Zwischen den beiden Zeitmarkierungen ist das ASCII-Zeichen '0' = 0x30. Das Signal D0 zeigt zwischen den beiden Markierungen das Zeichen 'H' danach folgt das Zeichen 'R' (read). Abbildung 2 SPI_70TX-E2_V2_1_140919_kunde /14

3 Beim Pollen der SPI-Schnittstelle mit '0xFF' auf Leitung D2 wird mit '0xFF' auf der Leitung D0 geantwortet, solange der Befehl noch verarbeitet wird (Abb. 3). Abbildung 3 Abb.4 zeigt den Beginn der Antwort. Die Übertragung beginnt mit 0x4D = 'M' (zwischen den beiden Markierungen) gefolgt von 0x30 = '0' und 0x31 = '1' ( M01... ) Abbildung 4 Bei der Übertragung des ersten Zeichens ist der SPI-Ausgang unter Umständen noch nicht aktiviert (Start im Parallel-Mode). In diesem Fall ist das erste empfangene Zeichen '0xFF'! Bitte unbedingt beachten: Die Kommunikation sollte sich immer auf das Nötigste beschränken. Wenn keine Einstellung am Modul vorgenommen wird oder keine Abfrage getätigt wird, sollten insbesondere die Signale SCL und SDI in Ruhe sein. Jede Flanke eines Rechtecksignals kann sonst zu Störungen im Sendesignal führen. SPI_70TX-E2_V2_1_140919_kunde /14

4 2 Befehlsaufbau Bei der Übertragung eines Befehls wird eine Zeichenkette gesendet, die mit dem Zeichen 0x00 abgeschlossen sein muss. Der Befehlsaufbau beginnt immer mit dem Buchstaben 'H' gefolgt von zwei ASCII-Zeichen, welche die Befehlsnummer repräsentieren und ggf. einem Leerzeichen (0x20) gefolgt von weiteren Parametern (ASCII-Zeichen, welche als Hexadezimalzahlen interpretiert werden). Wird am Ende der Übertragung das Zeichen 0x00 gelesen, wird die Befehlsdekodierung ausgelöst. Der Eingangspuffer beträgt maximal 30 Zeichen. Bei Überschreiten dieser Zeichenanzahl wird die Datenaufnahme abgebrochen. Es werden einzelne Werte oder ganze Datenblöcke übertragen (befehlsabhängig). Die Befehlsnummer (xx) muss mit zwei für Hexadezimalzahlen zulässigen Zeichen übergeben werden. Synchronisation SENDEN Parameter Hxx dd...dd Befehlsaufbau Senden an das Modul Befehlsnummer Der Befehlsaufbau beim Empfang entspricht dem Befehlsaufbau beim Senden, jedoch ist das Synchronisationszeichen bei fehlerfreier Ausführung ein 'M' und bei fehlerhafter Ausführung ein 'E' (Error) gefolgt von einem Fehlercode. Bei der Ausführung eines Befehls gibt es 4 Zustände: Datenaufnahme bis zum Abschlusszeichen (Befehlsende = 0x00) Befehl dekodieren (Wartezeit Master) Befehl ausführen (Wartezeit Master) Antwort abfragen (mit 0xFF) Wird ein Zeichen bei einem Auftrag übertragen, so wird 'R' im SPI-Senderegister quittiert bis das Abschlusszeichen eintrifft (das letzte vom Master gesendete Zeichen). Danach kann ein Pause eingelegt werden. Die CPU des Funkmoduls bearbeitet den Befehl und bereitet die Antwort im Datenpuffer vor. SPI_70TX-E2_V2_1_140919_kunde /14

5 Danach wird vom Master das Ergebnis durch senden von 0xFF abgefragt. Liegt die Antwort noch nicht vor, so wird 0xFF zurückgegeben. Ist eine Antwort verfügbar, beginnt die Zeichenfolge mit dem ASCII-Zeichen 'M' (Message) oder 'E' (Error). Die folgenden Daten (Befehlsnummer und ggf. ein Leerzeichen gefolgt von ASCII- Zeichen) beinhalten die Antwort des Funkmoduls und werden von dem Abschlusszeichen (0x00) quittiert. Nach dem Synchronisationszeichen 'M' (normale Antwort) oder 'E' (Fehler) werden die nachfolgenden ASCII-Zeichen entsprechend der jeweiligen Befehle als Hexadezimalzahl interpretiert. 2.1 Befehlscodes Wie in Abschnitt 1.2 beschrieben, werden Zeichenketten vom Master an das Modul übertragen. Diese Daten können z.b. mit folgender Anweisung ( in 'C' ) erzeugt werden: sprintf(cmd_string,"h%02x %lx", cmd_code, parameter) Zur Beachtung: Alle Zeichen sind ASCII-Zeichen. SPI_70TX-E2_V2_1_140919_kunde /14

6 2.1.1 GET_STATUS (01): Status des Moduls abfragen Aktion: Ausgabe verschiedener Statuswerte des Moduls. Befehlsaufbau: H01 Antwortaufbau: M01 d 21 d 20 d 19 d 18 d 17 d 16 d 15 d 14 d 13 d 12 d 11 d 10 d 9 d 8 d 7 d 6 d 5 d 4 d 3 d 2 d 1 d 0 Beispiel: Sendestring: H01 0x48 0x30 0x31 0x00 Antwort: Befehlscode: 01 M AD B0000 0x4D 0x30 0x31 0x20 0x30 0x30 0x32 0x33 0x30 0x30 0x41 0x44 0x30 0x39 0x35 0x39 0x30 0x38 0x38 0x35 0x30 0x42 0x30 0x30 0x30 0x30 0x00 Status abfragen. [d 21 d 20 d 19 d 18 ] = 0x0023: Temperatur Endstufe (35 C) [d 17 d 16 d 15 d 14 ] = 0x00AD: Strom Endstufe (173 ma) [d 13 d 12 d 11 d 10 ] = 0x0959: reserviert [d 9 d 8 d 7 d 6 ] = 0x0885: reserviert [d 5 d 4 ] = 0x0B: reserviert [d 3 d 2 ] = 0x00: Fehlerstatus: 0x00: kein Fehler 0x01: PLL rastet nicht ein 0x02: Abschaltung der Endstufe wg. Überstrom [d 1 d 0 ] = 0x00: Ausgangsdämpfung bezogen auf Nennleistung (0 db) SPI_70TX-E2_V2_1_140919_kunde /14

7 2.1.2 GET_CHANNEL (03): Kanalnummer lesen Aktion: Es wird der aktuell eingestellte Kanal des Moduls zurückgegeben. Befehlsaufbau: H03 Antwortaufbau: M03 d 3 d 2 d 1 d 0 Beispiel: Sendestring: H03 0x48 0x30 0x33 0x00 Antwort: M03 00A1 0x4D 0x30 0x33 0x20 0x30 0x30 0x41 0x31 0x00 Befehlscode: 03 Kanalnummer lesen. [d 3 d 2 d 1 d 0 ] = 0x00A1: Aktueller Kanal (161) SPI_70TX-E2_V2_1_140919_kunde /14

8 2.1.3 SET_CHANNEL (04): Kanalnummer einstellen Aktion: Umschalten des Moduls auf einen anderen Kanal. Befehlsaufbau: H03 d 3 d 2 d 1 d 0 Antwortaufbau: M03 d 3 d 2 d 1 d 0 Beispiel: Sendestring: H03 00A1 0x48 0x30 0x33 0x20 0x30 0x30 0x41 0x31 0x00 Antwort: M03 00A1 0x4D 0x30 0x33 0x20 0x30 0x30 0x41 0x31 0x00 Befehlscode: 04 Kanal einstellen. [d 3 d 2 d 1 d 0 ] = 0x00A1: Aktueller Kanal (161), wird auch in der Antwort bestätigt. SPI_70TX-E2_V2_1_140919_kunde /14

9 2.1.4 SET_ATTENUATION (12): Ausgangsdämpfung einstellen db Aktion: Die Ausgangsleistung des Moduls ergibt sich aus Nennausgangsleistung verringert um den Dämpfungswert (in db). Befehlsaufbau: H12 d 1 d 0 Antwortaufbau: M12 d 1 d 0 Beispiel: Sendestring: H12 0A 0x48 0x31 0x32 0x20 0x30 0x41 0x00 Antwort: M12 0A 0x4D 0x31 0x32 0x20 0x30 0x41 0x00 Befehlscode: 12 Dämpfung einstellen [d 1 d 0 ] = 0x0A: Dämpfung = 10 db ( P out = 17 dbm ) SPI_70TX-E2_V2_1_140919_kunde /14

10 2.1.5 SET_SPI_PERMANENT (16): Status SPI-Schnittstelle definieren Aktion: Mit diesem Befehl kann der SPI-Modus als Standard-Betriebsart eingestellt werden: Das Modul wartet beim Einschalten ausschließlich auf Befehle auf der SPI- Schnittstelle. Die 8bit Parallelschnittstelle ist dann inaktiv. Als Startkanal wird der zum Zeitpunkt der Befehlsausführung eingestellte Kanal gesetzt. Es wird vor der Ausführung dieses Befehls empfohlen den beim Einschalten des Moduls gewünschten Startkanal mit dem SPI-Befehl SET_CHANNEL (04) einzustellen. Befehlsaufbau: H16 d 1 d 0 Antwortaufbau: M16 d 1 d 0 Beispiel: Sendestring: H x48 0x31 0x36 0x20 0x30 0x31 0x00 Antwort: M x4D 0x31 0x36 0x20 0x30 0x31 0x00 Befehlscode: 16 SPI-Modus permanent [d 1 d 0 ] = 0x01: Befehlsparameter: 0x00: Parallel-Modus beim Einschalten aktiv 0x01: SPI-Modus beim Einschalten aktiv SPI_70TX-E2_V2_1_140919_kunde /14

11 2.1.6 SET_ATTENUATION_PERMANENT (17): Ausgangsdämpfung abspeichern Aktion: Mit diesem Befehl wird der zuletzt über den SPI Befehl SET_ATTENUATION (12) eingestellte Dämpfungswert im nichtflüchtigen Speicher abgelegt. Dieser Wert wird dann beim Aufstarten des Moduls sowohl im SPI-Modus als auch im Parallelmodus eingestellt. Befehlsaufbau: H17 d 1 d 0 Antwortaufbau: M17 d 1 d 0 Beispiel: Sendestring: H x48 0x31 0x37 0x20 0x30 0x31 0x00 Antwort: M x4D 0x31 0x37 0x20 0x30 0x31 0x00 Befehlscode: 17 Dämpfungswert speichern [d 1 d 0 ] = 0x01: Befehlsparameter: 0x01: Dämpfungswert speichern SPI_70TX-E2_V2_1_140919_kunde /14

12 2.1.7 SET_STANDBY (32): Aktivieren des Standby-Modus Aktion: Mit diesem Befehl kann das Modul in den Standby-Modus versetzt und wieder aufgeweckt werden. Wird dieser SPI-Befehl einmal verwendet, so ist der Standby-Pin am Modul bis zum nächsten Modulstart deaktiviert. Befehlsaufbau: H32 d 1 d 0 Antwortaufbau: M32 d 1 d 0 Beispiel: Sendestring: H x48 0x33 0x32 0x20 0x30 0x31 0x00 Antwort: M x4D 0x33 0x32 0x20 0x30 0x31 0x00 Befehlscode: 32 Standby-Modus setzen [d 1 d 0 ] = 0x01: Befehlsparameter: 0x00: Aufwecken aus dem Standby-Modus 0x01: Aktivieren des Standby-Modus SPI_70TX-E2_V2_1_140919_kunde /14

13 2.2 Fehlercodes Wird die Antwort mit einem Zeichen 'E' anstelle von 'M' eingeleitet, so wurde der Befehl nicht ausgeführt. Der Grund ist eine fehlerhafte Befehlsnummer oder ein nicht zulässiger Parameterwert. Die nicht ausgeführte/akzeptierte Befehlsnummer wird nach dem Zeichen 'E' ausgegeben. Beispiel: Sendestring: H13 20 Antwort: E13 20 (dieser Befehl existiert nicht) SPI_70TX-E2_V2_1_140919_kunde /14

14 3 Anhang 3.1 Befehlsübersicht Befehl Code Funktion GET_STATUS 01 Ausgabe von Statuswerten GET_CHANNEL 03 Kanal lesen SET_CHANNEL 04 Kanal setzen SET_ATTENUATION 12 Setzt Ausgangsdämpfung 0 db db SET_SPI_PERMANENT 16 Setzt SPI-Modus als Standard- Betriebsart SET_ATTENUATION_PERMANENT 17 Speichert zuletzt eingestelleten Dämpfungswert SET_STANDBY 32 Standby ein- bzw. ausschalten Tabelle 1: Befehlsübersicht des Funkmoduls SPI_70TX-E2_V2_1_140919_kunde /14