I2C總線(xiàn)控制的CD2518彩電

摘要：I2C總線(xiàn)控制是由一連串二進(jìn)制編碼脈沖信號，通過(guò)程序指令方式實(shí)現微處理器對單元功能集成電路的控制和信息交換，以軟件代替硬件，提高控制系統效率。從而實(shí)現電視信號的控制，以CPU為核心，存儲器為記憶，經(jīng)過(guò)TV信號處理，來(lái)完成彩色解碼、圖像中放、視放、伴音、遙控，使電路簡(jiǎn)化，功能增加，提高產(chǎn)品的可靠性。

關(guān)鍵詞：I2C總線(xiàn)、脈沖、E2PROM

利用I2C總線(xiàn)設計應用程序，簡(jiǎn)化了硬件設計，使用戶(hù)“傻瓜化”，在生產(chǎn)中，可以省掉一大半可調電位器，大大地簡(jiǎn)化了調整工藝，產(chǎn)品一致性好，提高了產(chǎn)品的可靠性，并且具有故障自檢功能，能夠縮短檢修時(shí)間，提高檢修率。

一、CD2518彩電的I2C控制系統

彩電的I2C總線(xiàn)的控制系統是由硬件電路和軟件數據系統組成的，硬件電路是有主控微處理集成電路、存儲器集成電路、被控單元功能集成電路、信號傳輸電路及電源供電電路組成；軟件數據系統是由許多組具有特定含義的二進(jìn)制編碼構成的。CD2518彩電主要是由CPU LC863328、存儲器AT24C08、TV信號處理器LA76810，伴音控制CD4052等集成塊組成控制系統，以CPU為核心，存儲器為記憶，I2C總線(xiàn)控制，來(lái)完成彩色解碼、圖像中放、視放、伴音、遙控；行、場(chǎng)掃描，應用數字濾波延時(shí)網(wǎng)絡(luò )，把全部小信號處理集成到一塊芯片中，使電路體積減少，功能其全。采用數字自動(dòng)同步電路，得到穩定的場(chǎng)頻信號，保證了隔行掃描的穩定性，提高自動(dòng)化程度。用集成電路完成中放、視頻檢波，AFT等功能，使電路簡(jiǎn)化，給使用、調試帶來(lái)更大的方便。存儲器AT24C08協(xié)助CPU 完成全自動(dòng)遙控系統，使得255個(gè)頻道存儲多制試（PAL、SECAM、B/G、D/K、NTSC等制試）具有多語(yǔ)言功能表示，拉幕式開(kāi)關(guān)機、游戲及日歷等功能，可以進(jìn)行全自動(dòng)搜索、半自動(dòng)搜索、微調/手動(dòng)搜索。其I2C總線(xiàn)控制示意圖如下：

二、CD2518彩電的工作原理

（一）、LC863328的工作原理

它是全制式解碼集成電路，由控制器和運算器組成的?？刂破魇怯脕?lái)同意指揮和控制微處理器工作的部件，接收來(lái)自存儲器的逐條指令，進(jìn)行指令譯碼，并通過(guò)定時(shí)和控制電路，在規定的時(shí)刻發(fā)出各種操作所需的全部?jì)炔康目刂菩畔⒓癈PU外部所需的控制信號，使各部分協(xié)調工作，完成指令所規定的各種操作。運算器是由運算/邏輯部位ALU、累加器ACC和暫存器，是用來(lái)執行算術(shù)運算和邏輯操作的部件。它有中斷功能，對多個(gè)受控器實(shí)時(shí)控制對人們所編寫(xiě)的程序進(jìn)行取指令、分析指令和執行指令，從存儲器中讀出控制數據，送往被控電路，通過(guò)I2C總線(xiàn)應用軟件對各項指標進(jìn)行調整，使圖像恢復到最佳狀態(tài)。

CPU的I2C總線(xiàn)接口電路主要是由地址寄存器、移為位寄存器、串行數據寄存器、串行口控制寄存器、輸入/輸出通道選擇器以及濾波器組成。移位寄存器以并行方式與數據寄存器相連，以串行方式與SDA相連，用于將并行數據串行數據并行輸出，它的容量為9bit，能寄存一個(gè)待發(fā)送的8bit數據字節以及1bit答應ACK信號，由I2C總線(xiàn)控制電路產(chǎn)生和識別，從右到左移位發(fā)送數據，到達SDA由通道選擇控制電路分配給SDA0、SDA1；串行口數據寄存器存放一個(gè)由CPU送來(lái)的8bit和剛收到的等待CPU度曲的數據字節；數據寄存器是根據這些數據判斷I2C總線(xiàn)接口的運行狀態(tài)，調用相應的操作處理程序模塊，完成接口的數據傳送操作；控制寄存器提供I2C總線(xiàn)輸入輸出通道選擇、應答位選擇、串行口時(shí)鐘周期選擇等功能；地址寄存器裝入7位地址；輸入濾波器具有I2C總線(xiàn)邏輯兼容的輸入電平。

彩電CD2518上的所有受控集成電路同掛在兩條總線(xiàn)上與LC863328連接，通過(guò)軟件脈沖數據傳遞控制信息，29腳串行數據線(xiàn)SDA與30腳串行時(shí)鐘線(xiàn)SLC各自通過(guò)一個(gè)上拉電阻RP連接到電源正端，當總線(xiàn)空閑時(shí)，SDA、SCL必然保持高電平。

LC863328中的27腳data數據線(xiàn)和28腳clock時(shí)鐘線(xiàn)根據程序計數器PC中的值從存儲器中讀出現行指令，送到指令寄存器，再將指令操作碼取出后進(jìn)行譯碼，分析其指令性質(zhì)，在取出操作數后，按照操作碼的性質(zhì)對操作數進(jìn)行操作，執行指令。22、23、24、25腳控制字符三基色信號的輸出，其極性可編程；通過(guò)34腳接收遙控信號的輸入，對整機信號參數進(jìn)行調整。由14腳控制中放輸入，在場(chǎng)回掃期進(jìn)行一次性調整，使行PLL鎖定；15腳控制AGC，來(lái)保證輸出視頻振幅不變；場(chǎng)、行信號從20、21腳輸入，取得同步脈沖，使得在不同視頻輸入條件下，輸出穩定的行、場(chǎng)偏轉信號；用40、41、42腳來(lái)實(shí)現高頻頭頻段的控制。

(二)、AT24C08的結構與工作原理。

AT24C08是可擦可寫(xiě)只讀存儲器，直接通過(guò)I2C總線(xiàn)中的SDA中的器件地址碼變更，來(lái)變換讀寫(xiě)功能。當串行時(shí)鐘線(xiàn)SLC從6腳輸入正邊緣時(shí)鐘信號時(shí)，數據進(jìn)入每一個(gè)E2PROM期間，而在負邊緣時(shí)鐘時(shí)，數據從每個(gè)器件中輸出；串行數據線(xiàn)SDA雙向輸送時(shí)，該5腳用漏極開(kāi)路驅動(dòng)，1、2、3腳作器件地址輸入。

AT24C08的結構主要是由E2PROM存儲陣列幾其X、Y向譯碼電路、電源泵/定時(shí)、串行多路調制器、數據寄存器和I2C總線(xiàn)控制邏輯的起始、結束、地址比較、串行控制、數據裝入寄存器和輸出、應答邏輯電路組成。電源泵的設置免除外設置的寫(xiě)入高壓電源；數據寄存器保證了頁(yè)寫(xiě)數據的裝載空間；器件地址比較器用于辯識自己的從地址。

工作原理分四部分：

（1）從地址選擇

AT24C08是I2C接口器件，按照Philips I2C接口器件地址分配具有地址1010。I2總線(xiàn)上掛接的存儲器除了尋址字節（SLAR/W后）外，片內的存儲空間地址采用了一個(gè)地址WORDADR字節的尋址，故片內尋址范圍為256字節。AT24C08的存儲空間為1K字節。

（2）頁(yè)寫(xiě)功能

E2PROM寫(xiě)入時(shí)，總需要一定的寫(xiě)入時(shí)間（5~15ms），因此，在寫(xiě)入程序中無(wú)法連續寫(xiě)入多個(gè)數據字節。在E2PROM器件中設有一定容量的數據寄存器。用戶(hù)一次寫(xiě)入E2PROM的數據字節不大于頁(yè)寫(xiě)字節數時(shí)可按通常RAM的寫(xiě)入速度，裝載至E2PROM中的數據寄存器中，隨后啟動(dòng)自動(dòng)寫(xiě)入定時(shí)控制邏輯，經(jīng)過(guò)5~10ms，自動(dòng)將數據寄存器中的數據同步寫(xiě)入E2PROM的指定單元中。AT24C08的頁(yè)寫(xiě)字節數為16。

（3）頁(yè)地址空間的“翻卷”

對應于頁(yè)寫(xiě)字節數，數據寄存器分別有2、3、4位頁(yè)地址。為字地址的地位部分。在寫(xiě)入時(shí)，寫(xiě)入數據按照字地址（WORDADR）的最低部分，定為在數據寄存器的頁(yè)地址空間、數據寄存器地址的低位部分，溢出時(shí)不會(huì )向字地址的高位部分進(jìn)位，這就造成寫(xiě)入數據在地址的“翻卷”。

（4）數據操作格式

1、E2PROM的寫(xiě)周期時(shí)序

由于頁(yè)寫(xiě)功能的設置，I2C總線(xiàn)對AT24C08操作只體現對其數據寄存器的裝載操作，在數據裝載完畢，E2PROM接收到I2C總線(xiàn)發(fā)送的停止位后，自動(dòng)啟動(dòng)一個(gè)內部同步的寫(xiě)周期，將數據寄存器中的數據寫(xiě)入E2PROM陣列中，在這個(gè)內部寫(xiě)入周期中所有輸入皆無(wú)效。寫(xiě)周期結束后AT24C08才允許對總線(xiàn)響應。寫(xiě)周期時(shí)序如圖2

（三）、LA76810的工作原理

LA76810在I2C總線(xiàn)控制下，完成對圖像、伴音中頻信號、視頻和掃描信號的處理，電視中頻信號經(jīng)LA76810的5、6腳輸入后，經(jīng)內部圖像中頻AGC放大器放大，PLL鎖相環(huán)解調后產(chǎn)生視頻信號和第二伴音中頻信號，第二伴音中頻信號經(jīng)PLL電路進(jìn)行調頻解調、音頻放大、音量控制后從LA76810的1腳輸出音頻信號提供給伴音功率放大電路。視頻信號從46腳輸出后再從44腳返回，經(jīng)過(guò)PAL、NTSC制式解碼處理、畫(huà)質(zhì)改善處理電路以及R、G、B矩陣解碼電路從19、20、21腳輸出R、G、B基色視頻信號，送入視頻放大器放大后，在彩色顯像管陰極產(chǎn)生激勵信號，完成彩色圖像傳送功能。LA76810的行、場(chǎng)掃描小信號產(chǎn)生是通過(guò)4MHZ時(shí)鐘信號分頻鎖相完成的，不需外接行振蕩晶體；視頻信號經(jīng)同步分離電路處理后，分別得到行、場(chǎng)同步信號，實(shí)現行、場(chǎng)掃描同步功能；產(chǎn)生的行、場(chǎng)激勵脈沖信號分別從23腳輸出場(chǎng)掃描激勵信號，27腳輸出行掃描激勵信號。

（四）、CD4052工作原理

CD4052多路邏輯數字電路集成開(kāi)關(guān)，用于選擇與混合模擬信號和數字信號，控制端子的數字信號經(jīng)邏輯電平變換后，可實(shí)現小的邏輯幅度切換大的信號幅度功能。CD4052的邏輯控制端為6、9、10腳，當6腳為低電平時(shí)，通過(guò)控制9、10腳電位變化使公共端子為13腳和3叫分別與其他腳位接通，達到信號選通的目的，當6腳為高電平時(shí)，無(wú)論9、10腳電位如何變化，13、3腳都不與其他腳位相通。

三、CD2518彩電的功能

1、語(yǔ)言功能，屏幕顯示的字符可以中英文切換。
2、日歷功能，處于中文OSD顯示時(shí)，將會(huì )出現農歷，處于英文OSD顯示時(shí)，則不出現農歷。
3、游戲功能。
4、幸運選號操作，進(jìn)入選號菜單后選中“選號范圍”或選號數量，用音量功能鍵來(lái)改變設定值，由MCU隨機選出號碼。
5、選擇超強接收功能。
6、彩色自動(dòng)識別，根據需要選擇不同制式、伴音等功能。
7、選擇童鎖、ZOOM、菜單背景等功能。
8、立體聲、重低音或耳機選擇功能。

四、結束語(yǔ)

利用I2C總線(xiàn)控制系統設計彩電，可以使線(xiàn)路板面積減小，控制功能增加，故障率低；軟件取代硬件，消除了電位器老化、接觸不良的故障隱患，使整機穩定性提高；功能模塊的設計，十分方便地增加或減少單元功能電路，使得產(chǎn)品升級換代快；多重主控，使生產(chǎn)和檢修調試自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率；數據的雙向傳輸，消除了電路失控現象，使故障判斷能力提高。