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基于SMBUS总线的视频解码芯片SAA7113初始化2009-5-26 11:24:00谢文华，高文华供稿摘要：本文不用于以往的用标准51单片机对芯片进行初始化配置，而是采用一种新型单片机C8051F040对解码芯片SAA7113进行初始化，并给出解码芯片各个寄存器的配置值及其C8051F040专用SMBUS总线的使用方法。SMBUS总线与IIC总线兼容，C8051F040具有专用的SMBUS总线接口，不需要用单片机引脚模拟IIC总线，传输数据时只需要对其寄存器进行操作，这就大大节省了硬件资源，编程方便。 关键词：视频解码;SAA7113;C8051F040;SMBUS总线Abstract：ThevideodecoderchipSAA7113isinitializedbytheSingleChipMicrocomputerC8051F040whichisanewtypeMCUinsteadofthestandard51MCU.ThepaperintroducestheconfigurationofthevariousregistersinthevideodecoderandtheuseofSMBUSwhichisexclusiveintheSingleChipMicrocomputerC8051F040.SMBUSiscompatiblewithIIC,C8051F040usesexclusivelyinterfaceofSMBUSinsteadoftheanalogIICinthestandard51MCU.SMBUSonlyoperatesitsregisterstosavethehardwareresourcesandtomakeprogrammingconvenientlywhenittransmitsthedata.Keywords：videodecoder;SAA7113;C8051F040;SMBUSSAA7113是飞利浦半导体推出的9位视频AD芯片,在很多视频产品如电视卡、MPEG2、MPEG4中都有应用,也可用于可视对讲、可视门铃、可视电话中。SAA7113的主要作用是把输入的模拟视频信号解码成标准的“VPO”数字信号，SAA7113兼容全球各种视频标准，可根据需要将其配置为相应的视频标准，即初始化，否则SAA7113就不能按要求输出，在我国应用时习惯上将其配置为PAL制式。对SAA7113初始化需要通过IIC总线进行，本文用C8051F040单片机对其进行初始化及其控制。C8051F040单片机是51单片机的一种，但是它不同于普通的51单片机，它具有专用的IIC接口，只需要对特定的SMBUS总线寄存器进行操作，编程方便。1、SAA7113的基本原理及其寄存器介绍SAA7113是一种视频解码芯片,它可以同时输入4路CVBS或者2路S视频（Y/C）信号，通过内部寄存器的不同配置可以对输入进行切换，输出为8位的“VPO”数字信号，为标准的ITU656、YUV4:2:2格式。SAA7113兼容PAL、NTSC、SECAM等多种制式，可自动检测50或60Hz的场频,通过寄存器不同配置在各种制式间切换。SAA7113的寄存器地址从00H开始，到FFH结束。其中00H、1FH、60H62H为只读寄存器，不可写;14H、18H1EH、20H3FH、63HFFH为保留地址;只有以下寄存器可读写：01H05H（前端输入通道部分），06H13H、15H17H（解码部分），40H60H（常规分离数据部分）1。对各个寄存器的配置值如下2：寄存器地址：01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,0AH,0BH,0CH,0DH,0EH,0FH,10H,11H,12H,13H,15H,16H,17H,40H,41H57H,58H,59H,5AH,5BH,5EH寄存器配置值：08H,0C0H,33H,00H,00H,0EBH,E0H,0B8H,01H,80H,47H,42H,01H,01H0FH,00H,0CH,0A7H,00H,00H,00H,00H,02H,FFHFFH,00H,54H,07H,83H,00H2、SAA7113与单片机C8051F040接口设计C8051F040通过SMBUS（SystemManagementBus）总线（一种与IIC兼容的数据总线）将SAA7113各个寄存器的配置值送入解码芯片SAA7113，单片机C8051F040与SAA7113接口电路设计如图1所示。图1SAA7113与C8051F040接口图单片机C8051F040有标准8051的端口（0、1、2和3），又有4个附加的8位端口（4、5、6和7），因此共有64个通用的I/O口，这些端口的工作情况与标准8051相似，但是有一些改进。每个端口都可以被配置为推挽或者漏级开路输出，另外还引入了数字交叉开关，这是一个大的数字开关网络，允许将内部数字系统资源映射到P0、P1、P2和P3的端口I/O引脚。这一特性允许用户根据自己的特定需要选择通用端口I/O和所需数字资源的组合。通过配置端口I/O交叉开关寄存器0XBR0=0x01和端口I/O交叉开关寄存器2XBR2=0x40，将单片机的P0.0和P0.1引脚分别作为SMBUS总线的SDA（SerialData）和SCL（SerialClock）脚。3、SMBUS总线时序SMBUS是Intel开发的双向二线总线,其I/O接口只有2条接线:SDA和SCL。SCL传输总线时钟,SDA传输总线数据。C8051F040SMBUS总线符合SMBUSVL1.1规范且与IIC总线兼容3。SMBUS接口可以被配置为工作在主方式或从方式,其传输模式可分为主机发送、主机接受、从机发送、从机接收4种模式。本系统中单片机作为主机向SAA7113发送数据。在SDA上发送串行数据,在SCL上输出串行时钟。本文只给出单片机作为主机发送示意图如图2所示。图2主机发送示意图对SMBUS串行接口的访问和控制是通过5个特殊功能寄存器来实现的：控制寄存器SMB0CN，时钟速率寄存器SMB0CR，地址寄存器SMB0ADR，数据寄存器SMB0DAT和状态寄存器SMB0STA。通过SMB0STA寄存器可获取发送、接收信息，以控制数据传输过程;通过SMB0DAT接收，发送数据;通过SMB0ADR寄存器配置从机自身的地址。本系统将SMB0ADR配置为SAA7113的地址0x4a，SMB0CR配置为0x40，SMB0CN的初始值配置为0x40，即：使能SMBUS总线并将总线初始状态设为空闲状态。4、软件设计主机在发送之前先查询BUSY（SMB0CN.7）位，若该位为0，则总线空闲，主机可以占用总线，否则表示总线忙，主机可一直查询该状态，直至BUSY=0。主机通过将STA（SMB0CN.1）置1产生起始条件。起始条件发送后会产生中断，主机在中断中查询SMB0STA的值，如果SMB0STA=0x08，则表明起始位发送成功，此时将STA=0，并将从机地址和写控制位送入SMB0DAT，再将SI（SMB0CN.3）置0，SMB0DAT中的数据按从高位到低位的顺序发送出去。从机接收到地址，并以自身地址比较,如果相符合，产生ACK信号。主机产生中断，查询SMB0STA的值，若SMB0STA=0x18，表明从机地址和写控制发送成功，并受到应答信号，此时将主机待发送数据装入SMB0DAT，并将SI置0。从机接收到数据，并产生ACK信号，主机中断，查询SMB0STA的值，若SMB0STA=0x28，则主机上次数据发送成功。若主机没有发送完毕，继续发送;若发送完毕，将STO（SMB0CN.4）置1，结束发送。工作流程图如图3所示，其中aak为主机要发送的数据。图3工作流程图5、仿真结果通过keil3仿真器进行仿真，并单步执行，随时查看SMBUS各个寄存器中的值，确保数据发送。图4、图5、图6分别为数据起始位发送成功、从地址和写控制位发送成功和数据发送成功的仿真结果图。6、结论SAA7113在很多产品中都有应用，本系统通过C8051F040单片机对其进行初始化，不必通过模拟化的II