第一节 控制系统

1、第四章 整机原理分析及信号流程介绍第一节 微处理器（MCU）控制电路本机的特色就是将MCU也集成于IC201(TMPA8829)内，IC第（6）、（7）脚外接8MHZ晶振，由晶振产生基准时钟，这个时钟信号是识别数据的基础，在电路中对数据进行识别要靠时钟信号来定位，这样才能准确的进行解码。I2C总线数据包含各种控制信息，它通过第（57）脚数据线SDA和（58）脚时钟线SCL连接IC001（存储器）和TU101（高频调谐器）作为频段和选台等控制。MCU内接PAL/NTSC/SECAM电路、行场消隐控制、读取ROM/RAM存储器保存数据、控制屏幕文字显示，读取内存数据，像菜单字符、频道号等都被存储在

2、ROM存储器中，各种变量的值都保存在RAM随机存储器中，其配合外围电路有：IC001储存器（AT24C16）、 Q009和Q010等组成的CPU复位控制、IR001遥控接收器、S1001S1006按键控制电路等，它们采用I2C总线接口控制和CPU发出相应指令控制。1、微控制器MCU的特点（原理方框图如图1-1所示）(1)、高速8位CPU(TLCS-870/X系列)。具有412条指令，寻址方式丰富，指令执行速度快，指令执行时间：0.5uS(时钟8MHz)；具有64K bytes ROM，并有 ROM校正功能； 64 bytes SFR（特殊功能寄存器，包括程序状态字、中断控制字、外设控制字、外设

3、状特字、系统控制字寄存器）；128 bytes DBR（数据缓冲寄存器，包括OSD控制寄存器、遥控信号寄存器）；128 bites GPR（通用寄存器阻，共16组，每组有88位寄存器）；2048 bites RAM（数据寄存器与堆栈区）。时钟系统8MHzCPU 8-bitGPR 128byteSFR 64byteDBR 128byteRAM2KROM 64KI2C 串行总线接口遥控信号预处理接口24C08E2PROM TV 解码电路中频/色度/亮度/偏转 处理红外接收转换遥控发送器I/O接口12 PortsPWM 14bitVT输出ADC接口8bit高频调谐器面板键盘OSD接口ButR G B

4、 Ys图1-1 MCU 原理方框图中断控制8bit定时器计数器16 bit定时器计数器（2）、I/O端口* 一路14-bit PWM输出，用于电压合成式高频调谐器的控制。* 一路7-bit PWM输出* 二路8-bit A/D转换器，用于面板轻触键位信号的输入* 遥控信号预处理端口* 二通道16-bit内部定时器/计数器* 二通道8-bit内部定时器/计数器* 时间基准定时器，Watchdog 定时器* 16个中断源：外部5个，内部11个* I2C总线接口：在芯片内部MCU部分与TV解码部分通过I2C总线通讯，传送控制指令字，读取解码电路的工作状态字。另外，还设有I2C总线的输出引脚，可以连接

5、E2PROM以及频率合成式高频调谐器。2、存储器（E2PROM）工作电路微处理器工作系统中，扩展了一片带有I2C总线接口控制的外部存储器E2PROM。它采用AT24C16型号的存储器，具有16K的存储空间，擦写次数约10万次，工作电源VCC接+5V。它内部由存储阵列及其X、Y地址译码电路、电源汞、数据储存器、I2C总线控制逻辑、定时器等组成，具有页写功能。工作原理如图1-2所示。图1-2 存储器工作电路存储器IC001（AT24C16）主要通过I2C总线控制与TMPA8829内部CPU连接工作，IC001第（5）脚为串行数据SDA脚连入CPU第（57）脚，而IC001第（6）脚为串行时钟SCL

6、脚连入CPU第（58）脚，+5V供电连接第（8）脚，IC第（1）（4）脚为接地端。IC第（7）脚为WP写保护端，当WP端连至Vcc电源时，整个存储矩阵置为写保护状态（只读）；当WP连至Vss（地）或悬空时，允许IC进行读/写操作，所以即使在切断电源的情况下数据也可永久保存。3、屏幕显示OSD电路屏幕显示电路是由微处理器CPU产生控制彩色显像管R、G、B三基色电子枪的脉冲信号，在显像管屏幕上显示由脉冲点阵的字符和图案，形成人与机对话界面。OSD电路置于CPU工作系统中。它在TMPA8829内部电路包括：数字锁相环式、OSD字符振荡器、384个字符图案、画面最大可显示32列12行字符、每个字符由1

7、618点阵组成、字符色彩 8种、显示位置可编程调整：H 256/V 512级，有消除边沿效应（RGB三色重叠不正确时有边沿效应）、加下划线、字符变斜体功能。它对字符亮度、对比度、行场显示位置、字符大小等处理，都是通过内部I2C总线控制，最终加到R、G、B基色驱动放大电路，由IC201第（50）、（51）、（52）脚输出模拟R、G、B信号，经末级视放处理后，驱动显像管显示字符和图案。4、复位电路复位电路是防止CPU误动作。当电源通断瞬间或主电源电压瞬间停止时，不能给CPU提供足够的电压，这是会出现CPU误动作或整个电路工作不正常，为此专门为CPU设定复位电路。启动CPU工作时，需先使CPU经过复

8、位状态，得到第一条指令地址，从第一条指令开始执行，完成初始化过程，再执行其它指令。让CPU进入复位状态的途径有外部复位输入、地址陷阱复位、监视定时器复位。（1）、地址陷阱复位如图1-3所示，如果CPU出现功能错误，试图从RAM、DBR区或SFR区（地址0000H08BFH）取出指令，例如执行JP A指令，要跳转到地址A去取指令而0000HA08BFH时，CPU的发生地址陷阱8/fc to 24/fcs复位释放指令地址 R高阻态RESET 输出低电平4/fc to 12/fcs20/fcs执行指令JP A图1-3 地址陷阱复位功能说明注：1.地址A在SFR或RAM区时，地址陷阱功能就会发生(RO

9、M校正功能除外)； 2.CPU在复位释放期间，读出复位矢量地址R ，从R取出指令并执行。地址陷阱功能即发生作用，使RESET复位引脚变为低电平且持续8/fc24/fcs（fc=8MHz时，低电平持续时间为13us ），然后RESET引脚又恢复高阻抗状态，经过4/fc12/fcs（0.51.5us）后,CPU复位状态结束,程序计数器的地址指针重新指向复位矢量地址（0FFFFH），执行初始化程序，CPU的上述功能错误即被纠正。（2）、监视定时器（WDT）复位CPU的程序计数器受到干扰，不能在监视定时器设定的时间范围内到达主循环程序的终端时，监视定时器WDT会发出WDT中断，将RESET引脚电平拉低

10、，使CPU有机会摆脱“死机”状态。（3）、外部复位电路（如图1-4所示） 图1-4 复位电路开机电源输出+10V电压，经R026及Q003的发射结电容使D001（稳压管5V1）导通，使Q002基极B的电压为5.6V ，Q002的发射极输出5V电压，向CPU部分供电，系统时钟开始工作。此时，因R025上的电压足以使Q003饱和导通，Q003发射结的电压开始建立，因R024（10K）与C031（10nF）组成的时间常数（约100us）较大，使TMPA8829第（5）脚RESET引脚保持了大于3us的低电平后上升为高电平5V，低电平期间CPU完成复位操作。当关断电源电压时，TMPA8829第(35)

11、脚电压线性下降到4.3V时，复位电路使IC201第(40)脚复位端电压立即变为0电平，至使CPU电源关断。在关机工作状态（频道、模拟量、制式等调整数据）的数据存入存储器内，当下次开机时，复位脉冲使CPU工作，调出关机前状态。Q002发射极输出的5V电压向CPU及其接口电路提供电源，即图1-4所示的复位电路也是MCU的5V电源产生电路。5、ROM校正功能开发好的程序通过“掩模”固化在ROM中，若电视机在后来的使用中发现程序存在缺陷，而ROM中的程序无法改动。现在TMPA8829中设有ROM校正功能，可对固化在ROM中存在缺陷的程序进行修补。修补的缺陷数小于四。修补原理如图1-5所示。ROM校正系

12、统设在CPU内部，修补工作就是将纠错程序的指令代码及存在缺陷的程序的首地址、纠错程序的首地址，事先写入外部存储器E2PROM中。CPU在初始化过程中，通过I2C总线从E2PROM中读入这些指令代码和数据到RAM中的指定位置。当执行到存在缺陷的程序段时，在ROM校正控制寄存器中的控制数据会将程序计数器跳转到RAM区去执行正确的纠错程序段。之后，又返回ROM继续执行其余不存在缺陷的程序。就这样ROM中存在缺陷的程序段得到了修补。 ROM 校正系统校正数据寄存器ROM校正控制寄存器I2C总线 接口RAME2PROM24C08TMPA8829图1-5 ROM校正原理框图6、红外遥控信号发送电路 红外遥

13、控信号发送电路置于遥控器内部，主要采用遥控专用微处理器AS1213B（IC1401）为控制芯片，及其外围电路：X1401晶体振荡、X1402晶体振荡、Q1401遥控信号驱动管、D1401红外发光二极管、+3V直流电源电压等组成。工作原理如图1-6所示。 图1-6 红外遥控信号发送电路遥控微处理器AS1213B分别在第（20）、（21）和（22）、（23）脚之间接X1402（32.768KHZ）、X1501（455KHZ）晶体振荡器，经内部电路工作分频后得到38KHZ的脉冲信号，分别产生定时脉冲信号和脉冲调制载波信号。在定时脉冲信号的作用下，键位扫描脉冲信号发生器产生6种不同时间出现的键位扫描脉

14、冲（IC1401第(1)(7)脚），送到键盘矩阵电路，对键盘进行扫描，而相对应的IC1401第(14)(19)脚接收键位扫描脉冲信号，并且送至键位编码器，给出各按键的编位码。键位扫描脉冲输出线和键位扫描脉冲输入线可组成矩阵键盘，在其交叉点接上按钮开关，这样就组成控制键位，键位编码器输出的键位码送至遥控指令编码器进行码值变换，就可以得到遥控指令的功能码，加上内部可编程I/O端口，并产生遥控指令的用户码，接收端通过对用户码的识别，来决定是否相应遥控信号的指令，防止不同产品遥控器造成错误的控制。 遥控编码脉冲调制的载波信号，由IC1401第（8）脚输出，经过Q1401放大，去激励红外发光二极管D14

15、01（LED），以中心波长为940nm的红外光发出遥控信号。当遥控发送器的某一个键被按下操作时，相应键位扫描的输出与输入端相连，随即振荡器开始工作，与此同时定时脉冲发生器产生时钟脉冲，协调各电路工作，并发出相应的红外遥控信号，送至红外接收放大器IR001内部处理，经放大的红外遥控信号送入TMPA8829第（63）脚，在CPU内部完成译码、控制功能，最终使用户操作遥控器时电视机有对应控制功能变化。7、按键板控制和红外接收电路（工作原理图如图1-7所示）图1-7 按键板控制和红外接收电路（1）、按键板控制电路共设有6个按键，是由S1001S1006按键和外围电路，通过6个按键对5V电源进行分压，不同的闭合键其分压值不同，当操作某一个按键得到不同电压输入到CPU第（2）脚，经过IC201内部识别不同电压来完成译码，识别出各个按键的对应功能作用。前按键作用定义： 键号S1001S1002S1003S1004S1005S1006符号CH UPCH DNVOL UPVOL DNMENUAV/TV功能节目加节目减音量加音量减菜单TV