多媒體電子調(diào)諧器的微機(jī)控制技術(shù)

引言
多媒體電子調(diào)諧器是一種全頻道電視信號接收單元，可以將天線接收到的電視射頻信號直接轉(zhuǎn)換成1Vp-p的視頻信號和音頻信號。TCL2002MB-2是TCL公司開發(fā)的二合一多媒體調(diào)諧器，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定，內(nèi)建直流一直流變換器，只需+5V電源供電，采用I2C總線控制，外圍電路簡單，廣泛應(yīng)用于計算機(jī)多媒體系統(tǒng)和LCD電視機(jī)。
在我們開發(fā)的智能校園廣播系統(tǒng)中，多路音頻信號用電視調(diào)制器調(diào)制成不同頻道信號，混合后通過同軸電纜傳輸?shù)綇V播終端。用戶可以通過遙控器，對廣播終端實現(xiàn)頻道自動搜索和頻道轉(zhuǎn)換操作。本文就多媒體調(diào)諧器的硬件接口和控制軟件提出一種解決方法。
1． 硬件接口
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多媒體調(diào)諧器硬件接口原理圖如圖1所示。主控制以單片微處理器AT89C52為核心，主要實現(xiàn)將接收紅外信號指令譯碼，通過I2C總線實現(xiàn)對調(diào)諧器和E2PROM讀寫操作。SCL、SDA分別是I2C總線串行時鐘線、串行數(shù)據(jù)線；E2PROM選用帶I2C總線的AT24C04，在單片機(jī)控制下，自動搜索時將搜索中的射頻信號頻道分頻系數(shù)寫入記憶，頻道轉(zhuǎn)換時，將相應(yīng)的頻道分頻系數(shù)讀出再寫入調(diào)諧器控制調(diào)諧；LED顯示自動搜索或頻段轉(zhuǎn)換時當(dāng)前操作的頻道號。
調(diào)諧器電源電壓要求穩(wěn)定在4.75~5.25V之間，對紋波電壓要求是：20HZ~100KHZ，<20mv；100~500KHZ <10mv。為使調(diào)諧器不受其它設(shè)備的干擾，+5V電源需經(jīng)過10µH扼流線圈串接到調(diào)諧器的電源腳，同時要求電源腳并接100µF電解電容和0.1µF瓷介電容落地，調(diào)諧器外殼要可靠接地。
2． TCL2002MB-2的控制簡介：
TCL2002MB-2內(nèi)部有5個寄貯器，用以控制它的工作方式，對它操作有讀寫兩種操作。寫操作的作用是控制采用何種方式調(diào)諧到所需的射頻信號頻道，頻道轉(zhuǎn)換操作是在其寫模式完成：讀操作的作用將調(diào)諧器鎖定的狀態(tài)讀出來，自動搜索操作在其讀寫兩種模式下完成。
2．1 寫模式
寫模式涉及的字節(jié)見表1。
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在表1中，ACK為調(diào)諧器被成功寫入一字節(jié)后的應(yīng)答信號，MA1和MA0取值由調(diào)諧器AS引腳電壓決定，通常設(shè)計使AS引腳接地，此時MA1、MA0為0、0；分頻系數(shù)N14….N0用于設(shè)定接收的射頻信號的頻率，分頻比計算公式N=16*{fRF(pc)+fIF(pc)},其中fRF(pc)為欲接收頻道的圖像載波頻率，fIF(pc)為圖像中頻頻率，單位為MHZ，TCL2002MB-2取fIF(pc)=38.9,而N=N14*214+N13*213+….+N1*x21+N0;CP用于設(shè)置調(diào)諧速度，CP=1為快速調(diào)諧，CP=0為中速調(diào)諧;T2、T1、T0為調(diào)諧器測試模式，使用時應(yīng)設(shè)置為T2=T1=0，T0=1；RSA、RSB為調(diào)諧步長設(shè)置，RSA、RSB取值：（0、1）：31.25KHZ、（x、0）：50KHZ、（1、1）為62.5KHZ；VL、VH、VHF為頻段控制，為1打開，為0關(guān)閉。
寫模式共4種：
寫模式1：Start-Adb1-Ack-Db1-Ack-Db2-Ack-Cb-Ack-Pb-Ack-Stop       
寫模式2：Start-Adb1-Ack-Cb-Ack-Pb-Ack-Db1-Ack-Db2-Ack-Stop
寫模式3：Start-Adb1-Ack-Db1-Ack-Db2-Ack-Cb-Ack-Stop
寫模式4：Start-Adb1-Ack-Db1-Ack-Db2-Ack-Stop
模式3和模式4只用于在同一頻段間頻道轉(zhuǎn)換。模式1和模式2可用于所有頻道間頻道轉(zhuǎn)換。為了保證平滑調(diào)諧到所需頻率而不引起充電泵不必要的動作，應(yīng)考慮當(dāng)前頻道fc和欲接收頻道fW，若fW>fC,,選用寫模式1，若fW2．[!--empirenews.page--]2 讀模式
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在表2中，MA1、MA0與寫模式定義相同；P0R為電源指示，上電時，P0R=1；FL為鎖定標(biāo)志，當(dāng)調(diào)諧回路鎖定時，F(xiàn)L=1，環(huán)路要求要內(nèi)部基準(zhǔn)頻率7.8125MHZ的8個周期內(nèi)鎖定；若T2T1T0=001,PLL鎖定時，L=0，其它情況L=0；A2A1A0為指示AFT信號5級A/D轉(zhuǎn)換后結(jié)果，當(dāng)A2A1A0取值：（100）：fVIF=f0+125KHZ  (011)為fVIF=f0+62.5KHZ、（010）：fVIF=f0+0、（001）：fVIF=f0-62.5KHZ、（000）：fVIF=f0-125KHZ,其中f0為圖像中頻正常值，fVIF當(dāng)前圖像中頻值。
讀模式:Start-Adb2-Ack-STB-Stop
3 軟件編程
3．1 I2C總線操作
將單片機(jī)AT89C52的引腳P1.7、P1.6分別定義SDA、SCL，單片機(jī)用兩引腳模擬I2C總線時序就可完成對調(diào)諧器和E2PROM的操作。文獻(xiàn)[1]中提出一種按平臺模式設(shè)計、適用80C51系列單片機(jī)的虛擬I2C總線軟件包，程序直接調(diào)用該I2C總線軟件包的數(shù)據(jù)讀寫子程序，來實現(xiàn)對調(diào)諧器和E2PROM總線操作，軟件包中WRNBYT為N字節(jié)寫入的子程序，RDNBYT為讀取N字節(jié)的子程序。
3． 2 自動搜索
自動搜索，實現(xiàn)將當(dāng)前天線所有頻道的射頻信號搜索出來，并將頻道的相應(yīng)分頻系數(shù)，按搜索頻序依次存儲于E2PROM，以供頻道轉(zhuǎn)換調(diào)用使用。為了搜索成功，采取以下方法：
自動搜索，由低頻道向高頻道搜索，搜索步長為0.25 MHZ,首先由48.25MHZ開始搜索，將圖像載波頻率對應(yīng)的分頻系數(shù)寫入調(diào)諧器進(jìn)行調(diào)諧，選擇快速調(diào)諧，即設(shè)置CP=1，而為正確地調(diào)諧到所需的頻道上，根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定調(diào)諧步長為62.5KHZ；待PLL鎖定，讀取調(diào)諧器狀態(tài)字STB的AFT信號是否在±62.5KHZ范圍，范圍內(nèi)表示有臺將分頻系數(shù)寫入E2PROM，E2PROM地址加1，頻道號加1，搜索頻率以一頻道帶寬遞增進(jìn)行下一個搜索，若不在范圍，表示無臺，繼續(xù)以搜索步長0.25 MHZ遞增進(jìn)行下一個搜索，一直到搜到最高頻率865.25MHZ。自動搜索時，調(diào)諧器寫入方式，第一次按寫模式2，以后按寫模式1。程序流程如圖2所示

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圖2  自動搜索程序流程圖
3．3 頻道轉(zhuǎn)換
單片機(jī)根據(jù)輸入的頻道轉(zhuǎn)換指令，將相應(yīng)頻道的分頻系數(shù)從E2PROM讀出，再寫入到調(diào)諧器。為獲得較高S/N，調(diào)諧速度設(shè)定中速，也即CP=0；而為了成功穩(wěn)定調(diào)諧，需采取以下方法：首次調(diào)諧時，需以寫模式2先調(diào)諧到第一頻道，再以寫模式調(diào)諧到所需頻道，其后需分析fw、fc的大小關(guān)系，來采取何種寫模式。程序流程如圖3所示：

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在我們設(shè)計的智能廣播系統(tǒng)中先后使用了幾種不同型號的多媒體電子調(diào)諧器（日本sharp.韓國SANSUNG等），其控制方式與本文敘述的TCL200MB-2的工作原理基本相同，讀者可以根據(jù)有關(guān)技術(shù)資料，在設(shè)計時自行修改有關(guān)控制及控制字發(fā)送序列。
4 創(chuàng)新觀點
在自動搜索程序流程， FL=1和AFT≤62.5KH為有無電視射頻信號的判據(jù)是我們的一個創(chuàng)新觀點，而頻道轉(zhuǎn)換程序流程中首次調(diào)諧時，需以寫模式2先調(diào)諧到第一頻道，再以寫模式調(diào)諧到所需頻道，可確保調(diào)諧穩(wěn)定，是我們的另外一個創(chuàng)新觀點。