I2C總線在大屏幕電視中的運(yùn)用

　　I2C總線是對應(yīng)于（Inter IC BUS）的簡稱，是Philips公司研制出來的串行擴(kuò)展技術(shù)。I2C總線的意思是“完成集成電路或功能單元之間信息交換的規(guī)范或協(xié)議"。采用了I2C總線控制技術(shù)的大屏幕彩電，可方便地進(jìn)行各種模擬量控制和生產(chǎn)線自動調(diào)試，大大提高生產(chǎn)效率。具有自檢功能使得整機(jī)的故障診斷與跟蹤，調(diào)試和維修都十分方便。
　　I2C總線通過通過數(shù)據(jù)線SDA（Serial Date  Line）和時(shí)鐘線SCL（Serial Clock Line）把電視機(jī)內(nèi)的器件連接在一起。電視機(jī)內(nèi)的各個(gè)集成電路在功能和電路上都是相對獨(dú)立，它們并接在I2C總線上，利用CPU內(nèi)寫軟件即可進(jìn)行協(xié)調(diào)控制整機(jī)的工作。
　　在電視機(jī)中，CPU內(nèi)含的存儲器或外接的電可擦存儲器（E2PROM）內(nèi)，存儲有對電路各種模擬量的控制與調(diào)試信息，然后通過數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL和電視視內(nèi)其他集成電路連接在一起。根據(jù)約定的數(shù)據(jù)規(guī)范，CPU與其他集成電路之間通過這兩根線來實(shí)現(xiàn)兩者之間的信息傳送或接收。在CPU與被控IC之間、IC與IC之間進(jìn)行雙向傳送，最高傳送速率可達(dá)100kbps。
　　I2C總線接口做到集成電路內(nèi)部，I2C總線接口為開漏或開集電極輸出，即通常所說的OC門，所以需加上拉電阻Rpr接+5V電壓（如圖一）。在電視機(jī)內(nèi)，主控器為由CPU承擔(dān)，其它部件為受控器。CPU的SCL為輸出線、SDA為雙向傳輸線；受控器的SCL為輸入線、SDA也為雙向傳輸線。當(dāng)總線空閑時(shí)，所有的輸出管均截止，兩線都為高電平。當(dāng)CPU通過I2C總線向所控IC準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，SDA的輸出管飽和，將SDA線拉低，以達(dá)到占據(jù)數(shù)據(jù)線發(fā)送數(shù)據(jù)的目的（實(shí)際上是起始標(biāo)志）。然后時(shí)鐘線SCL輸出時(shí)鐘，數(shù)據(jù)線同步輸出數(shù)據(jù)信號，包括地址、數(shù)據(jù)、應(yīng)答信號等。在數(shù)據(jù)傳送完成后，SCL線、SDA線電壓恢復(fù)為高電平，為5V。在I2C總線系統(tǒng)中，傳送一組數(shù)據(jù)的時(shí)間非常短，用萬用表很難檢測到電壓變化；用示波器檢測SCL線、SDA線，可觀察到當(dāng)用遙控器或按動本機(jī)操作鍵時(shí)，總線以脈沖占空比方式傳遞信號，線上電壓有瞬間變低現(xiàn)象。當(dāng)SCL線、SDA線電壓異常時(shí)，則說明電路故障。

　　在系統(tǒng)中，所有的器件都有自己唯一的編碼地址（一般固化在集成電路內(nèi)）。各器件的I2C總線接口電路能夠捕獲符合本集成電路地址編碼的信號，并能進(jìn)行識別譯碼，對相應(yīng)的電路參數(shù)進(jìn)行控制。控制電路的方式主要有如下三種：一是開關(guān)輸出，利用數(shù)字信號控制開關(guān)的接通與否對電路進(jìn)行控制（如制式的更換等）；二是進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換后輸出，把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號對模擬量（如亮度、色度、音量、行場線性等）進(jìn)行控制；三是直接進(jìn)行數(shù)據(jù)控制（如高頻調(diào)諧器的數(shù)字鎖相環(huán)電路）。這樣，利用I2C總線可以直接調(diào)整各個(gè)部件的參數(shù)，便于自動調(diào)試及檢測，減少自動化生產(chǎn)工序。
　　圖二所示是采用總線結(jié)構(gòu)的長虹NC-6機(jī)芯G2966彩電的系統(tǒng)控制電路（圖中，C/V/D處理表示多制式、色度、偏轉(zhuǎn)信號的處理）。系統(tǒng)包含有四種總線格式，分別為飛利浦公司的I2C總線、ITT公司的I2C總線格式、存貯器采用的I2C總線格式，卡拉OK系統(tǒng)采用的三線總線格式。在與CPU相連的E2PROM的存貯器，用于存放本機(jī)各種控制數(shù)據(jù)（如行線性控制、頻道預(yù)選、電視機(jī)當(dāng)前工作的狀態(tài)等）。圖中各電路通過SDA、SCL掛在CPU的SDA、SCL線上，CPU作為主控制器通過SDA、SCL兩線利用存貯器內(nèi)的數(shù)據(jù)對圖中所示電路進(jìn)行各種控制。

　　長虹G2966彩電具有4種總線模式：正常工作模式、維修模式（S模式）、調(diào)整模式（D模式）和生產(chǎn)調(diào)試模式（M模式）。下面，以長虹G2966為例說明如何利用I2C總線的功能對電視機(jī)進(jìn)行維修和自檢。
　　在開機(jī)情況下，先按一下遙控器上的靜音鍵，然后按住靜音鍵不放，同時(shí)按住彩電本機(jī)菜單（MENU）鍵，此時(shí)屏幕上原先顯示的“靜音”指示消失，在屏幕上右上角出現(xiàn)“S”字樣，表明進(jìn)入了維修狀態(tài)。在S模式調(diào)整全部結(jié)束后，只要按電源（POWER）鍵關(guān)機(jī)（待機(jī)），即可退出維修狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)貯存到E2PROM里，以后再開機(jī)就會進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
　　在維修模式下，可進(jìn)行一些模擬量的調(diào)整。當(dāng)進(jìn)入了維修狀態(tài)，按頻道（節(jié)目）增鍵或減鍵，即可向上或向下選擇調(diào)整項(xiàng)目（如綠截止等），然后音量增鍵或減鍵即可調(diào)整數(shù)據(jù)。調(diào)整項(xiàng)目不同，數(shù)據(jù)的調(diào)整范圍也不同。
　　在維修模式下，按下遙控器上的數(shù)字鍵便進(jìn)入I2C總線自檢過程，此時(shí)屏幕用綠色和紅色顯示當(dāng)前模式字符，用白色顯示其他模式字符。其中綠色表示正常，紅色表示當(dāng)前視頻端無信號輸出或5通道TV/AV切換開關(guān)QV01損壞。在判斷所顯示字符的含義時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
　?。?） 微處理器QA01身份證號（唯一的）。
　?。?） 保護(hù)電路狀態(tài)：0－正常狀態(tài)；其它－過流保護(hù)電路失效。
　?。?） 總線連接況報(bào)告  OK：正常；SDA1-GND：SDA對地短路；SCL1-GND：SCL對地短路；SCL1-SDA1：SCL與SDA相互短路。
　?。?） 總線器件連接情況顯示  OK：正常；Q×××NG：Q×××可能已損壞或未安裝。
　?。?） 存在的工作模式顯示  UV：TV接收模式；V1：視頻1輸入模式；V2：視頻2輸入模式。
　　利用顯示屏所顯示的信息，就可進(jìn)行相應(yīng)的維修檢測，如通過遙控器對一些模擬量的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整等。由于I2C總線的數(shù)據(jù)存貯器需要寫入數(shù)據(jù)才能工作，所以，當(dāng)更換該存貯器時(shí)，要先進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入處理才能使用。該機(jī)具有自動初始化功能。只要在維修模式下，同時(shí)按下遙控器上的CALL鍵和本機(jī)節(jié)目增鍵便實(shí)現(xiàn)了存貯器的初始化。若CPU內(nèi)含足夠容量的存儲器，則不必外加存儲器。另有些CPU內(nèi)也存儲一些基本的參數(shù)，當(dāng)需要對參數(shù)進(jìn)行改變時(shí)，則主要靠改寫外接的E2PROM內(nèi)的數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)。