ST6378彩电控制微处理器的特点及应用
【1 概述 微处理器(MCU)是彩电的关键器件之一,通过控制软件与硬件的优化组合,可以在不增加机芯成本的情况下,大幅提高彩电的控制功能,并提供良好的用户界面。特别是随着I2C器件在彩电中的大量应用,使软件开发在新型彩电的研制中越发重要,因而软件也越来越受到彩电企业的重视。 意法半导体公司生产的8位微处理器ST6378是专为电视应用设计的芯片,已经被国内外众多彩电厂家大量使用。它采用了14×18点阵的屏幕显示(OSD)字符,具有成本低廉、性能稳定、功能完善、使用方便等特点。它不仅适用于电压调谐(VS)方式的电视,也适用于频率调谐(FS)方式的电视,它既适应了国内电视屏幕显示汉字化的需要,同时也可用于出口型电视机,提高了产品的通用性,降低了生产成本。 2 ST6378的介绍 2.1 ST6378的主要特点 ST6378是电视专用的8位HCMOS微处理器,它采用42脚SDIP封装,其中集成了专为电视应用而设计的外围器件,包括2个定时器、硬件看门狗、14位的电压调谐PWM输出、6个6位的PWM D/A输出、AFC A/D输入、5行15列的屏幕显示(OSD)、片内EEPROM(384字节)等,它有22个可编程输入输出(I/O)口,有5个中断源,工作电压为4.5~6 V时钟频率是8 MHz,它的程序空间(ROM)是16 kB,并有相应的EPROM和OTP器件用于样机调试。以下图1和表1是ST6378的管脚定义。
(1)该引脚也可作OTP/EPROM器件的Vpp输入 图1 ST6378引脚图
表1 ST6378引脚说明
脚号
功能
电压
1
色调
0~5
2
色度
3
亮度
4
对比度
5
音量
6
清晰度
7
3.58/4.43切换
0/5
8
SRS开/关
NC
9
AFC-S曲线输入
2.8
10
AV1/AV2
11
本机键盘扫描输出
4.4
12
13
本机键盘扫描输出第0行
14
本机键盘扫描输出第1行
15
本机键盘扫描输出第2行
16
二极管方式设定输出
17
波段1(VL/VH/U)
0/2.2/0
18
波段2(VL/VH/U)
2.2/0/0
19
PAL/NTSC
0/3.6
20
SYS1/SYS2
3.6/0
21
地
0
22
OSD RED输出
23
OSD GREEN输出
24
OSD BLUE输出
25
OSD BLANKING输出
26
行同步脉冲输入
0.7
27
场同步脉冲输入
0.5
28
OSD晶振输入
29
30
测试脚
31
MCU晶振输入
1.9
32
MCU晶振输出
2.3
33
MCU复位输入
34
VS电压
35
红外遥控输入
36
TV/AV
0/2.8
37
待机开/关
38
电台识别信号输入
4.8
39
彩色识别输入
40
串行数据线
41
串行时钟线
42
VDD
图2 彩色控制系统连接示意图 图中,DA0~D5用于模拟量控制,PB1,PC5用于AV切换,PB2用于软件识别50 Hz或60 Hz信号后的输出,PB4用于硬件AFT的开关控制,PB口和PA口还用于按键输入和二极管功能设定输入,PA4,PA5用于波段选择,PA6,PA7用于伴音选择,PC0和PC1用于软件方式的I2C总线控制,PC2用于伴音自动识别输入,PIN9为AFC电压输入,PIN35为红外遥控信号输入,PIN36为电压合成调谐输出,PIN22~PIN29用于OSD控制。 3.3 软件的设计要点 软件在设计上分为五个功能块: (1)主流程部分 在程序主流程中主要包括了电视开机后的初始化,本机及遥控命令判断,软件自动AFT,无信号静音及蓝屏处理,睡眠定时等。 (2)中断处理 NMI中断是优先级最高的中断,用于红外遥控信号的接收,定时器1用于遥控按键解码,定时器2用于程序内部定时,VSYN中断用于软件识别场频。 (3)OSD处理 这部分主要用来产生中英文屏幕显示,并生成两级功能选择选单及相关的选单操作处理。MCU的OSD是5行显示,但可以用软件的方法实现在同一选单中有8~10个选项。并且,在屏幕状态回显或无信号蓝屏时,可以同时显示企业管理商标字符。 (4)模拟量控制部分 这部分主要是与音量、亮度、对比度、色度、色调等模拟量有关的操作及显示程序,包括I2C总线控制的音响芯片的操作。 (5)电压合成调谐部分 这部分是与电压合成调谐相关的,包括节目号的输入,节目存储及回看,电台信号的手动及自动调节,视频输入的转换等。 当然,实用软件编写是相当复杂的,必须考虑到各种不同状态操作的影响,以及硬件同软件的相互配合。ST6378采用的指令集只有40条基本指令,它使得在充分发挥硬件效能的基础上,软件所占的字节量相对较少。 3.4 中英文选择选单的说明 当按下选单(MENU)键时,主选单出现,如图3所示。其中被选中的选项为红色,其它选项为青色。用节目增减键选择选单中的选项,用音量增减键可以选中选项并进入子选单。在子选单中仍用节目增减键选择选单中的选项,用音量增减键来调节相应的选项。当没有声音处理芯片时,自动取消主选单中的声音选项及声音子选单。当处在AV状态时,自动禁止进入预置选单。
图3 选择选单实例(中文) 为了优化选单操作,不仅可用再次按选单键的方法退出选单,也可用按数字键或“- -”键退出选单,并且,在正常退出选单后,再次按选单键进入选单时,系统会记忆上次的选项,用户可直接按音量增减键继续上一次的调节操作。 由于采用了选择选单,本机按键只需6个即可实现大部分的调节功能,从而降低了本机成本。但为了简化用户操作,在遥控器上仍保留了一些功能直选键,如伴音切换,重低音开关等,从而使用户使用非常方便。 4 结束语 ST6378已经在一大批新型国产彩电中得到应用。意法公司还在此基础上不断推出新的产品,如ST6388与ST6378引脚保持兼容,但程序空间由16 kB扩大为20 kB,并具有8行20列的屏幕显示,192个用户自定义字符,7个8位A/D输入等功能,从而可以在软件中加入更多的功能模块,例如丽音芯片(STV8203)的控制,中西文图文显示等。在硬件更新的基础上,只有配合强有力的软件设计,才能使彩电遥控系统的功能得到充分的发挥。