電視機(jī)遙控電路的功能分析與實現(xiàn)

1、課程設(shè)計說明書 第14頁彩色電視機(jī)遙控電路組成及控制功能分析摘 要 M50436-560 SP微機(jī)系統(tǒng)是當(dāng)今國際上較先進(jìn)的電壓合成式選臺系統(tǒng)之一,是日本三菱電機(jī)公司80年代開發(fā)的專用大規(guī)模集成電路芯片。國內(nèi)新穎21英寸彩電的遙控電路采用本微機(jī)系統(tǒng)頗多。隨著科技的發(fā)展，電視機(jī)已經(jīng)從過去的黑白電視機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的遙控的彩色電視機(jī)，而且彩色遙控電視機(jī)已經(jīng)開始進(jìn)入千家萬戶，得到了速度的普及。而這一切都?xì)w于彩色電視機(jī)遙控電路的控制。通過遙控電路的控制，我們可以實現(xiàn)可以輕松的實現(xiàn)多種遙控功能，通過遙控功能的使用，使得我們的生活變得更加方便，輕松，時尚，快捷，讓我們真正的進(jìn)入到了21世紀(jì)，真正的體會到了電子科

2、技給我們帶來的成果，帶來的各種驚喜，各種享受，使得我們看電視的時候可以不用走到，通過用中的遙控器，我們就可以自由的換臺，看想看的節(jié)目，分析的遙控電路可以實現(xiàn)的功能主要有頻道的選擇、模擬量的控制、自動搜索尋臺、屏幕顯示。實現(xiàn)彩色電視機(jī)的該功能主要用到了M50463-560sp調(diào)諧系統(tǒng)，可以實現(xiàn)手動與自動搜索功能，波段轉(zhuǎn)換控制電路，音量控制電路可以用來控制模擬音量，待機(jī)電路可以實現(xiàn)主機(jī)的待機(jī)狀態(tài)與整機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換1。關(guān)鍵詞：微機(jī)系統(tǒng)M50463-560sp，頻道選擇，模擬音量控制，自動搜索尋臺目 錄1 彩電紅外遙控系統(tǒng)概述11.1 紅外線遙控信號11.2 彩電紅外遙控系統(tǒng)的組成11.2.1遙

3、控發(fā)射器21.2.2 遙控接收器21.2.3 中央微處理器21.2.4 存儲器和接口電路21.3 遙控彩電的常見遙控功能31.3.1 選臺控制31.3.2 模擬量控制32 紅外遙控系統(tǒng)的工作原理與電路分析42.1 M50436-560SP遙控系統(tǒng)的組成原理42.1.1 M50436-560SP遙控系統(tǒng)的主要功能42.1.2.M50436-560SP遙控系統(tǒng)的組成42.2 M50436 - 560SP遙控系統(tǒng)的電路分析52.2.1 紅外遙控發(fā)射器52.2.2紅外遙控接收器62.2.3 M50436 - 560SP微處理器系統(tǒng)62.2.4接口控制電路11總 結(jié)12致 謝13參考文獻(xiàn)141 彩電紅外

4、遙控系統(tǒng)概述1.1 紅外線遙控信號紅外線同無線電波一樣，都是電磁波的一種。其中，無線電波的頻率在1043×1012H，而紅外線頻率在1×10123.9×1014H 之間。人眼對紅外線并無感覺，但人們的身體卻能感覺到它（溫度）。紅外線遙控是以紅外線為載體來實現(xiàn)調(diào)制信號的傳輸?shù)摹?彩電的紅外線遙控信號是由紅外發(fā)光二極管發(fā)出的，接收機(jī)采用紅外光電二極管將其接收，經(jīng)解調(diào)后送單片微處理器處理， 實現(xiàn)各項遙控操作2。1.2 彩電紅外遙控系統(tǒng)的組成彩色電視機(jī)紅外線遙控系統(tǒng)主要由遙控發(fā)射器、遙控接收器、中央微處理器、存儲器、接口電路和本機(jī)鍵盤矩陣等組成。圖1是彩電紅外遙控系統(tǒng)的組

5、成方框圖。下面簡述各組成部分的作用。圖1 紅外遙控系統(tǒng)方框圖1.2.1遙控發(fā)射器 紅外遙控信號發(fā)射器主要由鍵盤矩陣、遙控器專用集成芯片、激勵器和紅外發(fā)光二極管等組成。其工作過程是：首先, 由專用集成芯片將每個按鍵的鍵位碼經(jīng)內(nèi)部遙控指令編碼器轉(zhuǎn)換成遙控編碼脈沖; 然后, 將編碼脈沖對38 MHz左右的載波進(jìn)行脈沖幅度調(diào)制；最后，將已調(diào)制的編碼脈沖激勵紅外發(fā)光二極管，使其以中心波長為940nm的紅外光發(fā)出紅外遙控信號3。 常見的遙控發(fā)射集成芯片有M50460P、M50462P、SAA3010和TC9012F等。 1.2.2 遙控接收器紅外遙控接收器一般由紅外光電二極管、前置放大器、解調(diào)等電路組成。

6、紅外光電二極管屬光敏元件，它對紅外光線相當(dāng)敏感。無紅外光照時，其內(nèi)阻極高（約幾兆歐）；有紅外光照時，內(nèi)阻可下降為幾千歐。因其結(jié)電容較小，故其頻率響應(yīng)較寬，具有較高的靈敏度。 當(dāng)收到紅外遙控信號時，光電二極管被激勵，產(chǎn)生光電流，再經(jīng)前置放大器放大、限幅、整形，峰值檢波等，得到遙控編碼脈沖，送入中央微處理器去解碼并控制有關(guān)電路。常用的紅外遙控接收集成芯片有PC1373H、CX20106A和LA7224等4。 1.2.3 中央微處理器中央微處理器根據(jù)紅外遙控接收器送來的遙控指令，由內(nèi)部的指令譯碼器進(jìn)行識別譯碼，在內(nèi)部的只讀存儲器中取得相應(yīng)的指令控制程序，產(chǎn)生出相應(yīng)的控制信號，通過接口電路去控制相應(yīng)的

7、單元電路。中央微處理器是根據(jù)需要專門設(shè)計的， 它是整個遙控系統(tǒng)的核心元件。1.2.4 存儲器和接口電路存儲器是配合中央微處理器的讀寫存儲器。它用于存儲各電視頻道的選臺數(shù)據(jù)及模擬數(shù)據(jù)，包括調(diào)諧電壓、頻段、音量、 對比度、亮度和色飽和度等等。 這些數(shù)據(jù)可以抹去，重新寫入。在選用預(yù)選單元時，對應(yīng)這單元的選臺數(shù)據(jù)讀出， 各模擬量數(shù)據(jù)也讀出，分別送至相應(yīng)的接口電路。存儲器所存的數(shù)據(jù)信息在斷電后不會丟失，每次開機(jī)后，自動取出上次關(guān)機(jī)前的有關(guān)數(shù)據(jù)并據(jù)此接收信號。也可根據(jù)需要，通過按鍵隨意更換頻道或調(diào)節(jié)各模擬量。 接口電路介于中央微處理器與被控制電路之間，其主要作用是進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換和電平移位。所謂數(shù)/模轉(zhuǎn)換就

8、是將中央微處理器輸出的數(shù)字信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成被控電路所需的模擬電壓。例如，選臺調(diào)諧電壓、音量控制電壓、色飽和度控制電壓等等。所謂電平移位就是將數(shù)/模轉(zhuǎn)換后的直流電平轉(zhuǎn)換成被控電路所要求的電平。例如，在調(diào)諧選臺時，要求加在高頻調(diào)諧器內(nèi)變?nèi)荻O管上的電壓范圍為030V，而中央微處理器輸出的電壓不超過5 V，所以需要電平移位。 1.3 遙控彩電的常見遙控功能 具有選臺控制，模擬量控制，靜音控制，電源開關(guān)機(jī)控制以及屏幕顯示的功能。1.3.1 選臺控制選臺即變換接收的電視頻道。對此需要有兩步操作： 一是遙控系統(tǒng)應(yīng)送出頻段切換信號，以確定電視機(jī)的接收頻段（VL、VH或U）；二是把調(diào)諧電壓UT（030V可調(diào)）送

9、到高頻調(diào)諧器中。 選臺方式一般分為自動搜索選臺、半自動搜索選臺和直接選臺。 1.3.2 模擬量控制 遙控彩色電視機(jī)常設(shè)有音量、色飽和度、對比度和亮度這四個模擬量的（+）和（-）的遙控按鍵。無論按下哪個模擬量的（+）或（-）鍵， 其工作過程都是相似的。 當(dāng)按下其中某一模擬量的（+）或（-）鍵時，中央微處理器就會產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字控制信號，經(jīng)過數(shù)/模轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)成為相應(yīng)的直流電壓， 去控制對應(yīng)模擬量的大小， 直到該鍵被釋放時為止。 2 紅外遙控系統(tǒng)的工作原理與電路分析2.1 M50436-560SP遙控系統(tǒng)的組成原理2.1.1 M50436-560SP遙控系統(tǒng)的主要功能M50436-560SP遙控系統(tǒng)的主

10、要功能如下：（1） 自動預(yù)置頻道功能最多可預(yù)置30套節(jié)目；（2）用遙控可順序或直接選臺，也可以快速自動搜索或手動微調(diào)選臺，還可用本機(jī)面板按鍵順序選臺；（3）可以接收VL、VH、U三個頻段數(shù)的電視節(jié)目，并能任意選擇或切換；（4）可以對每一套節(jié)目進(jìn)行AFT的ON/OFF置定；（5）最多可有九路模擬量控制輸出，一般只使用了音量、亮度和色飽和度等模擬量的控制；（6）屏顯功能：六種顏色可顯示音量、亮度、對比度、色飽和度、視頻輸入、定時關(guān)機(jī)剩余時間、節(jié)目號、制式和多伴音的指示等；（7）定時關(guān)機(jī)功能；（8）射頻與視頻的切換控制功能（TV/AV1/AV2等）；（9）關(guān)機(jī)前的接收節(jié)目號及各模擬量等工作狀態(tài)參數(shù)的

11、存儲功能；（10）彩電制式及伴音模式轉(zhuǎn)換功能；（11）靜音功能5。 2.1.2.M50436-560SP遙控系統(tǒng)的組成M50436-560SP遙控系統(tǒng)的組成如圖2所示：圖2 M50436-560SP遙控系統(tǒng)的組成圖2中，主控微處理器M50436-560SP和存儲器M58655P一起組成電壓合成式調(diào)諧系統(tǒng)的核心部件。M50462AP為紅外遙控發(fā)射器的控制芯片，CX20106A為紅外遙控接收器的控制芯片。屏幕顯示驅(qū)動電路將M50436-560SP產(chǎn)生的屏幕顯示信號進(jìn)行放大和電平轉(zhuǎn)換，在熒光屏上顯示出相應(yīng)的內(nèi)容。 M50436-560SP微處理器有兩個振蕩器: 一個是4.0MHz晶振主時鐘振蕩器；另

12、一個是用于屏幕顯示的振蕩器，其頻率一般為67MHz，調(diào)節(jié)此振蕩器的頻率可以調(diào)整字符在熒光屏上的顯示位置和尺寸大小。 這里補(bǔ)充說明幾點(diǎn)：第一，由于一個完整的遙控信號指令碼含有16位二進(jìn)制數(shù)，而M50436-560SP芯片只提供了一個輸入端（腳）來接收，因此只能采用串行輸入方式；第二，遙控信號不是用高電平或低電平來表示“1”或“0”，而是采用脈沖編碼調(diào)制方式，其“1”和“0”的表示方法如圖3所示. (a)“1”的表示方法 (b)“0”的表示方法圖 3 “1”和“0”的表示方法2.2 M50436 - 560SP遙控系統(tǒng)的電路分析2.2.1 紅外遙控發(fā)射器紅外遙控發(fā)射器是電視機(jī)外一個供用戶操作的小盒

13、子，其電路主要由M50462AP集成芯片、紅外發(fā)射二極管以及一組按鍵組成。 按動面板上的各遙控操作功能按鍵， 可產(chǎn)生不同脈沖編碼的紅外調(diào)制脈沖指令信號。 M50462AP是組成遙控信號發(fā)射器的專用集成電路，它為 24 腳直插式塑封結(jié)構(gòu)，內(nèi)部由振蕩器、時鐘信號發(fā)生器、鍵位掃描信號發(fā)生器、鍵位編碼器、遙控指令編碼器、用戶碼轉(zhuǎn)換器、碼調(diào)制器和輸出緩沖器等組成。由M50462AP所構(gòu)成的紅外遙控發(fā)射器電路如圖4所示6。圖4 M50462AP所構(gòu)成的紅外遙控發(fā)射器電路2.2.2紅外遙控接收器紅外遙控接收器由紅外光電二極管和遙控信號專用接收集成芯片CX20106A等組成，如圖5所示。 圖5紅外遙控接收器2

14、.2.3 M50436 - 560SP微處理器系統(tǒng) M50436-560SP芯片采用52腳雙排小型，塑料封裝。其引腳功能如圖6所示7。 圖6 M50436-560SP芯片引腳功能圖M50436-560SP芯片是由CMOS工藝做成的4位（Bit）單片微處理器，專用于電壓合成方式的數(shù)字調(diào)諧系統(tǒng)。它具有屏幕顯示、 自動/手動預(yù)置功能、自動關(guān)機(jī)、視頻輸入、控制模擬量、定時關(guān)機(jī)、遙控接收等功能，它與存儲器EAROM（M58655P）可以組成選臺系統(tǒng)。 M50436 - 560SP芯片內(nèi)部包括中央處理單元CPU、 程序存儲器ROM、隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲器RAM、提供調(diào)諧電壓信號的14位脈寬調(diào)制電路PWM及PWM信

15、號串行輸出電路、3個提供模擬量控制信號的7位PWM電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、定時器、計數(shù)器、屏幕字符存儲器和顯示輸出控制電路、電壓合成數(shù)字選臺系統(tǒng)等。 要使M50436-560SP芯片能正常工作，必須滿足以下3個基本條件：一是B52腳和B26腳之間必須有+5V電源供電；二是內(nèi)部的時鐘振蕩器必須起振，共振蕩頻率取決于B28和B29腳外接的石英晶體，典型值為4.0MHz；三是B27腳必須外加有正確的復(fù)位信號，如圖7所示。 圖7 B27腳復(fù)位信號（1）頻段切換。選臺首先需要選擇頻段。M50436-560SP通過、腳輸出的高、低電平來選擇頻段。、腳電平可以構(gòu)成4種狀態(tài)，如表1所示。調(diào)諧電壓。 在確定了頻段

16、開關(guān)后，還應(yīng)向高頻調(diào)諧器輸送調(diào)諧電壓。 M50436 - 560SP從腳輸出脈寬調(diào)制信號，經(jīng)倒相放大后， 由低通濾波器取出其中的直流成分，作為調(diào)諧電壓。 倒相放大器的作用是進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，因為M50436 - 560SP的腳輸出的脈沖幅度不超過電源電壓VDD（+5 V），而高頻調(diào)諧器所需的調(diào)諧電壓最大可達(dá)到30 V，故需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。 在自動選臺時，調(diào)諧電壓從低至高變化，即從0 V變到+30 V， 所以要求M50436- 560SP的腳輸出的電壓必須是從+5 V0 V。表1 M50436-560SP頻段選擇 同步功能。 M50436 - 560SP的36腳引入電視機(jī)復(fù)合同步脈沖。 在自動選臺時

17、，M50436 - 560SP根據(jù)36腳有無足夠幅度的復(fù)合同步信號，就可判斷當(dāng)前是否收到電視臺節(jié)目信號。 若有， 則將搜索速度放慢，進(jìn)行自動頻率微調(diào)（AFT）控制， 以便找到最佳調(diào)諧點(diǎn)；若無，則繼續(xù)按原速度改變調(diào)諧電壓以搜索下一個電視臺的節(jié)目。 AFT功能。 AFT電路由、35腳和外圍電路組成。腳輸出的電平?jīng)Q定AFT功能是否起作用。在手動選臺時，腳輸出高電平，切斷了AFT信號通路，因而高頻調(diào)諧器的AFT不起作用，以便用戶精確調(diào)諧。 在調(diào)諧過程結(jié)束后，腳變?yōu)榈碗娖?，于是又恢?fù)了AFT的作用。 在自動選臺時，便有以下一系列的操作：首先從43腳輸出低電平， 通過43腳與腳之間外接的消噪二極管（正極接

18、腳，負(fù)極接43腳）將腳電平拉低，從而關(guān)閉伴音通道， 實現(xiàn)靜噪，以消除在自動搜索過程中出現(xiàn)的噪聲。其次，從腳輸出高電平，使高頻調(diào)諧器的AFT控制失去作用，以利精確選臺；同時，通過有關(guān)接口電路， 將電視中放AFT電壓引入到35腳。當(dāng)收準(zhǔn)一個頻道后， 就自動將有關(guān)信號存入記憶存儲器M58655P中， 然后繼續(xù)搜索下一個頻道，以完成自動搜索功能。 最后，當(dāng)從VLVHU整個自動搜索過程完成以后，微處理器再從M58655P中將第1個搜索到的頻道位置號中的頻段和調(diào)諧數(shù)據(jù)輸出，送到高頻調(diào)諧器，使電視機(jī)處于接收該頻道節(jié)目的狀態(tài)，并在屏幕右上角顯示該頻道號及所在的頻段。然后，微處理器令腳輸出為低電平，即恢復(fù)高頻調(diào)

19、諧器的AFT作用。同時，再使43腳電位升高，并把30%的音量滿度控制、 80%的亮度滿度控制、50%的色飽和度滿度控制的對應(yīng)信號電壓從、 、 腳分別輸出，于是屏幕出現(xiàn)穩(wěn)定清晰圖像， 并伴以適當(dāng)?shù)陌橐簟?至此， 完成了整個自動選臺過程。 （2） 記憶存儲器M50436-560SP與M58655P的連接方法如圖8所示。圖8 M50436 - 560SP與M58655P的連接方法以M50436-560SP為核心組成的遙控系統(tǒng)在切斷電源之后仍有記憶功能，這個記憶功能是由電可改寫的不揮發(fā)存儲器M58655P提供的。選臺時的各種數(shù)據(jù)，包括頻段數(shù)據(jù)，調(diào)諧數(shù)據(jù)及音量、亮度和對比度等數(shù)據(jù)，都保存在M58655P

20、中， 在用戶重新選擇某個節(jié)目號時，M50436 - 560SP就會從M58655P中取出有關(guān)的數(shù)據(jù)， 以接收相應(yīng)頻道的電視節(jié)目8。（3） 屏幕字符顯示 M50436 -560SP具有很強(qiáng)的屏幕字符顯示功能。 它能夠顯示阿拉伯?dāng)?shù)字、英文大寫字母、部分日文字母和某些符號。顯示部分每行最多為16個字符，每個字符由6×7個點(diǎn)組成。屏幕字符顯示由三部分組成： 顯示時鐘電路（48、49腳）。 場、 行脈沖輸入電路（50、51腳）。 屏幕字符輸入（4447腳）。 （4） 模擬量控制 M50436-560SP的、腳分別為音量、色飽和度和亮度控制信號輸出端。這些信號與腳的輸出信號一樣，都是脈寬調(diào)制（P

21、WM）信號，但由于音量、色飽和度和亮度的控制要求沒有調(diào)諧電壓那么嚴(yán)格，所以這三個信號都由M50436-560SP用7位數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)， 變化的級差為64級。 為了取得這些信號的直流成分，、腳都必須外接低通濾波器，而且通常還要進(jìn)行電平變換，使控制電壓在012 V范圍內(nèi)變化。在這種情況下，控制精度為12 V/640.2V。 （5） 主電源控制 當(dāng)電視機(jī)總電源開關(guān)接通電源時，為遙控電路供電的副電源開始工作，整個遙控電路處于待命狀態(tài)，但此時電視機(jī)的主電源未工作，所以電視機(jī)主機(jī)芯不工作。 如果用戶按壓電視機(jī)面板上的電源開關(guān)鍵或遙控發(fā)射器上的電源開關(guān)鍵，M50436-560SP的腳便從低電平變?yōu)楦唠娖剑?經(jīng)

22、過電平變換之后去接通電視機(jī)的主電源，于是電視機(jī)主機(jī)芯開始工作。 如果用戶再次按壓電視機(jī)面板上或遙控發(fā)射器上的電源開關(guān)鍵， 則M50436-560SP的腳又由高電平變?yōu)榈碗娖?，從而切斷電視機(jī)的主電源， 于是電視機(jī)主機(jī)芯又不工作。 遙控電路對主電源的控制執(zhí)行可以通過繼電器、光電耦合或電子耦合三種方式中的任一種進(jìn)行。 2.2.4接口控制電路接口控制電路一般由電平變換、低通濾波、AFT控制等電路組成。圖9列出了幾種典型的接口電路。 圖 9兩種典型的接口電路(a) 頻道調(diào)諧接口電路； (b) 模擬量接口電路總 結(jié)課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程?！鼻Ю镏惺加谧阆隆保ㄟ^這次課程設(shè)計，我深深體會到這句千古名言的真正含義。在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計的能力以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的