基于M50436-560SP的遙控電路設(shè)計

1、I課程設(shè)計說明書 第 頁 基于M50436-560SP的遙控電路設(shè)計摘 要 M50463-560SP微機系統(tǒng)是日本三菱電機公司80年代開發(fā)的專用大規(guī)模集成電路芯片，是當今國際上較先進的電壓合成式選臺系統(tǒng)之一。國內(nèi)新穎紅英寸彩電的遙控電路采用本微機系統(tǒng)頗多。本系統(tǒng)具有功能多、可靠性好、耗電省等優(yōu)點,能自動預(yù)置30套節(jié)目。可用機鍵順序、遙控順序選臺或直接選臺。屏幕顯示內(nèi)容多有六種顏色顯示節(jié)目號、音量、亮度、對比度、清晰度、色度、視頻輸人、定時關(guān)機開機、實際頻道號的指示等。另外,還有每套節(jié)目進行AFT的ON/OFF置定、多余節(jié)目號跳轉(zhuǎn)、視頻輸入轉(zhuǎn)換、接收波段選擇和轉(zhuǎn)換、關(guān)機前接收節(jié)目號的儲存、遙控信

2、號接收及操作等功能。實現(xiàn)彩色電視機的該功能主要用到了調(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，待機電路可以實現(xiàn)主機的待機狀態(tài)與整機進入工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。關(guān)鍵詞：微機系統(tǒng)M50463-560SP，頻道選擇，模擬音量控制，自動搜索尋臺 目錄 1 緒論11.1 課題描述11.2 基本工作原理及框圖11.2.1中央微處理器21.2.2 存儲器21.2.3遙控發(fā)射器31.2.4 遙控接收器31.3.5 本機鍵盤矩陣31.2.6 接口電路3 2 紅外遙控系統(tǒng)的電路分析與工作原理42.1 M50436-560SP遙控系統(tǒng)的組成原理42.1.1 M50436-56

3、0SP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接口控制電路62.2.4 M50436 - 560SP微處理器系統(tǒng)7 總 結(jié)11 致 謝12參考文獻13第 12 頁課程設(shè)計說明書 1 緒論M50463-560SP微機系統(tǒng)是當今國際上較先進的電壓合成式選臺系統(tǒng)之一。紅外遙控發(fā)射器是電視機外一個供用戶操作的小盒子，其電路主要由M50436 - 560SP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

4、外調(diào)制脈沖指令信號。可用機鍵順序、遙控順序選臺或直接選臺。實現(xiàn)彩色電視機的該功能主要用到了調(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，待機電路可以實現(xiàn)主機的待機狀態(tài)與整機進入工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。1.1 課題描述 紅外線是電磁波的一種。頻率在1×10123.9×1014Hz之間。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。電源開、關(guān)控制是對電視機主電源的控制。它由雙穩(wěn)態(tài)電路組成，每按一次電源（powe

5、r）按鍵， 就變換一次電源開、 關(guān)狀態(tài)。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，以確定電視機的接收頻段（VL、VH或U）；二是把調(diào)諧電壓UT（030V可調(diào)）送到高頻調(diào)諧器中。遙控彩色電視機常設(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。為了便于聽人呼叫或與人交談，一般遙控發(fā)射器上都設(shè)有靜音鍵盤。按下此鍵，伴音消失，只有圖像；再按此鍵，則伴音又恢復(fù)為原來大小。有的遙控系統(tǒng)還設(shè)置了無信號靜音功能。電路通過識別有沒有電視同步信號，來對伴音通道進行控制。在確認有同步信號時，靜音電路不起作用，伴音大小受控于音量調(diào)節(jié)；在沒有同步信號時，靜音

6、電路切斷伴音通道，使揚聲器無聲。1.2 基本工作原理及框圖 彩色電視機紅外線遙控系統(tǒng)主要由遙控發(fā)射器、遙控接收器、中央微處理器、存儲器、接口電路和本機鍵盤矩陣等組成。圖1是彩電紅外遙控系統(tǒng)的組成方框圖。圖1基本工作原理框圖 1.2.1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。1.2.2 存儲器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、

7、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，每次開機后，自動取出上次關(guān)機前的有關(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。 1.2.3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左右的載波進行脈沖幅度調(diào)制；最后，將已調(diào)制的編碼脈沖激勵紅

8、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。 1.2.4 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。紅外光電二極管屬光敏元件，它對紅外光線相當敏感。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1。 1.2.5 本機鍵盤矩陣 除使用遙控發(fā)

9、射器能對彩電實現(xiàn)控制外，通常在彩電面板上還設(shè)置有若干按鍵，組成本機鍵盤矩陣。本機鍵盤按鍵同樣可實現(xiàn)各種控制功能，并且它所產(chǎn)生的編碼信號無須進行調(diào)制及解調(diào)，而是直接通過電阻送到中央微處理器中。1.2.6 接口電路接口電路介于中央微處理器與被控制電路之間，其主要作用是進行數(shù)/模轉(zhuǎn)換和電平移位。所謂數(shù)/模轉(zhuǎn)換就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

10、 V，所以需要電平移位2。2 紅外遙控系統(tǒng)的電路分析與工作原理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

11、度、視頻輸入、定時關(guān)機剩余時間、節(jié)目號、制式和多伴音的指示等；7、定時關(guān)機功能；8、射頻與視頻的切換控制功能（TV/AV1/AV2等）；9、關(guān)機前的接收節(jié)目號及各模擬量等工作狀態(tài)參數(shù)的存儲功能；10、彩電制式及伴音模式轉(zhuǎn)換功能；11、靜音功能。 2.1.2.M50436-560SP遙控系統(tǒng)的組成主控微處理器M50436-560SP3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行放大和電平轉(zhuǎn)換，在熒光屏上顯示出相應(yīng)的內(nèi)容。 M504

12、36-560SP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。 這里補充說明幾點：第一，由于一個完整的遙控信號指令碼含有16位二進制數(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。遙控系統(tǒng)的組成如圖所示。 圖2 系統(tǒng)組成圖 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4是電視機外一個供用戶操作的小盒子，其電路主要由M50436 - 560SP集成芯片、紅外發(fā)射二極管以及一組

13、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。 所構(gòu)成的紅外遙控發(fā)射器電路如圖3所示。圖3 紅外遙控發(fā)射器電路圖2.2.2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組成，如圖4所示。圖4 紅外遙控接收器圖2.2.3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5為接口電路。 圖5 兩種典型的接口電路圖(a) 頻道調(diào)諧接口電路； (b) 模擬量接口電路2.2.4 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。 圖6 M50436-560SP

14、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、視頻輸入、控制模擬量、定時關(guān)機、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M50436-5

15、60SP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。5圖7 B27腳復(fù)位信號圖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。表1 引腳電平工作狀態(tài)表腳電平腳電平工作狀態(tài)LHVL頻段HLVH頻段LLU頻段HH未用 （1）調(diào)諧電壓 在確定了頻段開關(guān)后，還應(yīng)向高頻調(diào)諧器輸送調(diào)諧電壓6。 M50436 - 560SP從腳輸

16、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)諧電壓最大可達到30 V，故需要進行電平轉(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。 同步功能 M50436 - 560SP的36腳引入電視機復(fù)合同步脈沖。 在自動選臺時，M50436 - 560SP根據(jù)36腳有無足夠幅度的復(fù)合同步信號，就可判斷當前是否收到電視臺節(jié)目信號。 若有，

17、則將搜索速度放慢，進行自動頻率微調(diào)（AFT）控制， 以便找到最佳調(diào)諧點；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（正極接腳，負極接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

18、，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。當收準一個頻道后， 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)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

19、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?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7如圖8所示。圖8 連接方法圖 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。3、模擬量控制 M50436-5

20、60SP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（PWM）信號，但由于音量、色飽和度和亮度的控制要求沒有調(diào)諧電壓那么嚴格，所以這三個信號都由M50436-560SP用7位數(shù)據(jù)進行調(diào)節(jié)， 變化的級差為64級。 總 結(jié) 紅外遙控發(fā)射器是電視機外一個供用戶操作的小盒子，其電路主要由M50436 - 560SP集成芯片、紅外發(fā)射二極管以及一組按鍵組成。實現(xiàn)彩色電視機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，待機電路可以實現(xiàn)主機的待機狀態(tài)與整機進入工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。 紅外遙控發(fā)射器是電視機外一個