淺談Ｉ２Ｃ總線控制技術(shù)的教學(xué)

王玉林

摘要：為彌補(bǔ)教材的不足，本文講述了總線控制技術(shù)的發(fā)展、定義、控制對象、主要功能、數(shù)據(jù)類型、維修方法等。

關(guān)鍵詞：總線控制 技術(shù) 教學(xué)過程

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，許多新技術(shù)、新集成電路在電視機(jī)中廣泛應(yīng)用，使得電視技術(shù)更新?lián)Q代之快令人咋舌。然而電子電器專業(yè)的《電視機(jī)原理與維修》課程的教材內(nèi)容卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于電視機(jī)技術(shù)的發(fā)展，成為職業(yè)學(xué)校畢業(yè)生就業(yè)的瓶頸。因此作為教師就必須及時地給學(xué)生補(bǔ)充新器件、新電路、新技術(shù)的知識，以適應(yīng)學(xué)生工作與就業(yè)的需要。下面談?wù)勎以诮虒W(xué)中是如何補(bǔ)充講授總線控制技術(shù)相關(guān)知識的。

教學(xué)過程:

導(dǎo)入：介紹當(dāng)今彩色電視機(jī)的發(fā)展方向，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

如今的彩色電視機(jī)正朝著兩個方向發(fā)展，一是數(shù)字高清電視機(jī)。二是平板電視機(jī)，如等離子電視機(jī)和液晶電視機(jī)。他們都采用總線控制方式。

這些內(nèi)容利用圖片、DV拍攝的高清電視及平板電視的結(jié)構(gòu)資料，用多媒體形式展示。

講授新課：

一、簡述總線控制技術(shù)的發(fā)展過程，使學(xué)生了解其發(fā)展史

彩色電視機(jī)的總線控制技術(shù)由飛利浦公司獨(dú)創(chuàng)，英文為Inter Intergraded-Circuit Bus，簡稱I2C總線。最早的總線僅限于微處理器與存儲器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，后來發(fā)展到對音頻信號處理電路的控制和進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，但這樣的電視機(jī)不具有總線調(diào)整功能。在采用總線控制技術(shù)對圖像信號處理電路實(shí)施控制后，才需要對總線數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)置和調(diào)整。再后來發(fā)展到對光柵幾何校正和其他方面進(jìn)行控制。這些電視機(jī)就具有了總線調(diào)整功能。總線控制型彩電就是指具有總線調(diào)整功能的電視。

二、明確總線的控制對象，讓學(xué)生站高望遠(yuǎn)，把握全局

展示實(shí)物、實(shí)際電路，同時利用投影進(jìn)行講述。目前總線控制對象有頻率合成式高頻調(diào)諧器、圖像信號處理電路、伴音信號處理電路、行場掃描小信號形成電路、變頻處理電路、會聚信號產(chǎn)生電路等。

三、講解總線控制技術(shù)的定義，使學(xué)生加深對總線控制的理解

彩色電視機(jī)的總線控制技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和電視技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它是利用微處理器中存儲的軟件，對掛接在其上的電路進(jìn)行控制，達(dá)到對電視機(jī)控制管理的目的，是電視主控電路（即微處理器）與被控電路之間的一種簡潔控制方式。

四、簡述總線控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和主要功能，使學(xué)生知道主要功能

1. 優(yōu)點(diǎn)：CPU控制引腳只有兩個，電路簡潔可靠；電路板上沒有可調(diào)元件，故障率極低。總線就是在CPU上引出兩條控制線，所有被控集成電路都掛接在這兩條線上，在CPU的指揮下協(xié)調(diào)工作并自動將各電路參數(shù)調(diào)整到最佳。在電視機(jī)生產(chǎn)線上調(diào)試極為簡單，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可靠性，便于現(xiàn)代化生產(chǎn)。普通彩電同其他電路的聯(lián)系是通過輸入輸出端口來實(shí)現(xiàn)的，其控制功能越多則輸入輸出的端口越多，當(dāng)然引線越多，線路越復(fù)雜。另外普通彩色電視機(jī)中許多電路都使用半可調(diào)電位器或開關(guān)進(jìn)行調(diào)整，如副亮度、場幅、行幅、白平衡等，這不僅使彩電生產(chǎn)中的調(diào)試復(fù)雜，而且彩電使用日久后，開關(guān)、電位器的觸點(diǎn)會發(fā)生氧化，致使電視機(jī)出現(xiàn)各種各樣的故障。

2. 總線控制技術(shù)的主要功能

（1）用戶對電視機(jī)的操作功能。如節(jié)目預(yù)選、音量、亮度、對比度、色度等的調(diào)整

（2）對電視機(jī)各單元電路進(jìn)行控制和調(diào)整。如場幅、場中心、行幅、枕校、白平衡的調(diào)整，現(xiàn)在發(fā)展到可對AGC增益控制、地磁校正、幾何失真調(diào)整、畫質(zhì)和音質(zhì)參數(shù)調(diào)整、芯片選擇等等。

（3）電視機(jī)生產(chǎn)時的自動化調(diào)整功能。在生產(chǎn)時，可將生產(chǎn)線上的計(jì)算機(jī)與電視機(jī)的總線相連，將最佳調(diào)整數(shù)據(jù)傳送至電視機(jī)的EAROM存儲器中。

上述內(nèi)容可以用數(shù)碼相機(jī)自己拍攝相關(guān)電路的照片，并尋找電視機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線相關(guān)圖片來講述。

五、講授總線技術(shù)的構(gòu)成和數(shù)據(jù)類型

1. 彩色電視的總線控制技術(shù)由兩部分構(gòu)成，一部分是總線信息的產(chǎn)生、處理、傳輸，即所謂硬件部分，包括微處理器、存儲器、接口電路、譯碼器等；另一部分是代表控制信息的程序和數(shù)據(jù)，即所謂軟件部分，包括微處理器中的固化的操作程序和存儲器中的預(yù)置數(shù)據(jù)。主控電路和被控電路之間用時鐘總線和數(shù)據(jù)總線進(jìn)行信息聯(lián)系，它們都有各自的信號輸入、輸出接口和譯碼器。要使主控電路的接口電路正常工作，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時就需要在接口電路上設(shè)計(jì)偏置電路，即所謂的上拉電阻，而掛接在總線上的被控電路的總線接口電路則不再設(shè)置偏置電路，該接口電路正常工作所需的偏置電壓由微處理器總線接口電路提供。微處理器一般都有總線關(guān)斷功能，但只用于生產(chǎn)調(diào)試，總線關(guān)斷時總線接口上的電壓通常接近或等于微處理器的電源電壓。總線信息傳輸通道是一個公共通道，所以對總線接口電路和總線信息傳輸通道而言，只要電視機(jī)與總線信息有關(guān)的一種功能正常，我們都可以判定總線接口的工作電壓和總線信息傳輸通道無故障。

這部分內(nèi)容可以參考某一典型的總線控制的電視機(jī)原理圖講解。

2. 控制技術(shù)的數(shù)據(jù)類型

總線數(shù)據(jù)包括預(yù)置數(shù)據(jù)和隨機(jī)數(shù)據(jù)兩部分，預(yù)置數(shù)據(jù)由兩部分?jǐn)?shù)據(jù)組成，一部分是涉及電視功能的固定不變的數(shù)據(jù)，它不可以隨意修正；另一部分是可調(diào)數(shù)據(jù)，可以根據(jù)光柵、 圖像伴音的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。隨機(jī)數(shù)據(jù)則控制著電視機(jī)的隨機(jī)工作狀態(tài)，由使用者調(diào)用修改。

該部分內(nèi)容參照某一機(jī)芯的總線調(diào)整數(shù)據(jù)表格講解。

六、總線電路的維修方法

1. 區(qū)分總線電視機(jī)和非總線電視機(jī)，軟件故障和硬件故障

總線電視機(jī)和非總線電視機(jī)的區(qū)別是：總線控制的彩色電視機(jī)的視放板上沒有白平衡調(diào)節(jié)電位器。

硬件故障表現(xiàn)為總線接口電壓不正常、存儲器損壞等。用萬用表測量SCL、 SDA兩條線的電壓值，總線接口電壓必須正確。正常的接口電壓為4V且有小小的波動。總線電壓不正常的檢修方法是：一是檢測上拉電阻看其是否開路或變值；二是分別斷開掛接的集成電路，看電壓是否恢復(fù)正常，若恢復(fù)正常則為所斷開的集成電路故障。存儲器損壞與否只能更換寫有正確數(shù)據(jù)的好存儲器后再加以判斷。

2. 兩個極為重要檢測點(diǎn)：CPU的待機(jī)控制腳和總線開關(guān)控制腳。在總線控制技術(shù)的彩電中，除存儲器外，掛接在總線接口電路上的其他電路處于開路狀態(tài)，不會影響微處理器從待機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，只有近幾年生產(chǎn)的電視機(jī)，存儲器不論是開路還是內(nèi)部短路都會使微處理器不能從待機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。判斷微處理器是否進(jìn)入工作狀態(tài)的關(guān)鍵測試點(diǎn)是微處理器的待機(jī)控制腳。總線關(guān)斷功能只用于生產(chǎn)調(diào)試，總線處于關(guān)斷時總線接口電壓接近或等于微處理器的電源電壓。

3. 搜集各種機(jī)芯進(jìn)入和退出總線的方法和總線調(diào)整方法。在此可用多媒體手段，讓學(xué)生了解幾種常見機(jī)芯的軟件使用方法。如長虹CHD-2機(jī)芯彩電、廈華W系列彩電、TCL HID29189PB系列數(shù)字高清彩電、創(chuàng)維6P18機(jī)芯彩電等等。這些資料都可從家電維修雜志和網(wǎng)上查到。

4. 實(shí)踐操作。進(jìn)入一臺電視機(jī)的總線，并進(jìn)行調(diào)整。同時測量正常電視機(jī)總線的動態(tài)、靜態(tài)的電壓數(shù)據(jù)。

七、課程小結(jié)

通過上述內(nèi)容的講述，能使學(xué)生對彩色電視機(jī)的總線控制技術(shù)有比較充分的認(rèn)識，基本上能滿足學(xué)生就業(yè)的需要。

參考文獻(xiàn)：

《家電維修》雜志2007.5、 2007.6、2007.7