ST6378彩电控制微处理器的特点及应用

r4y53ee · 发表于 2011-3-11 07:42:30

【摘要】从电视机软、硬件功能设计的角度，介绍了电视专用微处理器ST6378的特点，并给出了一个具有中英文选单式屏幕显示的彩电控制系统的应用实例。【关键词】彩色电视机；微处理器；屏幕显示【Abstract】 This paper describes the features of ST6378，whICh is an 8－bit microcontroller used in TV set，from the point of view of the design of both SOFtware and hardware ．An example of the application of color TV contro system with menu display in both English and Chinses is given．【Key words】 color TV；MCU；OSD【内容导航】第1页：第2页：1 概述第3页：2 ST6378的介绍第4页：3 ST6378的应用实例第5页：4 结束语第6页：ST6378引脚说明微处理器（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。（1）该引脚也可作OTP/EPROM器件的Vpp输入上一页1【内容导航】第1页：第2页：1 概述第3页：2 ST6378的介绍第4页：3 ST6378的应用实例第5页：4 结束语第6页：ST6378引脚说明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。2．2 特殊功能的说明ST6378的一些特点：（1）片内EEPROMST系列的微处理器一般带有片内EEPROM，存取这些单元不需要专用的读、写指令，而是通过专用的寄存器控制，读EEPROM单元时，同读其它数据单元类似，写EEPROM单元时，有单字节和8字节并行两种方式，写入时间一般为5 ms。EEPROM单元可读写30万次。这种EEPROM结构有利于减少周边器件，降低成本。（2）上电复位电路片内可以增加内部上电复位电路（POR），它可以保证在电源电压掉到3．4～4．2 V的门限值以下时，芯片会可靠复位。有了内部POR电路后，复位引脚处只需接简单的RC电路即可。（3）串行外设接口片内的串行外设接口（SPI）为电视机中不同器件提供了灵活的接口方式，它既保持了软件的灵活性，又为数据的快速交换增加了硬件配置。SPI的三个引脚可以用于以下三种方式：●软件定义为标准I／O口；●用于S总线或I2C总线（两线）；●用作标准SPI（使用8位移位寄存器）。（4）I／O口片内有三组I／O口（A，B，C），每条I／O线可以单独设定为以下三种模式：●输出方式（硬件固定漏级开路式或推挽式输出方式）；●带内部上拉电阻的输入方式（软件设定）；●不带内部上拉电阻的输入方式（软件设定）。2．3 屏幕显示（OSD）ST6378的OSD单元是由CMOS LSI构成的字符发生器，用以在电视屏幕上显示文字或符号，它所具有的字符圆角功能增加了字符的可读性。ST6378的OSD单元接收行、场同步信号，通过R，G，B和BLANK引脚输出屏幕显示信息。OSD部分的主要性能如下所示：●5行15列字符显示；●128字符的字符集；●4种字符大小（18H，36H，54H，72H）；●带圆角功能的14×18字符点阵；●8种字符颜色；●显示位置按水平方向64级、垂直方向63级可变；●词组间距64级可调； ●行间距63级可调；●背景可选：无背景、方块背景和捆边背景；●背景色可在8种颜色中选2种；●软件控制屏幕显示开、关或黑屏；●全屏背景：可选择8种颜色之一作为全屏背景，不影响OSD字符显示。上一页12【内容导航】第1页：第2页：1 概述第3页：2 ST6378的介绍第4页：3 ST6378的应用实例第5页：4 结束语第6页：ST6378引脚说明3．1 系统概述以下介绍的彩电控制系统是采用电压合成调谐，彩色制式由硬件自动识别（彩色解码芯片为TDA8361），伴音制式可由软件选择（D／K，I，B／G，M），通过I2C总线控制立体声处理芯片（TDA8425TDA7439），遥控发射芯片采用ST公司的M3004LAB，本机设6～9个按键，通过软件及二极管设置可以为系统增加8种功能选择。整个系统可以具备以下功能：调谐方面：　　●通过14位PWM输出控制电压合成调谐；　　●全自动选台，正、反向半自动选台及手动选台；　　●3个波段选择（VL，VH，U）；　　●每一节目均有跳台开／关及AFT开／关记忆；　　●软件自动数字AFC功能；　　●直接节目号输入；　　●带跳台（SKIP）功能的频道增减（PROG＋／－）；　　●节目快速回看功能；　　●频道转换期间自动静音及自动黑屏；　　●关机前末节目号及末状态自动记忆；　　●可存储100个频道数据。　　声音控制：　　●可通过I2C总线控制立体声处理芯片（TDA8425TDA7439）；　　●64级音量控制；　　●高音、中音、低音及平衡控制（通过I2C总线控制）；　　●音质控制（语言、标准、音乐、记忆）；　　●立体声模式控制（空间立体声、线性立体声、伪立体声、单声道）；　　●静音控制；　　●自动选台时自动静音；　　●无信号自动静音；　　图像控制：　　●亮度、对比度、色度、色调、清晰度控制（64级）；　　●画质控制（动态、标准、柔和、记忆）。　　软件及二极管功能选择：　　●三路AV或两路AV；　　●中文屏显或西文屏显；　　●蓝屏允许或蓝屏禁止；　　●开机处于待机状态或开机保持末状态；　　●5 min无信号关机允许或禁止；　　●超重低音控制或清晰度控制选择；　　●四种或两种伴音制式选择。　　特别功能：　　●5 min无信号自动关机；　　●睡眠定时；　　●选单式显示；　　●当前状态回显。3．2 彩电控制系统电路设计　　彩电控制系统的电路原理如图2所示。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。上一页123【内容导航】第1页：第2页：1 概述第3页：2 ST6378的介绍第4页：3 ST6378的应用实例第5页：4 结束语第6页：ST6378引脚说明　　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。上一页1234【内容导航】第1页：第2页：1 概述第3页：2 ST6378的介绍第4页：3 ST6378的应用实例第5页：4 结束语第6页：ST6378引脚说明引脚功能说明DA0 to DA5输出，漏极开路，12V AFC输入，高阻抗，12V VS输出，推挽式 R，G，B，BLANK输出，推挽式 HSYNC，VSYNC输入，上拉式，施米特触发 OSDOSCin输入，高阻抗 OSDSCout输出，推挽式 TEST输入，下拉式 OSCin输入，电阻偏置，仅由施米特触发至复位逻辑 OSCout输出，推挽式 RESET输入，上拉式，施米特角发输入 PA0-PA3输入/输出，推挽式，软件输入上拉式，施米特触发输入 PA4-PA5输入/输出，漏极开路，12V，无输入上拉式，施米特触发输入 PA6-PA7输入/输出，漏极开路，12V，无输入上拉式，施米特触发输入，高驱动 PB1-PB2输入/输出，推挽式，软件输入上拉式，施米特触发输入 PB4-PB6输入/输出，推挽式，软件输入上拉式，施米特触发输入 PC0-PC3输入/输出，漏极开路，5V，软件输入上拉式，施米特触发输入 PC4-PC7输入/输出，漏极开路，12V，无输入止拉式，施米特触发输入 VDD，VSS电源引脚上一页12345【内容导航】第1页：第2页：1 概述第3页：2 ST6378的介绍第4页：3 ST6378的应用实例第5页：4 结束语第6页：ST6378引脚说明

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