電視機CPU結構及工作原理

2021-03-04 03:59:27 字數 4254 閱讀 4059

一、整機電路的基本組成及訊號流程(如圖所示)

特點:微控制器管理彩電訊號處理晶元為核心

1. 通過高頻調諧器選擇不同頻道的射頻電視訊號,並抑制鄰頻干擾。

2. 將射頻電視訊號與本振訊號混合,產生中頻訊號,本振訊號-射頻訊號=中頻(38.0mhz)。

3. 對中頻電視訊號作同步檢波,分離出全電視訊號和第二伴音中頻訊號。

4. 從**訊號高度訊號和色度訊號(頻譜分離),分離行、場同步訊號(時域分離)。

5. 恢復與色同步訊號、同相位的色副載波,對色訊號作同步檢波,分離出兩色差訊號分量,同時解調出基帶色訊號(r-y)與(b-y)。

6. 亮度訊號(y)經延時、黑電平延伸處理、對比度及亮度調節處理後,與色差訊號在基色矩陣電路中合成,得到r、g、b三基色訊號。

7. 通過與電台傳送端同頻、同相位、同線性的電子束掃瞄將得到順序排列的象素。

8. 通過鑒頻解調、還原伴音。

二、微控制器及i2c匯流排

(一) tmp87ck38n的引腳功能:

p20(int5/stop)外部中斷源5輸入或stop模式的解除訊號輸入端。

p35(sda0)i2c匯流排序列資料輸入/輸出。

p36(scl0)i2c匯流排時鐘輸入/輸出。

p33(tc4) 定時器/計數器4觸發輸入。

p32(int4) 外部中斷源4觸發輸入。

p31(tc3) 定時器/計數器3觸發輸入。

p30(int3/rxin)外部中斷源3或遙控訊號輸入。

p47(pwm7)~p41(pwm1)7bit d/a轉換輸出。

p40(pwm0)14bit d/a轉換輸出。

p57脈衝輸出。

p56(ain3)~p53(ain0)8bit a/d轉換輸入。

p53(ain0/tc1/int2/sck1)a/d轉換輸入或定時器/計數器輸入,或中斷2輸入/輸出。

p52(sda1/so1)i2c匯流排序列資料輸入/輸出或sio序列資料輸出。

p51(pwm9/scl1/sl1)7bit d/a輸出,i2c匯流排sda或sio資料輸入。

p50(pwm8/tc2/int0)7bit d/a輸出/定時器/計數器2輸入/外部中斷0輸入。

p67(y/bl)背景消除控制訊號輸出。

p66(b)、p65(g)、p64(r)r g b三基色輸出。

p62(csout)測試用**訊號輸出。

p61(ain5)、p60(ain4)a/d轉換輸入。

p71(vd) 場同步訊號輸入。

p70(hd) 行同步訊號輸入。

osc1、osc2 連線osd電路諧振線圈。

xin、xout 連線外部時鐘諧振電路。

rest 復位訊號輸入或監視定時器輸出/「位址-陷阱-復位」/系統.

test 測試引腳(結束測試),連線到低電平。

vdd,vss 電源+5v,0v(gnd)。

(二) tmp87ck38n的內部結構(如下圖):

1. cpu部分:

8位長字處理器,可接8位、16位資料操作,有412條基本指令。在8mhz時頻下指令執行速度0.5us,定址方式豐富、有直接、立即、擴充套件間接、變址、相對等各種定址方式。

可訪問64kb位址空間,指令系統除了有各種算術和邏輯運算功能外。還有位處理功能,適用於控制應用,運算器由算術邏輯單元alu、通用暫存器組、程式狀態字暫存器組成,完成算術運算、邏輯運算、移位、資料傳送等操作。控制器由指令暫存器、指令解碼器、時鐘振盪器與定時單元、位址形成部件組成,完成取指令、分析指令、產生內部微指令。

儲存器的定址空間64kb,包括片內24kb掩膜rom。512byte靜態ram。有14個中斷源(外部5個、內部9個)。

有監視定時器,可程式設計設定時中斷或復位輸出。

(1) 儲存器位址映像

該機的儲存器系統由統一編址的rom、ram、sfr和dbr四種儲存區組成。rom區為24kb存放程式和**常數,ram包括128byte的通用暫存器和384byte的資料與堆疊區。通用暫存器區共有16個工作暫存器組。

特殊功能暫存器區有64位元組空間,主要作i/o埠資料暫存器、外圍器件資料暫存器、外圍器件狀態暫存器、系統控制資料暫存器、中斷控制器和程式狀態字(psw);dbr是資料緩衝暫存器區,主要作為osd控制暫存器和遙控訊號暫存器-128byte 。

(2) 通用暫存器組(位址空間0040h∽bfh)

87ck38有16組通用暫存器組,每組有8個位暫存器w、a、b、c、d、e、h、l。暫存器組可按8位暫存器使用。亦可組成16位暫存器對:

wa、bc、de和hl。其中a是8位累加器,作低8位用。暫存器對hl與de常用指定儲存器位址。

hl可作資料指標/變址儲存器(hl+d)/基位址暫存器,de可作資料指標(de)。

(3) 資料儲存器(ram)

87ck38有512個位元組(0040h~023fh)靜態資料儲存器ram。位址0000h~00ffh可作用標誌或使用者計數器通用暫存器組及堆疊區。

(4) 程式計數器pc(program counter)

程式計數器(pc)是乙個16位暫存器,其中始終存放著下一條指令的位址。

(5) 程式狀態字(psw)

psw分配在特殊功能暫存器(sfr)的003fh單元,其中zf是零標誌、cf進製標誌、hf是半進製標誌、jf是跳轉狀態。

(6) 特殊功能暫存器(sfr)

sfr的位址在0000h~003fh的ram區共64個位元組,i/o埠的位址對映及全部外設的控制與資料傳送,都通過特殊功能暫存器及資料緩衝暫存器來實現。

(7) 堆疊與堆疊指標

堆疊可定位在除暫存器器組以外的ram區域,棧深只受ram空間的限制,堆疊指標sp是乙個16位的暫存器,sp總指向堆疊的下一空儲存單元。

(8) 時鐘電路系統

a. 時鐘電路系統的組成如圖所示,由4預分頻器(fc/4)及21級二進位制計數分頻電路對系統主時鐘訊號進行分頻,向cpu部分提供各種時鐘訊號。

b. 機器週期,指令的執行及外部硬體的執行,都需要用主系統時鐘訊號來同步,執行一條指令的時間為指令週期。

(9) 中斷控制器

87ck38有14個中斷源(15個外部中斷源與9個內部中斷源)

中斷源的名稱與向量位址如表所示。中斷鎖存器(il)儲存著中斷源的中斷請求訊號,其中斷源的中斷請求被cpu接受後,對應的中斷鎖存器(ilx)被置「1」。可遮蔽中斷請求的接受或禁止,由使用者通過程式來設定中斷主允許標誌(imf)與單個中斷源允許標誌epx來確定。

當多個中斷源請求中斷服務時,由硬體電路確定cpu響應中斷的優先順序。

(10) 位址-陷阱-復位功能

如果cpu出現功能錯誤,試圖從sfre取出指令時,「位址-陷阱-復位」功能即發生作用,cpu從復位向量位址重新執行初始化程式。

(11) 監視定時器wdt(watchdog timer)

cpu因受到干擾而出現功能錯誤,不能在wdt定時時間範圍內到達迴圈程式的終端時,定時器wdt就/reset引腳電平拉抵或非遮蔽中斷請求intwdt,使cup有機會擺脫「宕機」狀態,wdt通過控制儲存器(wdtcr1,wdtcr2),進行功能設定和選擇。

(12)rom校正電路

a. rom校正電路的結構

rom校正功能有程式跳轉模式和資料替換模式,有關修補程式的指令**及資料必須預先經初始化程式從外部儲存器通過i2c匯流排裝入內部資料ram區。程式跳轉模式是根據rom中需要替換的程式位址,用跳轉指令轉移到裝入修補程式的ram區;資料替換模式是替換掉rom中的乙個位元組或字,rom校正功能的實現,依賴於rom校正控制暫存器(romccr)與rom校正資料暫存器(romcdr)的設定。rom校正資料暫存器有4組儲存單元,可以存放4個修補程式位址/替換資料。

寫資料計數器(wdc)是這4組儲存單元的位址指標,無論何時,wdc總指向取道romcdr的那些資料的寫入位置,復位期間wdc的初值為「0」。

b. rom校正功能的實現:

修補糾錯程式由初始化程式從外部儲存器讀入ram中,rom區的首位址及ram區的跳轉首位址,必須寫入rom校正位址暫存器romcdr1然後bank1在wdc 的指引下,進入暫存器組(bank)。

(二)定時器/計數器部分(主要介紹十六定時/計數tc)

87ck38有2 個16位的定時/計數tc1及tc2,2 個8位的定時/計數tc3及tc4。

1. 16位加法計數器是其中心環節,它可以對內部時鐘振盪器或tc1引腳輸入的觸發脈衝進行計數,tc1的控制器由8位控制暫存器(tc1cr)與兩個別6位資料暫存器(treg1a)與(treg1b)組成。

2. tc1的控制:控制tc1的(tc1cr)、treg1a、treg1b的配置與功能如圖所示。(treg1a)與(treg1b)的內容不受復位操作的影響。

3. tc1功能:tc1有5種執行模式:定時、外部觸發定時、事件計數、視窗寬度及脈衝寬度測量。

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