彩电中的I2C原理及维修原则|彩电原理与维修
时间：2020-03-07 08:40:42 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：随着现代大屏幕彩色电视机向数字化方向的快速发展,生产制造技术不断提高和大规模集成电路设计工艺以及电子计算机在彩色电视机领域的广泛应用,使得大屏幕彩色电视机在各种功能控制、生产调试、检测维修等方面有了一个崭新的数字技术,即I2C总线控制术
关键词：I2C总线 彩电维修 主控MPU 被控IC
中图分类号：TN949.12 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)12-0211-01
1、I2C原理
现在的彩电基本上是采用I2C总线控制的。I2C(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器（MPU）及其外围设备（被控IC）。I2C总线产生于80年代，最初为音频和视频设备开发，后被多领域广泛应用。I2C总线由两根线组成，一根串行时钟总线SCL和一根串行数据总线SDA，电路简洁，可以省去以往MPU的很多I/O引出脚。I2C总线系统有主控MPU，同时并联挂接了多个被控IC。对于不同要求的电视机，总线上挂接的IC不同。如下图连接：
在主控MPU与被控IC之间数据进行双向传送。即主控MPU可以向被控IC发送数据，被控IC也可向主控MPU发送数据，但被控IC接收还是发送数据则由主控MPU控制。主控MPU与各被控IC间实行双向数据通信，数据的第一部分为数据传送起始信号；第二部分为受控IC电路的地址；第三部分是读/写位，它指出被控IC的工作方式是接收还是发送；第四部分为传送的数据。在I2C总线上挂接的所有被控IC都有自己的地址，MPU在发送数据时，I2C总线上的所有被控IC都会将MPU发出的位于起始信号后面的地址与自己的地址相比较，如果两者相同，则该被控IC认为自己被MPU选中，然后按照读/写位规定的工作方式接收或发送数据。这样，各被控制电路虽然挂在同一条总线上，却彼此独立，互不相关。
SDA线与SCL线均为双向I/O线，一般经上拉电阻接+5伏VDD，当总线空闲时，两线为高电平,当主控MPU向所挂被控IC准备发送数据时，把集电极电压拉低，从而使与之相连的SDA线电压降低，占据了SDA线发送数据。在传送数据过程，有三种信号出现，分别是：①启动信号S：SCL线为高电平，SDA线由高电平变低电平，视为开始传送数据。②停止信号P：SCL线为高电平，SDA线由低电平变高电平，视为结束传送数据。③应答信号：接收数据的IC收到第1字节（8比特）数据后，向发送数据的IC发出低电平脉冲信号，视为已收到信号。I2C总线上传送的一个数据字节由八位组成。总线对每次传送的字节数没有限制，但每个字节后必须跟一位应答位。首先由主控MPU发出启动信号“S”(SDA在SCL高电平期间由高电平跳变为低电平)，然后由主控MPU发送一个字节的数据。启动信号后的第一个字节数据具有特殊含义：高七位是被控IC的地址，第八位是传送方向位，0表示主控MPU发送数据(写)，1表示主控MPU接收数据(读)。被寻址到的被控IC设备按传送方向位设置为对应工作方式。标准I2C总线的设备都有一个七位地址，所有连接在I2C总线上的设备都接收启动信号后的第一个字节，并将接收到的地址与自己的地址进行比较，如果地址相符则为主控MPU要寻访的被控IC，应在第九位应答时钟脉冲时向SDA线送出低电平作为应答。除了第一字节是通用呼叫地址，第二字节开始即数据字节。通常从器件在接收到每个字节后都会作出响应，即释放SCL线返回高电平，准备接收下一个数据字节，主器件可继续传送。数据传送完毕，由主控MPU发出停止信号“P”(SDA在SCL高电平期间由低电平跳变为高电平)完成数据的传输。传送顺序如下图。
被控IC器件有七位地址，其中器件地址高4位(D7～D4)为器件型号地址，不同的I2C总线接口器件的型号地址是厂家给定的，如AT24C系列E2PROM的型号地址皆为1010，器件地址中的低3位为引脚地址A2A1A0，对应器件寻址字节中的D3、D2、D1位，在硬件设计时由连接的引脚电平给定，例如24C04的①②③脚接地，代表D3、D2、D1为0、0、0。
2、I2C彩电维修原则
(1)当用万用表来检查总线故障时，时钟线SCL和数据线SDA上都有上拉电阻，因此静态时，两线的对地电压为高电平。电平幅度约为4.5～5V左右。且电平基本不抖动，在操作总线控制时，电平有较大的抖动。抖动量与操作键有关。借助于示波器观察时钟线和数据线波形时，应有一簇或一串脉冲波。当总线出现故障时，首先应检查总线的电压和波形。总线电压不正常时，可检查+5V供电、上拉电阻、被控IC中有无短路器件（可用断开法逐一检查）及与总线相关连的元件。若电压正常而无波形，则应重点查主控MPU和存储器。
(2)主控MPU正常工作必须要满足三个必要条件：1)MPU的工作电压一般为＋5V。2)外接的时钟振荡器必须起振，可用示波器看波形或用万用表测量振荡电压。3)必须有复位信号，可以用示波器测量。个别MPU还有关断总线控制的引脚，可查外围电路，是否引起总线关断。
(3)正确区分软硬件故障，多查资料，不可盲目更换元件。对数据存储器E2PROM内的数据损坏造成的故障应作优先考虑排除。然后再进行常规维修。下列现象一般属于数据损坏造成的：信号弱、光棚白平衡不良、光棚失真或行场幅失真、某些功能消失或一些奇怪故障现象。
参考文献
[1]陈景,李建华.基于FPGA的I～2C读写控制器的设计与实现[J].自动化技术与应用,2010年02期.
[2]段文群,江勇.浅析I2C总线及其在视频处理器SAA7111中的应用[J].大众科技,2010年01期.
[3]高辉.基于I～2C总线的PIC单片机与SD2003A通信的设计与实现[A].中国电工技术学会低压电器专业委员会第十三届学术年会论文集[C],2007年.
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