浅谈Ｉ２Ｃ总线控制技术的教学

王玉林

摘要：为弥补教材的不足，本文讲述了总线控制技术的发展、定义、控制对象、主要功能、数据类型、维修方法等。

关键词：总线控制 技术 教学过程

随着电子技术的飞速发展，许多新技术、新集成电路在电视机中广泛应用，使得电视技术更新换代之快令人咋舌。然而电子电器专业的《电视机原理与维修》课程的教材内容却远远滞后于电视机技术的发展，成为职业学校毕业生就业的瓶颈。因此作为教师就必须及时地给学生补充新器件、新电路、新技术的知识，以适应学生工作与就业的需要。下面谈谈我在教学中是如何补充讲授总线控制技术相关知识的。

教学过程:

导入：介绍当今彩色电视机的发展方向，激发学生的求知欲。

如今的彩色电视机正朝着两个方向发展，一是数字高清电视机。二是平板电视机，如等离子电视机和液晶电视机。他们都采用总线控制方式。

这些内容利用图片、DV拍摄的高清电视及平板电视的结构资料，用多媒体形式展示。

讲授新课：

一、简述总线控制技术的发展过程，使学生了解其发展史

彩色电视机的总线控制技术由飞利浦公司独创，英文为Inter Intergraded-Circuit Bus，简称I2C总线。最早的总线仅限于微处理器与存储器之间进行数据交换，后来发展到对音频信号处理电路的控制和进行数据交换，但这样的电视机不具有总线调整功能。在采用总线控制技术对图像信号处理电路实施控制后，才需要对总线数据进行预置和调整。再后来发展到对光栅几何校正和其他方面进行控制。这些电视机就具有了总线调整功能。总线控制型彩电就是指具有总线调整功能的电视。

二、明确总线的控制对象，让学生站高望远，把握全局

展示实物、实际电路，同时利用投影进行讲述。目前总线控制对象有频率合成式高频调谐器、图像信号处理电路、伴音信号处理电路、行场扫描小信号形成电路、变频处理电路、会聚信号产生电路等。

三、讲解总线控制技术的定义，使学生加深对总线控制的理解

彩色电视机的总线控制技术是计算机技术和电视技术相结合的产物，它是利用微处理器中存储的软件，对挂接在其上的电路进行控制，达到对电视机控制管理的目的，是电视主控电路（即微处理器）与被控电路之间的一种简洁控制方式。

四、简述总线控制技术的优点和主要功能，使学生知道主要功能

1. 优点：CPU控制引脚只有两个，电路简洁可靠；电路板上没有可调元件，故障率极低。总线就是在CPU上引出两条控制线，所有被控集成电路都挂接在这两条线上，在CPU的指挥下协调工作并自动将各电路参数调整到最佳。在电视机生产线上调试极为简单，提高了生产效率和产品的可靠性，便于现代化生产。普通彩电同其他电路的联系是通过输入输出端口来实现的，其控制功能越多则输入输出的端口越多，当然引线越多，线路越复杂。另外普通彩色电视机中许多电路都使用半可调电位器或开关进行调整，如副亮度、场幅、行幅、白平衡等，这不仅使彩电生产中的调试复杂，而且彩电使用日久后，开关、电位器的触点会发生氧化，致使电视机出现各种各样的故障。

2. 总线控制技术的主要功能

（1）用户对电视机的操作功能。如节目预选、音量、亮度、对比度、色度等的调整

（2）对电视机各单元电路进行控制和调整。如场幅、场中心、行幅、枕校、白平衡的调整，现在发展到可对AGC增益控制、地磁校正、几何失真调整、画质和音质参数调整、芯片选择等等。

（3）电视机生产时的自动化调整功能。在生产时，可将生产线上的计算机与电视机的总线相连，将最佳调整数据传送至电视机的EAROM存储器中。

上述内容可以用数码相机自己拍摄相关电路的照片，并寻找电视机生产企业的生产线相关图片来讲述。

五、讲授总线技术的构成和数据类型

1. 彩色电视的总线控制技术由两部分构成，一部分是总线信息的产生、处理、传输，即所谓硬件部分，包括微处理器、存储器、接口电路、译码器等；另一部分是代表控制信息的程序和数据，即所谓软件部分，包括微处理器中的固化的操作程序和存储器中的预置数据。主控电路和被控电路之间用时钟总线和数据总线进行信息联系，它们都有各自的信号输入、输出接口和译码器。要使主控电路的接口电路正常工作，进行电路设计时就需要在接口电路上设计偏置电路，即所谓的上拉电阻，而挂接在总线上的被控电路的总线接口电路则不再设置偏置电路，该接口电路正常工作所需的偏置电压由微处理器总线接口电路提供。微处理器一般都有总线关断功能，但只用于生产调试，总线关断时总线接口上的电压通常接近或等于微处理器的电源电压。总线信息传输通道是一个公共通道，所以对总线接口电路和总线信息传输通道而言，只要电视机与总线信息有关的一种功能正常，我们都可以判定总线接口的工作电压和总线信息传输通道无故障。

这部分内容可以参考某一典型的总线控制的电视机原理图讲解。

2. 控制技术的数据类型

总线数据包括预置数据和随机数据两部分，预置数据由两部分数据组成，一部分是涉及电视功能的固定不变的数据，它不可以随意修正；另一部分是可调数据，可以根据光栅、 图像伴音的实际情况进行调整。随机数据则控制着电视机的随机工作状态，由使用者调用修改。

该部分内容参照某一机芯的总线调整数据表格讲解。

六、总线电路的维修方法

1. 区分总线电视机和非总线电视机，软件故障和硬件故障

总线电视机和非总线电视机的区别是：总线控制的彩色电视机的视放板上没有白平衡调节电位器。

硬件故障表现为总线接口电压不正常、存储器损坏等。用万用表测量SCL、 SDA两条线的电压值，总线接口电压必须正确。正常的接口电压为4V且有小小的波动。总线电压不正常的检修方法是：一是检测上拉电阻看其是否开路或变值；二是分别断开挂接的集成电路，看电压是否恢复正常，若恢复正常则为所断开的集成电路故障。存储器损坏与否只能更换写有正确数据的好存储器后再加以判断。

2. 两个极为重要检测点：CPU的待机控制脚和总线开关控制脚。在总线控制技术的彩电中，除存储器外，挂接在总线接口电路上的其他电路处于开路状态，不会影响微处理器从待机进入正常工作状态，只有近几年生产的电视机，存储器不论是开路还是内部短路都会使微处理器不能从待机进入正常工作状态。判断微处理器是否进入工作状态的关键测试点是微处理器的待机控制脚。总线关断功能只用于生产调试，总线处于关断时总线接口电压接近或等于微处理器的电源电压。

3. 搜集各种机芯进入和退出总线的方法和总线调整方法。在此可用多媒体手段，让学生了解几种常见机芯的软件使用方法。如长虹CHD-2机芯彩电、厦华W系列彩电、TCL HID29189PB系列数字高清彩电、创维6P18机芯彩电等等。这些资料都可从家电维修杂志和网上查到。

4. 实践操作。进入一台电视机的总线，并进行调整。同时测量正常电视机总线的动态、静态的电压数据。

七、课程小结

通过上述内容的讲述，能使学生对彩色电视机的总线控制技术有比较充分的认识，基本上能满足学生就业的需要。

参考文献：

《家电维修》杂志2007.5、 2007.6、2007.7