用NE555实现有线数字电视自动换台的应用

胡晓东

用NE555实现有线数字电视自动换台的应用

胡晓东

（湖北荆州广电网络，湖北荆州434000）

从各地广电有线数字电视节目监视的现状出发，在简介数字电视机顶盒人工换台与自动换台原理、阐述CD4066典型四双向模拟开关集成电路和NE555定时器集成电路的基础上，介绍了一种简易的自动换台电路及其应用于同洲、创维、九州等有线数字电视机顶盒的改装实践和在地市级数字电视网中的具体应用，并就其在多领域的应用谈了笔者的观点。

NE555；CD4066；数字电视机顶盒；自动换台

【本文献信息】胡晓东.用NE555实现有线数字电视自动换台的应用［J］.电视技术，2015，39（10）.

目前各地有线数字电视（以下简称数字电视）节目一般都在100套以上［1］，如果采用一套节目一机（电视机）监视或多画面大屏监视均投入巨大。如何以最小的成本实现一般数字电视节目的监视值得研究［2］。最简洁的数字电视节目监视是值班员通过遥控器的“选台”键控制数字电视机顶盒换台进行监看。本文探讨的是如何对其进行改造，使其“自动”。

1　数字电视机顶盒的人工换台原理

如图1，数字电视机顶盒搜索节目时，各频道（及对应节目）的参数即被存储于盒子的内部存储器中［3］。换台时（通过遥控器或机顶盒面板上对应的键）主CPU读出预置在存储器中频道（及其对应节目）的参数，通过I2C总线送到相应电路使其输出节目参数改变的信号，控制信号处理（与解码）电路，生成各种格式的图声信号。

图1　数字电视机顶盒选台原理示意图

2　自动换台电路的实现

所谓自动换台，即是用定时电路驱动I2C总线获得的机顶盒主CPU读出的预置在存储器中的节目参数（指令）至相应电路使其输出节目参数改变的信号来完成上文所述的换台（输出）图声节目过程。主要应解决两个问题：一是自动触发机顶盒选台键的循环；二是每次换台的时间。前者可由普通开关集成电路实现；后者用一般集成定时器即可。

2.1CD4066简介

CD4066是一种典型的四双向模拟开关集成电路［2］，共有14个脚。其引脚功能（逻辑）如图2所示。

图2　CD4066引脚功能图

如图2，SWA、SWB、SWC、SWD为4个独立的双向模拟开关，CONTROL A、CONTROL B、CONTROL C、CONTROL D分别为其（SWA、SWB、SWC、SWD）控制端。当CONTROL A接高电平时，集成块的1、2脚（SWA的IN/OUT和OUT/IN端）导通；接低电平时，1、2脚开路。VDD和VSS为电源+端和-端。

2.2NE555简介

NE555是一个能确定时间的单元集成电路［4］，如确定脉冲的重复时间、信号的延迟时间等，共有8个引脚。其引脚的等效逻辑如图3所示。

图3　NE555引脚功能图

如图3，本电路有两个运算放大器（上比较器、下比较器）、一个数字电视的与非门（组成图示的RS触发器）。各引脚的功能如下：①脚为接地端；②脚为下比较器的反向输入端（即触发输入端）；③脚为输出端；④脚为复位输入端（其为低电平时，③脚也为低电平）；⑤脚为上比较器的反向输入端；⑥脚为上比较器的同相输入端；⑦脚用于迅速对外部电容器放电；⑧脚接电源电压。

设电源电压为VCC，则当⑥脚电压U6＞2/3 VCC、②脚电压U2＞1/3 VCC时，③脚为低电平（因RS触发器被置“0”）。当U6下降到任意值，只要U2＞1/3 VCC，③脚为维持低电平。若U2＜1/3 VCC（如在②脚引入负脉冲），则③脚输出高电平（因触发器翻转）。

2.3一种简易自动换台电路

本文设计的自动换台功能由两块NE555和一个开关集成电路CD4065为核心实现。如图4所示，图中虚线右面部分为该功能线路。线路的电源取至机顶盒的+5 V电源；开关集成电路CD4065的10、11脚接机顶盒面板频道键的“+”、“-”。图示线路由两个8脚、一个14脚集成块、一个三极管、4个较小容量电容、二个小功率电阻组成，体积小，较易固定在机顶盒内。实现自动换台的原理是：机顶盒开机后，第一个NE555（IC1）开始定时，到时后IC1第3脚输出高电平，触动CD4066（IC3）的13脚，使IC3的第1、2脚导通，第二个NE555（IC2）获得电源电压（约+5 V）开始定时，IC2第3脚输出高电平，使Q1导通，给IC1的2脚一个正电压，使其（IC1）翻转，（IC1）第3脚输出低电平加至IC3第13脚，迫使IC3的1、2脚断开，2脚无电压，致使IC2的8脚因无电源停止工作，IC1回到初始状态，如此循环。在IC3的1、2脚导通、断开的同时，IC3的10、11脚也执行同样的过程，给频道键以开关信号控制选台；而选台的时间，则由IC2和IC2的“定时”循环决定。整个电路一个台换台后显示的时间由C1、R1、C4、R4决定（主要由C1、R1决定）。

图4　数字电视机顶盒实现自动换台电路原理图

2.4工程实践

本装置材料普通、调试方便、成本低廉（整个改装成本仅在几十元以内）、工作稳定（笔者改装同洲、创维、九州等有线数字电视机顶盒近十台，每天开机十余小时，连续数年无故障）、可靠性高（换台时间及每个台的显示时间无显著变化），适用于地市级数字电视备份前端机房、分前端机房的人工监视（主前端机房为自动检测、自动报警）及各级有线电视运营商有关主管领导的办公室监看。

每个台换台后的显示时间为：1.1×C1×R1=13.6 s（IC2的“定时”时间为1.1×C2×R2=0.24 s，很短，忽略不计）。

3　小结

本文利用两个NE555定时器和一个CD4066双向模拟开关成功地实现了数字电视机顶盒的自动换台，对于有线数字电视、卫星（数字）电视和地面数字电视前端（含分前端及相关监测点）的节目监视和辅助监视具有一定的作用。但本装置对于数字电视停播后画面静帧问题的“捕捉”还必须“特别留意”。如果将电源开关（针对有电源开关的机顶盒）改为自动换台和手动换台，则可增加带自动换台功能的机顶盒用于家庭（本装置成本远小于机顶盒成本），使用户通过“自动换台”途径在清闲中搜寻自己喜爱的节目。同时，本装置也可在电子信息内大专院校的电子制作实验课中推广。

［1］马成彬，胡晓东，苏登攀，等.有线数字电视电子业务指南（ESG）［2］傅越千，吴石松.SDI接口数字监视设备的设计与实现［J］.电视技术，2005，29（5）：19-21.

规范的设想［J］.电视技术，2009，33（4）：105-108.

［3］张望远.基于STi7162的高清机顶盒设计［J］.电视技术，2014，38（21）：39-43.

［4］THOMAS L F.数字电子技术［M］.第十版.北京：电子工业出版社，2014.

TN943；TN915

B

10.16280/j.videoe.2015.10.017

许盈

2014-10-16