普通彩电与I2C总线控制彩电的差异分析

　　I2C总线的概念来源于计算机数据传输技术，但随着电子技术的不断发展，I2C总线技术已经广泛地用于彩色电视领域。这种新技术可以完成彩色电视机的各种控制功能，能方便地进行各种模拟量的调整和控制，而且在整机电路元件数量大大减少的基础上，降低了生产成本，提高了整机的可靠性，降低了故障率。因此，在销售价格和产品质量方面深受群众的欢迎;在生产成本、产品设计、测试调整及更新换代等方面又倍受电视机生产厂家的青睐。应用I2C总线控制技术和单片彩色电视机机芯的电路结构已经成为本世纪初彩色电视机发展的基本特征。根据家用电器的一般使用及维修规律可知，已经推广使用3年有余的I2C总线控制彩电已经开始进入检修期，然而，习惯采用传统技术维修普通遥控彩电的人总觉得不好应付I2C总线控制遥控彩电的修理。笔者认为，这是由于对普通遥控彩电和I2C总线控制遥控彩电之间的差异特点研究不够、认识不足，因而无法跳出检修普通彩电的逻辑定式所造成的思维障碍现象。本文主要从上述2类彩电的控制技术差异性角度探讨检修I2C总线控制彩电的基本要领，以供同行参考。

　　1　控制系统的基本结构不一样

　　普通彩电控制系统中的CPU与受控电路之间具有一一对应的引脚连接关系，如图1所示，每一种控制量都有相应的一个输出端子，例如对亮度、对比度、色饱和度、色调、音量、音调(含高音、低音及平衡调节)、TV/AV切换、调谐电压等的控制，就要求CPU具有8个以上的独立输出端子。

　　

 

　　在I2C总线控制彩电中，采用I2C总线控制系统结构，例如只有1组I2C总线(如图2)和拥有2组I2C总线(如图3)的电路，上述这些控制量均可以通过将受控对象挂接在SDA、SCL两条线上完成相应功能的控制。当然，只熟悉模拟电路就会认为这是不可思议之事，实际上这是数字技术中最常用的串行控制方式。I2C总线是一种双线、双向、串行总线，他由2条线组成，一条是串行时钟线，常用SCL表示;另一条是串行数据线，常用SDA表示。CPU与受控电路之间的数据传送及控制就是由这2条线来完成的，在I2C总线系统中，CPU为心脏，I2C总线从CPU上引出，其他被控对象均挂接在I2C总线上。CPU的总线输出电路采了确保总线输出电路得到供电，SDA线、SCL线均通过上拉电阻(R1，R2，R3，R4)与电源连接，当总线空闲(不传送数据)时，SDA、SCL两线均应保持高电平。

　　

 

　　

 

　　从图2和图3可以看出，CPU在2类彩电中都是控制中心，显然，CPU的严重损坏会引起整机的正常工作，这是符合传统思维的。在普通彩电中，各个受控电路之间的相互联系并不密切，当某个受控电路产生故障时，一般不会引起其他受控电路的正常工作，但是在I2C总线控制彩电中，有关受控电路都可以挂接在同一组I2C总线上，任何受控电路或者受控电路中的任何部分电路出现较为严重的故障时，都有可能直接影响I2C总线的正常工作，最终影响整机的正常工作。因此，检修I2C总线控制彩电时，要讲究思路面广，不要总是把整机故障归咎于CPU。当测得总线电压或波形不正常时，不一定是CPU引起，必须检查受控电路部分。

　　2　受控集成电路的内部结构和大规模程度不一样

 

　　在I2C总线控制彩电中，由于大部分被控对象是模拟电路，而I2C总线上所传输的却是数字信号，为了便于通讯，必须在受控电路中增加一个I2C总线接口电路，内部的接口电路一般由I2C总线译码器、D/A转换器、控制开关等部分组成。因此，在I2C总线控制彩电中，受控集成电路一般是内含接口电路的视频/色度/扫描等小信号处理的超大规模集成电路。当CPU送

　　来控制信息时，接口电路就对信息进行识别和译码，并转换成相应的模拟信号，用来控制各模拟电路，当小信号处理电路出现故障时，有可能导致I2C总线系统发生保护动作。而普通彩电中的受控集成电路一般没有接口电路，这是由于CPU采用各自独立的输出端子控制各类功能，只要在CPU的输出端子后面加接一般的低通滤波器或驱动电路，即可直接控制模拟集成电路。相对而言，I 2C总线控制彩电的受控集成电路的价格一般要远远超过普通彩电中的受控电路，因此，检修I2C总线彩电时，要求更加广泛地关注和检测受控集成电路的外围元件，不要造成不必要的损失。

　　3　CPU和存储器的地位不一样

　　与普通彩电不同的是，I2C总线控制彩电的开机过程需要CPU自我检测并提取有关控制信息，用户操作过程需要CPU接受或调整有关控制信息，正常工作过程也需要CPU时时刻刻发出控制信号并同时接受受控电路的应答信号，即在彩电的整个工作过程都接受CPU的动态控制。因此，若CPU中的I2C总线系统损坏的话，产生的故障现象与普通彩电有本质区别，经常引起整机系统不工作，甚至不能开机。

　　存储器是I2C总线系统中的第二核心电路，他不但存有用户信息，还存有控制信息，每次开机，CPU都要从存储器中取出用户信息和控制信息，送到受控电路，若存储器损坏，所体现的故障现象比常规彩电要严重得多。常规彩电的存储器所储存的信息量少，损坏存储器时，一般体现为记忆功能消失(自动搜索不存台)，整机一般还能工作。但I2C总线彩电的存储器损坏时，一般会导致I2C总线保护，整机完全不能工作，甚至不能开机。另外，I2C总线彩电的软件控制功能是普通彩电所没有的，厂家在生产和设计时，一般采用掩模的方法将控制信息和初始数据写入到相应的集成电路中得到专用型号的CPU和存储器。因此，更换CPU或存储器时，一定要选用已经写入数据的元器件。

　　4　控制信号的类型及控制过程不一样

　　在普通彩电中，由CPU经过中间环节或者直接送达到受控电路的信号都是模拟信号，由电位器调节获得的信号也是模拟信号，因此维修人员经常采用万用表测量或示波器观察波形的方法提供判断故障的依据，并采用外引电源或电路来替代所怀疑的电路的方法进行修理。但在I2C总线控制彩电中，一个完整的数据传送格式是：起始位、被控电路地址、数据传输方向位(读/写)、数据信号、应答信号、终止信号。在每传送一个数据字节后，跟着一位应答确认信号。若在确认应答时钟期间，CPU未收到被控对象回送的低电平确认信息，CPU就会判断该被控电路有故障，并终止数据传送。CPU对被控对象的基本控制过程简单示意图如下：

　　可以看出，I2C总线彩电的控制过程实际上是数据信号双向的动态的控制，没有自检成功的第1步，就不会进入第2步工作，因此在普通条件下几乎不可能采用外引电路或信号的方法进行维修，使用万用表测量电压或者用示波器观察信号波形的常规检修方法的用武之地也大大减少(因为I2C总线上的波形是非周期性脉冲波，用示波器观测时，一般看不到一个一个的单一波形，而是一片一片的脉冲波)，不便于定量分析、检测和判断。当然，在很多情况下操作键盘或遥控器时，会引起I2C总线上的电压明显抖动，这也可以说明I2C总线大致正常。因此，应当在了解数据信号的传送特点的基础上更多地采用逻辑推理的方法进行检修。笔者认为，多了解一点计算机的自检启动过程将有益于检修I2C总线彩电。

　　5　检修模式不一样

　　修理普通彩电时只需要经过简单的观察和分析后，就可以决定是否有必要开壳检修。与此不同的是，I2C总线控制技术是一种软件控制技术，在检修判断I2C总线彩电的许多故障现象时，或者在更换新的与I2C总线相关的器件后，都需要首先设法进入检修模式(调试状态)，待调整好有关参数后再退出检修模式。这种方式与计算机的CMOS参数设置非常相似，而且可以对白平衡、光栅幅度、光栅线性、光栅中心、RFAGC、副亮度、副色度、副对比度、伴音制式、AV状态等内容进行调整设定，以便达到最佳的工作状态。因此，要求检修人员参考I2C总线彩电的使用说明书，或者借助有关书籍资料，掌握几种进出检修模式的常用办法，学会改变和调整有关电路状态参数的技术。

　　最后指出，不管是CPU还是受控集成电路，均有很多端子与I2C总线控制无关，对于他们引起的故障仍可按常规方法进行检修，具体情况视I2C总线控制彩电的型号不同而不同，要认真分析处理。对于开关电源电路、末级扫描电路、末级视放电路、伴音功放电路等，传统的检修方法也仍然适用，不要顾此失彼。

　　与普通彩电相比，由于I2C总线控制彩电采用了先进的串行数据控制技术，拥有非常独特有效的控制电路结构，使电路结构变得简单而且容易控制。可以预想，I2C总线控制技术势必能促进整个彩色电视机系统向高性能、数字化，模块化、智能化及多功能方向发展。本文主要分析了2类彩电的控制技术的差异特点，但笔者认为，I2C总线控制彩电与普通彩电的最根本区别是模拟电路与数字电路的差别。因此，设法跳出传统的模拟思维，培养数字思维观念，才是检修I2C总线控制彩电的最根本办法。