視頻解碼芯片SAA7113的初始化與控制
摘要：本文首先簡要介紹了視頻解碼芯片SAA7113的特點(diǎn)與應(yīng)用，然后介紹了初始化時的寄存器配置，用51單片機(jī)控制7113的方法，最后給出了初始化7113的匯編程序及控制方法。
關(guān)鍵詞：視頻解碼 SAA7113 I2C總線 初始化
引言：
SAA7113是飛利浦公司視頻解碼系列芯片的一種，非常具有代表性，在很多視頻產(chǎn)品如電視卡、MPEG2、MPEG4中都有應(yīng)用，熟悉了7113的原理后，對其它系列芯片SAA7114、7115、7118就會很容易理解。SAA7113的主要作用是把輸入的模擬視頻信號解碼成標(biāo)準(zhǔn)的“VPO”數(shù)字信號，相當(dāng)于一種“A/D”器件。7113兼容全球各種視頻標(biāo)準(zhǔn)，在我國應(yīng)用時必須根據(jù)我國的視頻標(biāo)準(zhǔn)來配置內(nèi)部的寄存器，即初始化，否則7113就不能按要求輸出，可以說對7113進(jìn)行研發(fā)的主要工作就是如何初始化。對7113初始化需要通過I2C總線進(jìn)行，本文給出用51單片機(jī)控制的例子。
1． SAA7113的基本原理與應(yīng)用
SAA7113是一種視頻解碼芯片，它可以輸入4路模擬視頻信號，通過內(nèi)部寄存器的不同配置可以對4路輸入進(jìn)行轉(zhuǎn)換，輸入可以為4路CVBS或2路S視頻（Y/C）信號，輸出8位“VPO”總線，為標(biāo)準(zhǔn)的ITU 656、YUV 4：2：2格式。
7113兼容PAL、NTSC、SECAM多種制式，可以自動檢測場頻適用的50或60Hz，可以在PAL、NTSC之間自動切換。7113內(nèi)部具有一系列寄存器，可以配置為不同的參數(shù)，對色度、亮度等的控制都是通過對相應(yīng)寄存器改寫不同的值，寄存器的讀寫需要通過I2C總線進(jìn)行。
7113的模擬與數(shù)字部分均采用+3.3V供電，數(shù)字I/O接口可兼容+5V，正常工作時功耗0.4W, 空閑時為0.07W。7113需外接24.576MHz晶體，內(nèi)部具有鎖相環(huán)（LLC），可輸出27MHz的系統(tǒng)時鐘。芯片具有上電自動復(fù)位功能，另有外部復(fù)位管腳（CE），低電平復(fù)位，復(fù)位以后輸出總線變?yōu)槿龖B(tài)，待復(fù)位信號變高后自動恢復(fù)，時鐘丟失、電源電壓降低都會引起芯片的自動復(fù)位。7113為QFP44封裝。
7113的典型應(yīng)用如下圖所示。
2．SAA7113的寄存器簡要介紹
SAA7113的地址從00H開始，其中14H、18H~1EH、20H~3FH、63H~FFH均為保留地址，沒有用到，00H、1FH、60H~62H為只讀寄存器，只有以下寄存器可以讀寫：01H~05H（前端輸入通道部分），06H~13H、15H~17H（解碼部分），40H~60H（常規(guī)分離數(shù)據(jù)部分）。
下面列表對7113中的寄存器進(jìn)行簡要說明，其中默認(rèn)值為芯片復(fù)位后的寄存器默認(rèn)值，設(shè)置值為可以適用于我國PAL制式的設(shè)置參數(shù)，這些參數(shù)只供參考，詳細(xì)信息請參考7113數(shù)據(jù)手冊，有些參數(shù)如亮度等可以根據(jù)用戶的需要適當(dāng)更改。
3．SAA7113寄存器的配置方法
SAA7113的寄存器配置通過I2C總線來進(jìn)行，遵從I2C總線協(xié)議，下面從讀、寫兩個方面來說明操作的格式：
對7113寄存器的“寫”操作：
|
S |
Slave address W |
ACK-S |
Subaddress |
ACK-S |
Data |
ACK-S |
P |
對7113寄存器的“讀”操作：
|
S |
Slave address W |
ACK-S |
Subaddress |
ACK-S | |
|
Sr |
Slave address R |
ACK-S |
Data |
ACK-m |
P |
說明：S：起始位，條件是SCL高電平時SDA有下降沿；
Sr：重復(fù)設(shè)一個起始位
Slave address W：7113芯片地址+寫標(biāo)志，0100 1010 = 4AH，若RTS0通過3.3K電阻接地，則為48H；
Slave address R：7113芯片地址+寫標(biāo)志，0100 1011 = 4BH，若RTS0通過3.3K電阻接地，則為49H；
ACK-S：7113產(chǎn)生的回應(yīng)信號；
ACK-m：主機(jī)產(chǎn)生的回應(yīng)信號；
Subaddress：寄存器地址；
P：停止位，條件是SCL高電平時SDA有上升沿；
對多個寄存器操作時，寄存器地址有自動加1功能。
4．用51單片機(jī)對7113初始化和控制
SAA7113的初始化就是對寄存器配置合適的參數(shù)，使其能夠有符合要求的輸出。寄存器配置通過I2C總線來進(jìn)行，很多可以控制I2C總線的器件都可以作為主器件對7113進(jìn)行初始化，這里介紹用51單片機(jī)初始化7113的例子。
51單片機(jī)和7113的硬件連接非常簡單，只要把單片機(jī)的兩個I/O口（如P1.0、P1.0）直接和7113的SCL、SDA管腳相連，再加上上拉電阻即可。
用單片機(jī)初始化7113的主要任務(wù)是程序的編寫，首先要熟悉I2C總線協(xié)議，根據(jù)I2C總線的原理寫出啟動、停止、應(yīng)答信號等的子程序，由子程序再寫出發(fā)送、接收1個字節(jié)的程序，然后根據(jù)7113的寄存器操作格式寫出讀寫寄存器的程序，最后根據(jù)以上的子程序?qū)懗龀跏蓟?113的程序段。
對7113的控制一般是改變色度、亮度等指標(biāo)以及輸出管腳的輸出信號，這可以通過修改相應(yīng)寄存器的值來完成，程序上寫出“讀寫命令”即可。
下面以程序段的形式給出初始化SAA7113以及讀寫寄存器的具體例子，以供參考。
SDA BIT P1.0
SCL BIT P1.1
I2C_ERROR BIT 00H ；I2C總線數(shù)據(jù)傳輸出錯標(biāo)志
DeviceaddressW EQU 4AH ；7113器件地址+寫
DeviceaddressR EQU 4BH ；7113器件地址+讀
Subaddress EQU 4DH ；7113寄存器地址字節(jié)在單片機(jī)中的存放地址
DATA_I2C EQU 50H ；設(shè)置寫入或讀出數(shù)據(jù)在單片機(jī)中的存放地址
；*************啟動**************
I2C_START: SETB SDA
NOP
SETB SCL
NOP
CLR SDA
NOP
CLR SCL
RET
;***************停止**************
I2C_STOP: CLR SDA
NOP
SETB SCL
NOP
SETB SDA
NOP
RET
;************送應(yīng)答位************
SEND_ACK: CLR SCL
NOP
CLR SDA
NOP
SETB SCL
NOP
NOP
CLR SCL
NOP
SETB SDA
RET
;***********送非應(yīng)答位***********
SEND_NOACK: SETB SDA
NOP
SETB SCL
NOP
NOP
CLR SCL
NOP
RET
;***********檢查應(yīng)答位************
CHECK_ACK: NOP
CLR SCL
NOP
SETB SDA
NOP
SETB SCL
NOP
NOP
MOV C, SDA
MOV I2C_ERROR, C
CLR SCL
NOP
RET
;*******發(fā)送1字節(jié)數(shù)據(jù)，待送數(shù)據(jù)在A中******
I2C_SEND_1BYTE:
MOV R0, #8
SEND100: RLC A
MOV SDA, C
NOP
SETB SCL
NOP
NOP
CLR SCL
DJNZ R0, SEND100
RET
;*******接收1字節(jié)數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)放在A中*****
I2C_RECEIVE_1BYTE:
MOV R0, #8
RECV100: SETB SDA
NOP
SETB SCL
NOP
NOP
NOP
MOV C, SDA
CLR SCL
RLC A
DJNZ R0, RECV100
RET
；*******通過I2C總線向某一寄存器寫入一個字節(jié)數(shù)據(jù)*********
I2C_WRITE: ACALL I2C_START ；發(fā)啟動信號
MOV A， # DeviceaddressW ；調(diào)7113地址+寫
ACALL I2C_SEND_1BYTE ；發(fā)送7113地址及“寫”命令
ACALL CHECK_ACK ；檢查7113的應(yīng)答信號
JNB I2C_ERROR, WR200 ；應(yīng)答正確，繼續(xù)
WR100: ACALL I2C_STOP ；應(yīng)答不對，返回
RET
WR200: MOV A, Subaddress ；調(diào)寄存器地址
ACALL I2C_SEND_1BYTE ；發(fā)送寄存器地址
ACALL CHECK_ACK ；檢查7113的應(yīng)答信號
JB I2C_ERROR, WR100 ；應(yīng)答不對，返回
MOV A, DATA_I2C ；調(diào)準(zhǔn)備寫入的數(shù)據(jù)
ACALL I2C_SEND_1BYTE ；發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)
ACALL CHECK_ACK
JB I2C_ERROR, WR100
ACALL I2C_STOP ；發(fā)停止信號
RET
；*******通過I2C總線讀出某一寄存器的數(shù)據(jù)*********
I2C_READ: ACALL I2C_START
MOV A, # DeviceaddressW ；調(diào)7113地址，寫入
ACALL I2C_SEND_1BYTE
ACALL CHECK_ACK
JNB I2C_ERROR, RD200
RD100: ACALL I2C_STOP
RET
RD200: MOV A, Subaddress ；調(diào)要讀的寄存器地址
ACALL I2C_SEND_1BYTE ; 發(fā)送寄存器地址字節(jié)
ACALL CHECK_ACK
JB I2C_ERROR, RD100
ACALL I2C_START ；重發(fā)起動信號
MOV A, # DeviceaddressR ；調(diào)7113地址，讀
ACALL I2C_SEND_1BYTE
ACALL CHECK_ACK
JB I2C_ERROR, RD100
ACALL I2C_RECEIVE_1BYTE ；接收讀出的數(shù)據(jù)
MOV DATA_I2C, A ；讀出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存
ACALL SEND_NOACK ；發(fā)送非應(yīng)答位
ACALL I2C_STOP ；停止
RET
；***************初始化7113，配置各寄存器************************
INIT_SAA7113: MOV DPTR, #SAA7113_Subaddress
MOV R7, #28
INIT100: MOV A, #0
MOVC A, @A+DPTR
MOV Subaddress, A ；調(diào)寄存器地址
MOV A,#28
MOVC A, @A+DPTR
MOV DATA_I2C, A ；調(diào)寄存器配置數(shù)據(jù)
INC DPTR
ACALL I2C_WRITE ；配置1個寄存器
JB I2C_ERROR, INIT200
DJNZ R7,INIT100
INIT200: RET
；***************SAA7113寄存器初始化配置數(shù)據(jù)**********************
SAA7113_Subaddress:
DB 01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,0AH,0BH,0CH,0DH,0EH
DB 0FH,10H,11H,12H,13H,15H,16H,17H,40H,58H,59H,5AH,5BH,5EH
；共28個
I2C_REG_VALUE_AI11:
DB 08H,0C0H,33H,00H,00H,0EBH,0E0H,0B8H,01H,7EH,46H,43H,01H,01H
DB 0FH,00H,0CH,0A7H,00H,00H,00H,00H,02H,00H,54H,07H,80H,00H
；*************對SAA7113某一寄存器的改寫與讀出*******************
WRITE_READ: MOV Subaddress, #0AH ; 設(shè)寄存器地址為0AH
MOV DATA_I2C, #88H ；改寄存器的值為88H
ACALL I2C_WRITE ；改寫
ACALL I2C_READ ；讀出
結(jié)語
SAA7113在很多產(chǎn)品中都可以應(yīng)用，但其初始化與控制的原理都一樣，本文中的程序段經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用可以保證7113正常工作，其寄存器設(shè)置參數(shù)與控制方法可以被借鑒或直接應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
1． 陳露晨主編. 計算機(jī)通信接口技術(shù). 成都：電子科技大學(xué)出版社，1999
2． 張洪潤主編. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教程. 北京：清華大學(xué)出版社，1997
3． SAA7113H Product specification / Data sheet . PHILIPS, 1999
下載文檔
