侯昭武

(欽州學(xué)院物理與電子工程系，廣西 欽州 535000)

責(zé)任編輯:任健男

0 引言

根據(jù)電視的維修經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，電視機(jī)的故障發(fā)生在開關(guān)電源和行輸出的機(jī)率較大，且維修的難度和費用相對較高，設(shè)置電視機(jī)這方面的故障語音提示，了解電視機(jī)的故障部位，對于維修人員和機(jī)主都是非常有益的，對于只有老人和兒童在家的家庭就更需要這方面的語音提示了。另外，由于兒童往往自覺性還不強(qiáng)，缺乏大人督促，常?？戳穗娨曂泴W(xué)習(xí)，使父母不能安心工作。為了解決這問題，在電視機(jī)中設(shè)置了收看電視的時間管理功能和學(xué)習(xí)提示功能，防止留守兒童迷戀看電視影響學(xué)習(xí)。而且，在電視機(jī)中也增加設(shè)置電視故障和收看電視時間遠(yuǎn)程監(jiān)控。

1 電視故障語音提示和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

電視故障語音提示和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的框圖見圖1。

圖1 語音提示與遠(yuǎn)程監(jiān)控框圖

2 電視故障和收看時間采集

2.1 電壓電流檢測電路原理圖

由于開關(guān)電源發(fā)生故障和行輸出級發(fā)生局部短路故障時，其輸出電壓都會下降，維修時一般采用接假負(fù)載方法來區(qū)分故障的部位［1-2］。由開關(guān)電源和行輸出的分析可知，當(dāng)行輸出級發(fā)生局部短路性故障時，開關(guān)電源的輸出電流會增加很多，因此，在開關(guān)電源電壓輸出端串接一個4Ω，10 W的電阻R(如圖2所示)，根據(jù)R兩端壓降U的大小來識別行輸出級有無發(fā)生局部短路。由于R較小，U值也較小，用電壓比較放大器LM339I［3］將其放大，再送入微控制器HM602［4］的7腳，由HM602對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而得出電視故障的部位。以彩電HD21M62S機(jī)型為例說明智能化檢測開關(guān)電源輸出電壓電流的方法，如圖2所示。

圖2 電視故障和收看時間采集原理圖(軟件截圖)

2.2 HM602控制處理器簡介

HM602控制處理器是微處理控制器，給LCD和GRT顯示器、DVD播放器和電視方面的應(yīng)用提供高級嵌入式CPU的方案，它包括1個8051CPU內(nèi)核、SDRAM、OSD控制、5個嵌入式的PWM的DAC、VESSA標(biāo)準(zhǔn)的DDC、4通道的ADC、內(nèi)部 PLL、1個64 kbyte的內(nèi)部編程 Flash-ROM、12 kbyte的內(nèi)部OSD字符Flash-ROM、4 kbyte的內(nèi)部數(shù)據(jù)Flash-ROM。

2.3 電視故障檢測原理

由于，電視機(jī)的開關(guān)電源和行輸出電路發(fā)生短路故障時，一般上電視機(jī)產(chǎn)生三無故障(無光柵、無伴音、無字符)現(xiàn)象，這部分故障率較高，維修難度相對較大。電視故障信號采集的基本原理是:當(dāng)開關(guān)電源產(chǎn)生故障，使開關(guān)電源110 V的輸出電壓變低，u1，u2，u三者同時變低，說明開關(guān)電源脈寬調(diào)整電路有短路;如果u1，u2，u變高脈寬調(diào)整電路有元件開路;如果u1，u2變低，但u反而變高，說明行輸出有短路(特別是行輸出變壓器可能有局部短路)。電視機(jī)的HM602微處理器一旦接收到u1，u2，u不正常數(shù)據(jù)時，立即記錄并儲存和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這時開關(guān)源是進(jìn)行自動保護(hù)變?yōu)榇龣C(jī)關(guān)狀態(tài)，5 V電壓還保持，微處理器仍是正常工作的，由微處理器的11腳、12腳以串行方式輸出故障部位信號，以便進(jìn)行電視故障語音提示或遠(yuǎn)程控制。

2.4 收看電視的電源開關(guān)

由圖2可見，本設(shè)計從開關(guān)電源110 V輸出端，并聯(lián)一個由R01，R02，R03電阻串聯(lián)的電路作為檢測電視是否正常工作(R01，R02，R03阻值很大分流可略)。取R01，R02，R03 電阻的阻值分別為560 kΩ，560 kΩ、22.4 kΩ，正常收看電視時u1為高電平，其值約等于2.20 V左右，待機(jī)時u1電壓為低電平，其值約為0.321 V。當(dāng)按下電視機(jī)的電源開關(guān)時，微控制器HM602的P5.0端口獲得高電平，微控制器內(nèi)的時間計時器開始計時，并把時間儲存到計時單元內(nèi)儲存起來，以便進(jìn)行收看電視時間監(jiān)控。

3 語音提示

3.1 ISD1760芯片簡介

ISD1760是華邦公司生產(chǎn)的片優(yōu)質(zhì)語音錄放電路［5］，錄放時間為40～60 s，音質(zhì)為4～12 kHz，具有內(nèi)置多信息管理系統(tǒng)、信息提示系統(tǒng)、雙運作模式、操作指示系統(tǒng)，片內(nèi)包含有AGC、前置放大器、振蕩器和內(nèi)存等功能;具有獨立模式和SPI模式，本系統(tǒng)使用SPI工作模式，其中電視機(jī)的微控制器、蕩器和內(nèi)存等功能;具有獨立模式和SPI模式，本系統(tǒng)使用SPI工作模式，其中電視機(jī)的微控制器為主機(jī)，ISD1760為從機(jī)。主控制由微控制器HM602通過四線(即 SCLK，MOSI，MOSO，SS)的 SPIFL 協(xié)議與 ISD1760實行串行通信。

3.2 語音提示電路

語音提示電路原理圖如圖3所示。

圖3 語音提示電路原理圖(軟件截圖)

3.3 語音提示原理

一般電視機(jī)都設(shè)置有欠壓、過流、過壓和行場短路的自動保護(hù)電路，但人們并不知道故障出在可處，為了方便人們對電視故障的了解和減少控制費用，設(shè)置電視故障遠(yuǎn)程短信控制和電視機(jī)內(nèi)語音提示兩種方式。當(dāng)開故障提示開關(guān)撥置機(jī)內(nèi)語音提示時，HM602的9腳為低電平，切斷GR47收發(fā)模塊［6］供電電源，使GR47停止工作。當(dāng)HM602的7腳、33腳檢測到電視機(jī)電源或行出發(fā)生故障時，HM602的32腳、31腳輸出低電平，HM602的11腳、12腳輸?shù)拇锌刂菩盘枮殡娨暪收险Z音提示信號，啟動ISD1760的電視故障語音提示程序，ISD1760的13腳、15腳輸出事先錄制儲存在ISD1760內(nèi)的相應(yīng)電視故障的語音信號，經(jīng)放大器放大后，由揚(yáng)聲器執(zhí)行語音提示。如果需要兒童進(jìn)行收看電視時間提示。本系統(tǒng)設(shè)置是在遙控輸入101010地址碼(防止與原電視設(shè)沖突)，系統(tǒng)自動進(jìn)入收看時間提示模式，然后機(jī)內(nèi)發(fā)出“每天收看幾次”的語音提問，如看5次，則在遙控器的鍵盤中按5，然后機(jī)內(nèi)發(fā)出“每次看多長時間”的語音提問，如看60 min，則在遙控器的鍵盤中按60就可以了，接著機(jī)內(nèi)發(fā)OK的語音，這時客戶設(shè)置了時間提示，電視機(jī)就執(zhí)行這個收看電視的時間約定，當(dāng)每次收看時間到達(dá)55 min，語音就開始提示“適當(dāng)看電視有益，注意學(xué)習(xí)”(事先錄制在ISD1760芯片內(nèi))，5 min后自動關(guān)機(jī)。如果一天中看夠5次電視，再想收看，則不能開機(jī)，并且機(jī)內(nèi)發(fā)出“適當(dāng)看電視有益，你已看了5次，注意學(xué)習(xí)”語音提示。如果需要撤消語音提示，本系統(tǒng)設(shè)置是在遙控輸入010101地址碼(防止與原電視設(shè)沖突)，系統(tǒng)自動退出收看時間語音提示模式。

3.4 語音提示主程序

語音提示主程序框圖如圖4所示。

圖4 語音提示主流程圖

4 電視遠(yuǎn)程控制

4.1 GR47簡介

GR47是帶有GPRS/GSM數(shù)據(jù)功能強(qiáng)大、性能優(yōu)良的無線傳輸模塊［6］。GR47是可以配置，使得與外控制器的輸入、輸出更為方便有效。它體積小(僅50 mm×33 mm×7.2 mm)、電源電壓低(3～5 V)、頻率(GSM 900 MHz，DCS 1800 MHz)、傳輸量大并始終保持連接，具有TCP/IP協(xié)議棧功能，速率大(可達(dá)85.6 kbit/s)、GPRS模式AT命令集(支持GSM 0.760和0.707版本)、RTOS給用戶提供了GSM的處理程序，AT指令通道函數(shù)、UART、I2C、I/O端口、SPI總線等外部接口驅(qū)動函數(shù)，適合M2M解決方案，可用于發(fā)短信、通話和嵌入式控制。

4.2 遠(yuǎn)程控制電路

短信遠(yuǎn)程控制電路原理圖如圖5所示。

4.3 電視遠(yuǎn)程監(jiān)控原理

如果有必要對家中的電視進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，本設(shè)計采用收發(fā)短信的方式電視故障和收看時間進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。本系統(tǒng)設(shè)置是首先把SIM卡插入電視遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊的SIM卡座上，在遙控器的鍵盤中輸入111111地址碼(防止與原電視設(shè)沖突)，系統(tǒng)自動進(jìn)入電視遠(yuǎn)程監(jiān)控模式，電視輸出“請輸入手機(jī)號碼”的語音提示，當(dāng)在遙控器的鍵盤中輸入接收的手機(jī)號碼后，電視接著輸出“請加密碼”的語音提示，加密碼后儲存入電視機(jī)的微控制器的存儲單元內(nèi)，作為短信發(fā)送的目的地址。當(dāng)電視機(jī)上的微控制器檢測到開關(guān)電源或行輸出電路發(fā)生故障信號時，微控制器把故障發(fā)送地址調(diào)出，并輸出撥號信號，通過GR47模塊和GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)［7］與相應(yīng)的手機(jī)進(jìn)行連接，并通過電視機(jī)微控制器的串行端口11腳、13腳與接口電路MAX3772E［8］的RXD和TXD腳把電視故障信息傳輸?shù)紾R47無線模塊，再通過GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)把信息以短信方式發(fā)送到相應(yīng)的手機(jī)上。收看時間進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控方法與這相同，這里不作復(fù)述。

圖5 短信遠(yuǎn)程控電路原理圖(截圖)

4.4 遠(yuǎn)程控制主程序

遠(yuǎn)程控制主程序框圖如圖6所示。

圖6 電視故障短信發(fā)送主流程框圖

5 小結(jié)

該電視故障語音提示和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)只是對HD21M62S機(jī)型試驗性設(shè)置，但它很有代表性，通過檢測開關(guān)電源的輸出電壓和輸出電流的變化，辨識開關(guān)電源和行輸出部位的故障。從而利用語音芯片ISD1760實現(xiàn)了電視故障的語音提示和兒童收看電視的提示;利用GR47無線模塊和GPRS網(wǎng)絡(luò)以短信的方式對電視故障和兒童收看電視的信息，通知外出的父母。利用該方法在長虹PF21810X(家電下鄉(xiāng)機(jī)型，核心器件為TDA11105PS芯片)設(shè)置電視故障語音提示和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，使用中國移動公司開設(shè)的神州行卡，實行電視故障語音提示和遠(yuǎn)程監(jiān)控，外出在廣東工作父母每月只花費20元左右就獲得了對電視故障語音提示和收看電視時間遠(yuǎn)程監(jiān)控，效果反映良好(缺點提示功能有限)。實驗表明，該電視故障語音提示和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的安全性、實用性和可靠性等優(yōu)點，值得推廣應(yīng)用。

［1］張新芝，于曉平.電視技術(shù)［M］.北京:高等教育出版社，2007:139-144.

［2］張繼東.LCD TV開關(guān)電源解決方案［J］.電視技術(shù)，2010，34(7):57-60.

［3］刁志.LM339四電壓比較器集成塊介紹［J］.家電檢修技術(shù)，2007(2):61.

［4］《家電維修》工作室.TCL彩電代表型圖集［M］.哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社，2007:39-42.

［5］鄧堅，熊瑞庭，全書海.基于ISD1760的智能電梯語音報站系統(tǒng)［M］.中國水運，2009，9(2):120-121.

［6］吳志慧，陳隆道，葉強(qiáng).基于GR47通信模塊的短信遠(yuǎn)程家電控制系統(tǒng)［J］. 電機(jī)工程，2008，25(8):25-28.

［7］袁易君.基于GPRS技術(shù)的糧庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38(14):7553-7554.

［8］左瑞娟，武永華.基于RS232接口的液晶電視控制系統(tǒng)［J］.有線電視技術(shù)，2008(2):85-87.