平板电视无线克隆器技术

引言

　　酒店或公共娱乐场所的工程机往往要求不同安装位置的电视有相同的频道信息、亮度模拟量值、对比度模拟量值、声音模拟量值及其他一些客户要求的信息，常规的电视每台都需要人工调整。TV厂商会面对众多的客户，不同的客户有不同的要求，而且后续如果参数要重新调整同样需要劳神费力一台台地人工调整，采用无线克隆器技术可以很好地解决这个问题，工程机调试方便、简洁。
 

　　无线克隆器工作原理

　　为了共用液晶电视的红外接收功能，本无线克隆器采用红外技术传输数据，这样无需增加电视机硬件开销，实现成本最低。

　　数据拷贝途径选用

　　数据拷贝有单向、双向无线拷贝两个途径。

　　对双向无线拷贝来说，其优点是无需任何连接线，但由于电视机向克隆遥控器传输数据是采用红外传输，因而时间长且可靠性差。采用双向的传输时，电视机必须有红外发送设备，与现有的电视机无法兼容，增加了硬件成本。

　　对单向无线拷贝来说，其优点是对单台电视进行母本数据读取时，采用有线方式传输，运用串口协议，在两秒内可结束，可靠并且省时。同时该拷贝器也支持由PC到拷贝器的串口连接，便于通过PC直接将数据传输到拷贝器上，实现多种方式的数据读取。另外，电视机整机无需增加硬件开销。但需要通过串口线来获得母机数据。

　　综合以上分析，单向无线拷贝虽然需要通过串口线来获得母机的数据，但可迅速可靠地获取母本数据，无需增加硬件开销，同时也满足工程数据拷贝的方便性，因此本无线克隆器采用单向红外拷贝技术。客户根据实际需要对一台电视(母机)调好后，系统将会把这些值储存在整机电视所带的E2PROM上，一般其空间容量是1K字节左右。通过串口通讯连接的方式读取母机E2PROM里有用的数据，再通过无线红外的方式将这些数据发送给子机。子机通过红外接收解码后存到本机E2PROM里，实现数据的无线克隆。

　　硬件实现

　　无线克隆器采用MEGA8为主MCU，工作在5V电压，采用电池供电方式，其整体工作框图如图1所示。

　　

 

　　图1 克隆器工作框图

　　要实现数据的无线拷贝首先得确定需要拷贝的数据，而该克隆器的数据读取方法是通过RS-232通迅来读取整机电视(各种预置的模拟量值已调好)的数据，然后再将数据存在本克隆器的E2PROM里。当克隆器需要从一台调好值的电视整机读取数据时，那么电视与克隆器间必须先实现硬件上RS-232通迅的有线连接。因此被拷贝数据的电视必须要有RS-232接口才可实现与本无线克隆器的串口通迅，二者之间的连接图如图2所示。

　　

 

　　图2 整机电视与克隆器的串口连接

　　当克隆器实现与整机电视的RS-232硬件连接后，克隆器上的MEGA8就会发出串口命令给整机，请求电视整机发送所需的数据。克隆器会将接收到的数据储存在其外围电路携带的E2PROM里。克隆器上安装有指示灯，当克隆器发出指令开始读数据时，指示灯亮，当数据拷贝完毕，指示灯灭。当克隆器读完整机上的数据后，要开始对其他整机无线克隆数据时，则是通过接收电视整机的IR接收来实现的，克隆器发射模块的原理如图3所示。

 

　　

 

　　图3 克隆器发射模块原理图

　　克隆器在向其他整机无线发送数据时，主CPU MEGA8从E2PROM中读取数据，通过CPU的两个I/O进行数据传输。一个I/O口输出红外载波38K的方波信号，另一个按三菱码的格式输出要拷贝的数据信号。两信号同时进入一个与门器件，产生用来进行无线传输的数据信号，并通过红外发光二极管实现无线传输。在进行无线克隆时，克隆器的使用方法像普通遥控器一样，需要把红外发光二极管对着整机电视的IR接收口且左右不超过30度，以保证整机电视对数据的正常接收。

　　克隆器的数据发送是以三菱码的格式进行的，当然以别的码值格式来发送也可以，只要相应更改克隆器与整机电视之间的IR传输协议即可。数据的传输是以模块传输时间同步的方式来进行的。整机电视将接收的数据储存在其外围电路的E2PROM里，当该台整机电视重新开机时，其就会从E2PROM里调用刚从无线克隆里拷贝的频道信息、亮度模拟量值等客户要求信息等数据。

　　无线克隆器拷贝协议

　　母机数据获取协议

　　通过MEGA8发送串口命令给整机，从整机读取数据存到克隆器自带的E2PROM，串口通讯协议波特率设置为9600bps。由于是双向数据传输，数据的可靠性可以得到保证。

　　数据发送协议

　　发送数据采用电视机遥控器的遥控码发送协议，这样电视机软件可以像接收遥控器按键码一样接收数据。母机通过红外把E2PROM中的数据发送给子机，采用模块传输和时间同步的方式。

　　模块定义

　　将三菱码中的客户码用做数据位传输，每个模块传输8字节的有效数据及校验和。每个数据传输两次，以0xb1开始，以0xb2结束。

　　时间同步协议

　　本设计采用时间同步协议，即发送与接收按同一速率进行。传输数据之前发送一组正常脉宽(0的脉冲宽度为1.2ms，1的脉冲宽度为2.4ms)的三菱码：客户码为0xb0，数据码为0xb0，表示无线传输开始。从0xb0 0xb0的最后一位结束到模块数据的第一位开始的间隔为27ms，开始发送模块数据。模块数据开始传输时，脉宽减半，即0的脉冲宽度为0.6ms，1的脉冲宽度为1.2ms，如此可以将红外传输的速度提高一倍。第一个模块的DATA1为模块的数目，整机接收后可用于OSD的进度显示。

　　接收方如果在一定时间间隔内没有收到下一个字节，即可判定该字节丢失，此时可以根据该字节的前后两个字节恢复该字节。如果连续两个字节丢失，则该模块数据无效。客户码0xb0、0xb1、0xb2是协议的一部分，主要用于同步和分隔模块。

　　结语

　　本无线克隆器采用串口获取母本数据，再用红外发送数据给子机实现单向无线拷贝的方法，增加的整机硬件开销小，成本最优，容易实现，操作方便，目前已广泛应用于本公司的工程机市场中。