saa7113芯片的驅(qū)動(dòng)與初始化

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(duì)其它系列芯片SAA7114、7115、7118就會(huì)很容易理解。SAA7113的主要作用是把輸入的模擬視頻信號(hào)解碼成標(biāo)準(zhǔn)的“VPO”數(shù)字信號(hào),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(guó)應(yīng)用時(shí)必須根據(jù)我國(guó)的視頻標(biāo)準(zhǔn)來(lái)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(shuō)對(duì)7113進(jìn)行研發(fā)的主要工作就是如何初始化。對(duì)7113初始化需要通過(guò)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(hào),通過(guò)內(nèi)部寄存器的不同配置可以對(duì)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(hào),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(dòng)檢測(cè)場(chǎng)頻適用的50或60Hz,可以在PAL、NTSC之間自動(dòng)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(duì)色度、亮度等的控制都是通過(guò)對(duì)相應(yīng)寄存器改寫(xiě)不同的值,寄存器的讀寫(xiě)需要通過(guò)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(shí)功耗0.4W, 空閑時(shí)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(shí)鐘。芯片具有上電自動(dòng)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(hào)變高后自動(dòng)恢復(fù),時(shí)鐘丟失、電源電壓降低都會(huì)引起芯片的自動(dòng)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(jiǎn)要介紹
??? SAA7113的地址從00H開(kāi)始,其中14H、18H~1EH、20H~3FH、63H~FFH均為保留地址,沒(méi)有用到,00H、1FH、60H~62H為只讀寄存器,只有以下寄存器可以讀寫(xiě)：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(duì)7113中的寄存器進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)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(guó)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(qǐng)參考7113數(shù)據(jù)手冊(cè),有些參數(shù)如亮度等可以根據(jù)用戶(hù)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(guò)I2C總線來(lái)進(jìn)行,遵從I2C總線協(xié)議,下面從讀、寫(xiě)兩個(gè)方面來(lái)說(shuō)明操作的格式：
對(duì)7113寄存器的“寫(xiě)”操作：

對(duì)7113寄存器的“讀”操作：

說(shuō)明：S：起始位,條件是SCL高電平時(shí)SDA有下降沿;
Sr：重復(fù)設(shè)一個(gè)起始位
Slave address W：7113芯片地址+寫(xiě)標(biāo)志,0100 1010 = 4AH,若RTS0通過(guò)3.3K電阻接地,則為48H;
Slave address R：7113芯片地址+寫(xiě)標(biāo)志,0100 1011 = 4BH,若RTS0通過(guò)3.3K電阻接地,則為49H;
ACK-S：7113產(chǎn)生的回應(yīng)信號(hào);
ACK-m：主機(jī)產(chǎn)生的回應(yīng)信號(hào);
Subaddress：寄存器地址;
P：停止位,條件是SCL高電平時(shí)SDA有上升沿;
對(duì)多個(gè)寄存器操作時(shí),寄存器地址有自動(dòng)加1功能。
4．用51單片機(jī)對(duì)7113初始化和控制
??? SAA7113的初始化就是對(duì)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(guò)I2C總線來(lái)進(jìn)行,很多可以控制I2C總線的器件都可以作為主器件對(duì)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(jiǎn)單,只要把單片機(jī)的兩個(gè)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(xiě),首先要熟悉I2C總線協(xié)議,根據(jù)I2C總線的原理寫(xiě)出啟動(dòng)、停止、應(yīng)答信號(hào)等的子程序,由子程序再寫(xiě)出發(fā)送、接收1個(gè)字節(jié)的程序,然后根據(jù)7113的寄存器操作格式寫(xiě)出讀寫(xiě)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(duì)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(hào),這可以通過(guò)修改相應(yīng)寄存器的值來(lái)完成,程序上寫(xiě)出“讀寫(xiě)命令”即可。
下面以程序段的形式給出初始化SAA7113以及讀寫(xiě)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(cuò)標(biāo)志
DeviceaddressW?? EQU?? 4AH??? ;7113器件地址+寫(xiě)
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(xiě)入或讀出數(shù)據(jù)在單片機(jī)中的存放地址

;*************啟動(dòng)**************
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(guò)I2C總線向某一寄存器寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)*********
I2C_WRITE:?? ACALL? I2C_START????????? ;發(fā)啟動(dòng)信號(hào)
????????????? MOV??? A, # DeviceaddressW ;調(diào)7113地址+寫(xiě)
????????????? ACALL? I2C_SEND_1BYTE??? ;發(fā)送7113地址及“寫(xiě)”命令
????????????? ACALL? CHECK_ACK???????? ;檢查7113的應(yīng)答信號(hào)
????????????? JNB???? I2C_ERROR, WR200?? ;應(yīng)答正確,繼續(xù)
WR100:???? ACALL? I2C_STOP??????????? ;應(yīng)答不對(duì),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(hào)
??????????? JB?????? I2C_ERROR, WR100?? ;應(yīng)答不對(duì),返回
??????????? MOV??? A,? DATA_I2C??????? ;調(diào)準(zhǔn)備寫(xiě)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(hào)
??????????? RET
;*******通過(guò)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(xiě)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(dòng)信號(hào)
????????? 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(gè)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(gè)
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(duì)SAA7113某一寄存器的改寫(xiě)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(xiě)
?????????????? ACALL?I2C_READ????? ;讀出
結(jié)語(yǔ)
??? 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(guò)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。