基于S3C2440的电视发射机控制单元设计

　　0 引言

　　随着广播电视事业的发展，电视发射机技术的应用越来越广泛。为了能有效保证电视信号的质量，对电视发射机监测的重要性更加突出。本文通过对电视发射机信号的监测，给出了利用S3C2440来对电视发射机进行智能控制的设计方法，该方法还可通过与上位机的连接，并利用PC监控计算机来实现遥测遥控。

　　1 系统组成

　　本控制器以基于ARM9系列高性能嵌入式处理器S3C2440为核心来控制LCD触摸显示屏、局域网、RS232C接口，同时控制模拟输入量接口、数字状态量输入接口和控制输出接口，其系统组成原理框图如图1所示。

　　为了减小发射机对控制器的干扰，应对控制器的模拟输入量、数字状态量输入和控制输出全部进行隔离。其中16路模拟输入经过16选1模拟开关(GPG控制)选择后变成一路输入，然后经过隔离放大器和信号调理进入ADC，ADC则利用ARM自带的ADC通道0输入到ARM;5路状态量输入在经过光电耦合隔离后，可通过GPIO(GPJ控制)引脚进入ARM;而6路控制量则经过ARM的GPIO(GPJ控制)输出，然后经过光电耦合隔离后驱动固态继电器。

　　2 模拟输入及其电平归一化

　　本控制器的模拟输入通道如图2所示。由于整个模拟输入通道采用直流耦合方式工作，因此，必须特别注意各级的信号电平和极性。ADC使用S3C2440内嵌的ADC，其分辨率为10 bits，转换速率为500 ksps，模拟输入范围为0～3.3 V，ADC通道数为8通道。

　　本设计使用其通道0，即把AIN0作为输入通道。因为模拟输入范围为0～3.3 V，而模拟输入量的范围为0～5 V和0.0I/0.1～1 V，所以，需要将模拟输入量的电平归一化到S3C2440内嵌ADC的模拟输入范围0～3.3 V。

　　当模拟输人量的输入范围为0～5 V时，就需要利用输入放大器把它们归一化到0～3.3 V，设计可采用同相放大器形式，并利用电位器调节输入电压，当输入为0V时，应使输出也为0V;而输入为5 V时，输出应为3.3 V。其输入放大器的参考电路如图3所示。

　　当模拟输入量的输入范围为0.01/0.1～1 V时，则需要将输入信号适当放大，这样才能得到0～3.3 V的输出，此时的输入放大器电路如图4所示。

　　3 数字量信号通道设计

　　数字量通道是控制器的开关输入输出通道。其中输入状态信号有5种，输出控制信号有6种。数字量输入输出可与ARM的GPIO连接。为了保证一定的可扩展性，可将输入状态量和输出控制量都扩展到8位，共16位。本设计只使用其低5位和低6位作为有效信号量，其它则保留待用。

　　3.1 输入状态量接口电路

　　输入状态量经过光电耦合器隔离后可驱动缓冲器74ABT541，然后连接到ARM的GPIO。其电路连接关系如图5所示。其中光电耦合器输入的状态量DT1～DT8的前5个为有效状态量，最后三个则保留。