基于MSP430G2303的TV背光3D红外信号发射的方案

时间，所以不同通道的 Phase 延时会受到影响，不同的通道之间的 Phase 值不能相差太校根据实际测试，最小的相位差不能低于 50us。

3.2.2 软件实现

从波形上分析，8 个通道的 PWM 信号的 Phase 各不相同，我们把在一个SYNC 周期内的 8 路通道的 PWM 波形的上升沿和下降沿看成 8 个 GPIO 上升事件和 8 个下降事件，然后根据事件发生的先后时间排序。由于上升沿和下降沿有可能在同一时间发生，所以我们就用 TIMER_A0 的 CPP1 和 CPP2 分别处理上升沿事件和下降沿事件。

在 3D 模式时，设置 Timer_A0 工作在连续模式； P2.3 管脚接收主机的 R/L信号。在 R/L 信号的上升沿和下降沿触发 GPIO 中断，在中断处理函数中清零TIMER_A0 计数器。然后，按照排好序的事件序列，设置第一个上升沿事件的时间点到 TIMER_A0 的 CCP1 和第一个下降沿事件的时间点到 TIMER_A0 的CCP2。最后，使能 TIMER_A0 的 CCP1 和 CPP2 中断。

在 TIMER_A0 的 CCP1 和 CCP2 中断发生时，CPU 根据上升沿和下降沿的事件设置对应的 GPIO 电平，并更新 CCP1 或 CCP2 中的上升沿或下降沿事件的时间点。

这样就顺序实现了 3D 背光的 Scanning 扫描功能。

3.3 3D 模式下的红外信号发射

3.3.1 需求分析

在 3D 模式下，MCU 根据图像帧的同步信号控制三级管驱动一个红外发射管，给 3D 眼镜发送红外信号。3D 眼镜根据接收到的信号开关左右眼的快门，从而使左右眼分别看到不同的电视信号，实现 3D 效果。

红外信号的频率为 20kHz，50%的占空比。如下图所示：

在本应用中使用 L/R (左、右眼) 信号替代帧同步信号，MCU 检测到该信号后，按照设置好的参数输出固定的红外 R/L 同步信号给眼镜。为了节约功耗，每 3 次 R/L 信号发射一次红外信号。

为了避免累计的时间误差，MCU 每检测到 15 个 R/L 信号需发送一次帧同步信号给眼镜，具体波形如下。为了防止和 3D R/L 同步信号冲突，该信号在R/L 同步信号的第二个 R/L 信号之后发送。

编码各部分时长及包含的方波脉冲数见表一。

3.3.2 软件实现

由于红外信号载波频率的精度会影响到 3D 眼睛的接收距离和角度，所以我们使用硬件 Timer 来产生 20kHz 的红外载波信号。我们设置 Timer_A1 工作在 PWM 模式，周期为 50us，占空比为 50%。

在背光控制一节，已经介绍了使用如何设置 Timer_A0，使其工作在连续计数器模式。在 3D 红外发射部分需要利用 Timer_A0 的 CCP0 功能。

利用 P2.3 来检测 R/L 信号，分别在上升沿和下降沿产生同步信号的中断。

在 R/L 信号的上升/下降沿中断中，按照表 1 的参数，设置 Timer_A0 的CCP0，并根据波形开启和关闭 Timer_A1 产生的 PWM 波形，从而实现红外编码。

由于在不同的 R/L 信号周期要求产生不同红外波形，我们定义一个计数器来计算 R/L 同步信号的周期数，该计数器范围从 1 到 15。MCU 在不同的计数值，产生对应的红外信号。

由于软件采用中断的方式检测 R/L 信号，采用 Timer 中断的方式处理红外编码，所以在计算编码周期时需要把中断处理的时间考虑进去，尽量避免由于中断处理带来的累计误差。

3.4 帧频率的判断

由于电视信号的制式不同，帧同步信号分为 50HZ 和 60HZ 两种。MCU 需要判断帧同步信号的频率，并根据频率调用各自的背光参数。这个工作分为两个部分。

第一部分在 TV 信号从 2D 切换到 3D 的过程，在这个过程中由于 R/L 信号还未稳定，所以不能输出 3D 红外信号，同时 8 路 PWM 控制单元输出一个固定的 50HZ，占空比位 30%的 PWM 信号驱动 LED driver 点亮背光。在此期间，我们利用 Timer_A1 的 CCP 功能，捕获 R/L 信号的脉宽，并判断其周期。等其稳定在 50HZ 或 60HZ 之后，才载入 50HZ 或 60HZ 的参数，并切换到 3D 工作模式。

第二部分发生在 3D 工作模式，我们利用 MCU 的 T imer_A1 定期检测 R/L信号，判断其周期是否有变化，如果发生有效的 50HZ 和 60HZ 的切换，MCU会重新载入当前的频率参数。为了不影响到正常的 3D 红外发射功能和Scanning 背光扫描功能，我们在 R/L 信号周期计数器计数到 15 时才判断一次R/L 信号。

4． 通信功能

4.1 I2C 总线接口

TV 的主芯片通过 I2C 接口和 MCU 进行通信，并把相关的参数信息通过I2C 总线传给 MCU。主芯片工作在 I2C 主模式，MCU 工作在 I2C 从模式。

I2C 接口设计成符合 I2C 总线读写规范的标准工作模式，包含 7 位地址，8-BIT 数据访问模式。

4.2 I2C 数据帧格式描述

主芯片通过数据帧和 MCU 通信，一帧数据以 START 信号为起始，以STOP 信号为结束，I2C 的数据帧格式如下表所示：

具体的帧格式描述如下:
? I2C 地址+W/R - 主机通过 7 位地址访问从机，访问地址为 0xC4
? 命令字 - 从机通过解析命令字，更改参数数据
? 数据域长度 - 根据不同的命令字，有不同的数据域长度
? 数据域 - 命令字匹配的数据参数，详细见命令字说明
? 校验码 - 从命令字到数据域的所有字节和，取最低的 8 位
? 结束符 - 帧结束符：0x9B64