CN103237246B - 机顶盒真待机和待机唤醒电路以及机顶盒 - Google Patents

Abstract

本发明适用于机顶盒技术领域，提供了一种机顶盒真待机和待机唤醒电路，通过电源控制模块以控制机顶盒的控制芯片通断电，所述机顶盒真待机和待机唤醒电路包括：接收遥控器的红外信号并输出包括调制信号和预设时间的高电平信号的红外接收头、积分子电路、信号处理子电路以及RS锁存器，所述积分子电路，与所述红外接收头连接，对所述预设时间的高电平信号积分后输出积分信号；所述信号处理子电路控制所述RS锁存器的Q端的输出控制电平，所述控制电平驱动所述电源控制模块控制所述控制芯片在工作状态、待机状态以及待机唤醒间切换。此机顶盒的待机和待机唤醒方式省略了前控单片机，且不用一直在工作状态，节省了生产成本的同时降低了能耗。

Description

机顶盒真待机和待机唤醒电路以及机顶盒

技术领域

本发明属于机顶盒技术领域，尤其涉及一种机顶盒真待机和待机唤醒电路以及机顶盒。

背景技术

机顶盒，也称为数字视频变换盒(SetTopBox，简称STB)，是一个连接电视机与外部信号源的设备。它可以将压缩的数字信号转成电视内容，并在电视机上显示出来。对于数字电视的播放来说，是必不可少的设备。

面对竞争激烈的电子市场，合理的设计是降低生产成本和功耗成本的关键。目前数字电视机顶盒呈两种走态：一种是基于linux或安卓系统功能完善的高端设备；一种是传统的播放设备。传统机顶盒技术已相对成熟，软件附加值日益下降；改善硬件设计，降低生产和功耗成本已成为了传统机顶盒生产商考虑的一项重点。

在传统的机顶盒方案中，如图1所示，真待机功能是借助前控单片机实现的。首先对单片机编程，利用单片机解析红外发射的待机键，从而控制主芯片的电源控制电路，实现机顶盒真待机和唤醒待机功能。该传统的真待机方案中，前控单片机一直处于工作状态，且既有硬件成本又有编程的软件成本，不符合降低生产和功耗成本的要求。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种机顶盒真待机和待机唤醒电路，旨在解决传统的真待机方案中，前控单片机一直处于工作状态，应用成本高，不符合降低生产和功耗成本的要求的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种机顶盒真待机和待机唤醒电路，与遥控器无线连接，并与电源控制模块以及控制芯片连接，通过控制电源控制模块以控制所述机顶盒的控制芯片通断电，所述机顶盒真待机和待机唤醒电路包括：接收所述遥控器的红外信号并输出包括调制信号和预设时间的高电平信号的红外接收头、积分子电路、信号处理子电路以及RS锁存器，其中，

所述积分子电路，与所述红外接收头连接，对所述预设时间的高电平信号积分后输出积分信号；

所述信号处理子电路，其输入端与所述积分子电路、控制芯片的IO口以及RS锁存器连接，根据所述积分信号、所述控制芯片的IO口的电平信号以及RS锁存器的Q非端的电平信号控制所述RS锁存器的Q端的输出控制电平，所述控制电平驱动所述电源控制模块控制所述控制芯片在工作状态、待机状态以及待机唤醒间切换。

本发明实施例的另一目的在于提供一种机顶盒，所述机顶盒配设有遥控器，所述机顶盒包括上述的机顶盒真待机和待机唤醒电路，所述机顶盒真待机和待机唤醒电路对遥控器输出的红外信号处理后得到调制信号和预设时间的高电平信号。

上述的机顶盒真待机和待机唤醒电路通过利用积分子电路积分预设的高电平信号以输出积分信号，信号处理电路根据该积分信号、控制芯片的IO口状态以及RS锁存器的Q非端状态输出特定的电平信号，进而控制RS锁存器输出稳定的高低电平驱动电源控制模块以控制机顶盒的控制芯片在工作状态、待机状态以及待机唤醒间切换，此机顶盒的待机和待机唤醒方式省略了前控单片机，且不用一直在工作状态，节省了生产成本的同时降低了能耗。

附图说明

图1是现有技术提供的机顶盒真待机和待机唤醒电路的模块图；

图2是本发明实施例提供的机顶盒真待机和待机唤醒电路的模块图；

图3(A)是本发明实施例提供的红外发射器的主要结构示意图；

图3(B)是本发明实施例提供的红外接收头的电路结构图；

图4是本发明实施例提供的机顶盒真待机和待机唤醒电路的原理图；

图5是本发明实施例提供的积分子电路的原理图；

图6是本发明实施例提供的积分信号的波形图；

图7是本发明实施例提供的信号处理电路的原理图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2所示，为一优选实施例提供的机顶盒真待机和待机唤醒电路的模块图，为了便于描述，仅示出了与本实施例相关的部分。

机顶盒真待机和待机唤醒电路100与遥控器500无线连接，并与电源控制模块200以及控制芯片300连接，通过控制电源控制模块200的工作以控制机顶盒的控制芯片300通断电，以实现机顶盒的低功耗、低成本的真待机、待机唤醒以及工作状态。

机顶盒真待机和待机唤醒电路100包括：接收遥控器500的红外信号并输出包括调制信号和预设时间的高电平信号的红外接收头110、积分子电路120、信号处理子电路130以及RS锁存器140。

结合图2到图7，积分子电路120的输入端与红外接收头110的输出端IR_OUT连接，对预设时间的高电平信号积分后输出积分信号。信号处理子电路130的输入端与所述积分子电路120的输出端RC_OUT、控制芯片300的IO口CPU_IO以及RS锁存器140的Q非端Q*连接，根据所述积分信号、控制芯片300的IO口CPU_IO的电平信号以及RS锁存器140的Q非端Q*的电平信号控制RS锁存器140的Q端的输出控制电平，控制电平驱动电源控制模块200控制控制芯片300在工作状态、待机状态以及待机唤醒间切换。

上述的机顶盒真待机和待机唤醒电路100通过利用积分子电路120积分预设的高电平信号以输出积分信号，信号处理电路130根据该积分信号、控制芯片300的IO口CPU_IO的状态以及RS锁存器140的Q非端Q*的状态输出特定的电平信号，进而控制RS锁存器140输出稳定的高低电平驱动电源控制模块200以控制机顶盒的控制芯片300在工作状态、待机状态以及待机唤醒间切换，此机顶盒的待机和待机唤醒方式采用几个低成本简单的电路来替换原有的前控单片机，且不用一直在工作状态，节省了生产成本的同时降低了能耗；而且传统方案中的前控单片机启动需要一定的时间，而纯硬件电路具有快速响应的特点。

红外发射接收示意图如图3所示，图3(A)为红外发射器(即遥控器500)，红外发射器发射红外信号，图3(B)为红外接收头110，结合图7，红外接收头110包括红外接收器件D1和带通滤波器U1，带通滤波器U1的输出端作为红外接收头110的输出端IR_OUT与电阻R6的第一端连接。

本实施例中，红外接收头110接收该用于触发机顶盒进入待机或待机唤醒的红外信号，经处理后输出调制信号以及预设时间的高电平信号，该预设时间为1秒，也可以是1.5秒等其他时间。红外接收器件D1将接收的红外信号转换为电信号后经过一个中心频率为38kHz左右带通滤波器U1，后解调出调制信号。红外发射接收是双重调制：电信号调制红外光实现无线传递；调制38KHz的载波信号是为了能顺利通过红外接收头带通滤波器U1。

本实施例中的，遥控器500待机按键信号为两种信号的组合，前面为正常的待机信号，后面的是预设时间的高电平信号，高电平信号由积分子电路110解析。

在优选的实施例中，参考图4，积分子电路120包括电阻R6和电容C2，电阻R6的第一端与红外接收头110的输出端IR_OUT连接，电阻R6的第二端通过电容C2接地，电阻R6的第二端作为积分子电路120的输出端RC_OUT输出积分信号。

如图1所示，传统的在接收按键信号后，红外接收头输出的是一个特定信号，既能被前空单片机解析也能被控制芯片解析。如图2所示，本实施例中，机顶盒接收端先得到一段正常的待机信号，再得到1秒钟的高电平信号。

正常的待机信号被控制芯片300解析，同时控制芯片300也会接收后面1秒钟的高电平信号，但是无法正常解析；正常的待机信号也会被积分子电路120接收，但是直流成分低，时间短，无法累积到一定电压值，积分子电路120累积1秒钟的高电平信号，则可以输出一个达到一定的电压的积分信号，实现电平跳变，改变信号处理电路的状态。

积分子电路120接收到高电平时对电容C2充电，合理设置积分子电路120的参数可以使积分子电路120在积分1秒钟的高电平后达到电平跳变。电阻R6有限流作用，减小红外接收头的负载，也有决定电容C2的充电常数的作用，同时有隔离作用，减小电容C2储能对红外接收头的影响，电容C2为储能作用，累积电阻R6传递过来的能量，使积分子电路120的输出端RC_OUT端电压越来越高。

在优选的实施例中，参考图5，积分子电路120还包括二极管D2和电阻R7，二极管D2的阳极与红外接收头110的输出端IR_OUT连接，二极管D2的阴极与电阻R6的第一端连接，并经电阻R7接地。本实施例中，二极管D2不管是选择硅型二极管还是锗型二极管都能达到电平跳变的要求。

积分子电路120中的二极管D2是为了隔离积分子电路120对红外接收头110的影响，R7是为了让电容C2有一个放电回路，使得红外接收头110在输出低电平时能自行放电。

当红外接收头110输出高电平时对电容C2充电，当红外接收头110输出低电平时电容C2通过R7放电。可以理解的是，去掉二极管D2可以省去二极管D2的压降，同时也为电容C2放电通过回路通道。

例如红外接收头110输出占空比为10％的矩形脉冲(假设输入幅值为5V的脉冲)，得到的波形如图6所示，积分子电路120的电压的极限是脉冲峰值减去二极管D1的管压降。在TTL(Transistor-TransistorLogic，晶体管-晶体管逻辑集成电路)电平中3V已属于高电平，

具体参数计算：设计要去积分子电路120对高电平积分1秒钟左右，对于积分子电路120积分时间为RC(电阻R6的阻值与电容C2的电容量相乘)时间参数3到4倍则可以接近积分的极限，假设设计积分常数t＝RC＝0.2秒，则电容C2可选1uF的电容，R6的阻值可选200k欧姆。

在优选的实施例中，参考图7，信号处理子电路130包括第一与非门U9C、第一非门U8D、电阻R1、电阻R4、电容C1，以及电阻R2或电阻R3。

第一与非门U9C的第一输入端与积分子电路120的输出端RC_OUT，即电阻R6的第二端连接、第一与非门U9C的第二输入端与RS锁存器140的Q非端Q*连接，第一与非门U9C的输出端经电阻R1与RS锁存器140的S端连接。

第一非门U8D的输入端与控制芯片300的IO口连接、第一非门U8D的输出端经电阻R2与RS锁存器140的R端连接，优选地，参考图4，在实际应用中，为节省成本第一非门U8D使用一个两个输入端短接的与非门U8C替换。

电阻R3根据控制芯片140的IO口CPU_IO的初始状态可选择性地连接在第一非门U8D的输入端与RS锁存器140的R端之间；电阻R2根据控制芯片140的IO口CPU_IO的初始状态可选择性地连接在第一非门U8D的输出端与RS锁存器140的R端之间，电阻R2和电阻R3不能并存。参考图4，由于控制芯片140断电后其IO口CPU_IO相当于高阻状态，如同开路，但是控制芯片140复位后的IO口CPU_IO状态很重要，若IO口CPU_IO初始为低电平的，则选择电阻R2不选择电阻R3，让RS锁存器140的R端得到一个高电平；若IO口CPU_IO初始为高电平，则选择电阻R3不选择电阻R2，保证能机顶盒能进入待机状态，之后RS锁存器140能回归到保持状态。

电阻R4的一端与直流电源Vcc连接、电阻R4的另一端与RS锁存器140的R端连接，RS锁存器140的S端经电容C1接地。

在优选的实施例中，参考图4，信号处理子电路130包括还包括电阻R5，RS锁存器140的S端通过电阻R5与直流电源Vcc连接。信号处理子电路130用于处理以下几种情况：机顶盒上电，即接通直流电源Vcc；控制芯片300初始化和积分子电路输出的积分信号处理。

表1：RS锁存器140真值表：

表1中的Q非端Q*表示上一输出状态，分析其真值表可以得到4种状态：保持、置1、置0和不稳定状态(避免进入)。

结合图7，以一实施例说明机顶盒真待机和待机唤醒电路100的工作原理。

假设RS锁存器Q端输出高电平则机顶盒正常状态，RS锁存器Q端输出低电平则机顶盒待机状态。

1、上电，即机顶盒开始进入工作状态。

上电过程要求达到的目的为：上电，通过电阻R5，直流电源先对电容C1充电，那么RS锁存器140的S端开始得到一个低电平、R端是高电平得则Q端电置1，然后对电容C1充电完成后，s端得到一个高电平，自动跳到保持状态。RS锁存器140的输入都有一个上拉电阻，即电阻R4和电阻R5，是为了保证得到RS锁存器140的保持状态，在RS锁存器140的S端并联一个电容C1是为了上电时得到一个瞬间低电平，得到RS锁存器140的置1输入状态。

在正常工状态下RS锁存器140的Q非端Q*输出低电平，且积分子电路120输出低电平，所以第一与非门U9C的两个输入端均为低电平状态，其输出端则高电平，RS锁存器140的S端在电阻R1和电阻R5的作用下能自动回复到高电平状态，跳到保持状态后，就能保证RS锁存器140的Q端输出高电平。

2、机顶盒进入待机。

图6和图7中的电阻R2和电阻R3是一个兼容性设计，实际中只有一个，由于控制芯片300断电后IO口CPU_IO相当于高阻状态，如同开路，根据控制芯片300复位后的IO口CPU_IO状态选择电阻R2或电阻R3，若控制芯片300的IO口初始为低电平的，则选择电阻R2，让RS锁存器140的R端得到一个高电平；若控制芯片300的IO口CPU_IO初始为高电平，则选择电阻R3。

假设控制芯片300的IO口CPU_IO初始为高电平，选择电阻R3的连接方案。调解信号部分的待机信号是给控制芯片300接收的，之后控制芯片300控制IO口CPU_IO输出一个低电平，RS锁存器140的R端接收一个低电平信号，则将RS锁存器140的Q端的输出的控制电平从高电平变为低电平，驱动电源控制模块200控制控制芯片300断电，进入待机；其后，控制芯片300的IO口CPU_IO将不再起作用，RS锁存器140的R端被上拉回复高电平，则Q端能恢复到保持状态，使得机顶盒能保持在待机状态。

3、机顶盒的待机唤醒。

不管机顶盒是待机状态还是正常工作状态，积分子电路120接收待机信号后输出端RC_OUT都能有高电平输出，待机状态RS锁存器140的Q非端Q*输出高电平，则RS锁存器140的S端能接收到瞬间的低电平，而RS锁存器140的R端处于初始状态的高电平，其中的工作过程就跟上述的上电过程一样了，实现了机顶盒待机后能被唤醒。

此外，还提供了一种机顶盒，机顶盒配设有遥控器500，参考图2，所述机顶盒包括上述的机顶盒真待机和待机唤醒电路100，机顶盒真待机和待机唤醒电路100对遥控器500输出的红外信号处理后得带调制信号和预设时间的高电平信号。

上述的机顶盒及其机顶盒真待机和待机唤醒电路100，通过利用积分子电路120积分预设的高电平信号以输出积分信号，信号处理电路130根据该积分信号、控制芯片300的IO口CPU_IO的状态以及RS锁存器140的Q非端Q*的状态输出特定的电平信号，进而控制RS锁存器140输出稳定的高低电平驱动电源控制模块200以控制机顶盒的控制芯片300在工作状态、待机状态以及待机唤醒间切换。

并且利用RS锁存器140的保持功能，使得机顶盒切换完状态后均能保持其在该状态稳定，此机顶盒的待机和待机唤醒方式采用几个低成本简单的电路来替换原有的前控单片机，节省了生产成本的同时降低了能耗；而且传统方案中的前控单片机启动需要一定的时间，而纯硬件电路具有快速响应的特点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机顶盒真待机和待机唤醒电路，与遥控器无线连接，并与电源控制模块以及控制芯片连接，通过控制电源控制模块以控制所述机顶盒的控制芯片通断电，其特征在于，所述机顶盒真待机和待机唤醒电路包括：接收所述遥控器的红外信号并输出包括调制信号和预设时间的高电平信号的红外接收头、积分子电路、信号处理子电路以及RS锁存器，其中，

所述积分子电路，与所述红外接收头连接，对所述预设时间的高电平信号积分后输出积分信号；

所述信号处理子电路，其输入端与所述积分子电路、控制芯片的IO口以及RS锁存器连接，根据所述积分信号、所述控制芯片的IO口的电平信号以及RS锁存器的Q非端的电平信号控制所述RS锁存器的Q端的输出控制电平，所述控制电平驱动所述电源控制模块控制所述控制芯片在工作状态、待机状态以及待机唤醒间切换；

所述信号处理子电路包括第一与非门、第一非门、电阻R1、电阻R4、电容C1，以及电阻R2或电阻R3，其中，

所述第一与非门的第一输入端与所述积分子电路连接、第二输入端与所述RS锁存器的Q非端连接，所述第一与非门的输出端经所述电阻R1与所述RS锁存器的S端连接；

所述第一非门的输入端与所述控制芯片的IO口连接、输出端经所述电阻R2与所述RS锁存器的R端连接，所述电阻R3根据所述控制芯片的IO口的初始状态可选择性地连接在所述第一非门的输入端与所述RS锁存器的R端之间；

所述电阻R4的一端与直流电源连接、另一端与所述RS锁存器的R端连接，所述RS锁存器的S端经所述电容C1接地。

2.如权利要求1所述的机顶盒真待机和待机唤醒电路，其特征在于，所述信号处理子电路包括还包括电阻R5，所述RS锁存器的S端通过所述电阻R5与所述直流电源连接。

3.如权利要求1或2所述的机顶盒真待机和待机唤醒电路，其特征在于，所述积分子电路包括电阻R6和电容C2，所述电阻R6的第一端与所述红外接收头的输出端连接，所述电阻R6的第二端通过所述电容C2接地，所述电阻R6的第二端作为所述积分子电路的输出端输出所述积分信号。

4.如权利要求3所述的机顶盒真待机和待机唤醒电路，其特征在于，所述积分子电路还包括二极管D2和电阻R7，所述二极管D2的阳极与所述红外接收头的输出端连接，所述二极管D2的阴极与所述电阻R6的第一端连接，并经所述电阻R7接地。

5.如权利要求3所述的机顶盒真待机和待机唤醒电路，其特征在于，所述红外接收头包括红外接收器件和带通滤波器，所述带通滤波器的输出端作为所述红外接收头的输出端与所述电阻R6的第一端连接。

6.一种机顶盒，所述机顶盒配设有遥控器，其特征在于，所述机顶盒包括如权利要求1至5任一项所述的机顶盒真待机和待机唤醒电路，所述机顶盒真待机和待机唤醒电路对遥控器输出的红外信号处理后得到调制信号和预设时间的高电平信号。