2.2 操作控制电路的结构及原理

2.2.1 操作电路的基本功能

操作电路是将操作按键的信号经相应的电路转换成微处理器能够识别的信号，并送入微处理器之中，使微处理器按人们的要求下达指令，如当人们按动录音机或录像机重放键之后，重放的控制指令信号，经过操作系统中的A/D转换电路，转换成二进制数字信号送到微处理器。下面以录像机为例，简述一下微处理器的工作过程。

微处理器收到这个信号后，首先查找录像机的各种状态，看是否正常，如不正常便不能使录像机进入重放状态。如果正常，则下达一系列控制指令，使录像机自动进入重放状态。先进行加载，继而鼓电机、主导电机运转，然后压带轮动作，正常重放开始。在执行控制的同时，相应的状态显示数据送到多功能显示驱动电路中，同时进行显示。一般录像机的工作方式有如下几种。

（1）停止（STOP）：所有的方式都不工作。

（2）记录（REC）：进行图像和伴音的记录，有的录像机是单触式，即只操作一个键即可，如NV—450/370等；有的录像机则需要将REC和PLAY两键都按下才能处于记录状态。

（3）后配音（DUB）：先按下重放键再按下配音键，即可在已录图像的部分记录声音信号。

（4）重放（PLAY）：重放磁带上的图像信号和伴音信号。

（5）快进（FF）：使磁带快速前进。

（6）快退（REW）：使磁带快速倒退。

（7）记录暂停（REC+PAUSE）：记录时，按下暂停键（PAUSE），录像机处于记录等待状态，再按一下PAUSE键才恢复记录动作。利用暂停功能在记录时可以避免记录一些不必要的内容。

（8）重放暂停（PLAY+PAUSE）：重放时，按下暂停键（PAUSE），磁带暂停，重放静止图像。再操作一次暂停键，录像机才恢复正常重放。在暂停记录或重放状态，如果不解除暂停，过一定的时间（有些机器设定为5分钟），录像机会自动恢复重放状态。这是由微处理器控制的，主要是为了防止磁带局部磨损的现象。

（9）逐帧重放（F·ADV）：在重放状态，按动暂停键（PAUSE/STILL），录像机便处于静像状态，再按下帧推进键（F·ADV）。录像机便一帧一帧地重放静止画面。释放帧推进键，仍处于静像状态。

（10）起弹键（EJECT）或称出盒键：从录像机中取出带盒。

（11）VTR开关：录像机电源开关。

（12）快进搜索（PLAY+CUE）：在重放状态时，按下CUE（FF）键，录像机转换成快速前进搜索状态，释放CUE键，立即恢复正常重放状态。

（13）倒带搜索（PLAY+REV）：在重放状态时，按下REV（REW）键，录像机转换成快倒搜索状态，释放REV键，立即恢复正常重放状态。

（14）慢放（PLAY+SLOW）：在重放状态时操作慢速键，录像机处于慢速重放状态。当再操作一次重放键时，录像机又恢复正常重放状态。有些录像机具有可变慢速重放功能，重放速度可调；有的录像机有半速（HS）重放功能，即以正常带速1/2的速度重放。

（15）倍速重放（DS）：重放时再按下2倍速键，即录像机处于2倍速重放状态。

（16）TIME开关（ON/OFF）：定时器工作开关。当此开关处于ON状态时，录像机处于定时工作状态，整个录像机受定时器控制，其他操作键均不起作用，因而当人工操作录像机时，定时器开关必须置于OFF位置。

（17）预置定时记录（Programme）：预定记录任意时间的电视节目，一般只能在两周之内。

（18）定时开机录像（STAND BY）：即定时等待记录，操作比较简单，等待的时间也不是任意的，按动一次需半个小时，最长等待时间为两个小时。

在家用录像机中，除上述操作功能外，还有定时器和调谐器的操作。这种操作多以键矩阵的形式，将人工指令送到微处理器中。微处理器根据程序分别进行定时控制、频段选择、频道微调等动作，同时输出显示驱动信号。

此外，对于录像机的某些机能控制和频道调整，还能以遥控的方式实现。目前大多数家用录像机都具有红外线遥控功能。红外线遥控就是将控制信息，调制在红外光之上，然后传输到录像机中。录像机中设有专门的红外线信号接收、解调和解码电路。遥控时，解码器将遥控信号送到微处理器的信号输入端。微处理器根据遥控指令转而对录像机各部分下达指令，实施控制。当用摄像机摄像时，录像机的记录起停是由摄像机遥控的。

系统控制是整个录像机的指挥中心，微处理器又是系统控制的核心。微处理器遵照人工指令的要求，根据各种传感信息的状态，按照程序向机械部分和电路部分下达动作的指令信号。例如，微处理器收到重放指令信号后，便按照程序规定的步骤和时间顺序指挥各个部分协调工作。于是加载机构驱动电路、伺服系统、刹车控制、压带轮驱动电路等便相继收到控制信号，磁带开始运行，各种机构和电路相继进入工作状态。

2.2.2 操作电路的基本结构

操作电路是人工指令的输入电路，设在录像机前面板上的种种开关和按键就是人工指令的输入键。因而操作电路就是指令键和微处理器之间的接口电路。用户通过操作录像机的各种按键（包括录像机面板上的和遥控器上的按键），控制录像机进入相应的工作方式。录像机的按键早期是采用杠杆式机械按键开关，随着系统控制电路的发展和微处理器的应用，这些按键就转换成了轻触式微动开关，这样操作轻便，又很容易地扩展录像机的功能。目前，所有的录像机都采用这种轻触式微动开关来当做按键开关，键控输入电路就以这种按键开关为主构成。

录像机的键控输入电路过去常采用两种形式，即梯形电阻式键控输入电路和矩阵式键控输入电路。

由于录像机的操作键比较多，将这些操作键和一些电阻器适当地组合起来，即让不同的操作键对应不同的电阻值，这些电阻器的电阻值呈梯形分布，所以把这种键控输入形式称为梯形电阻式键控输入电路。典型录像机的梯形电阻式键控输入电路如图2-8所示。当按下出盒键时，稳压5V电源通过R1与R9分压输出键控信号；当按下停止键时，5V电源通过R1～R2串联后，再与R9分压输出键控信号，以此类推；当按下重放键时，从R1～R8这8个电阻器全部起作用，这时对应的电阻值为134.66 kΩ，之后再与R9分压输出键控信号。这8种工作方式对应8个电阻值，从小到大，呈梯形分布，故叫做梯形电阻式键控输入电路。

梯形电阻式键控输入电路又可以分为电压比较式键控输入电路和脉宽转换式键控输入电路两种。这是根据键控输入电路利用梯形电阻值处理成不同的数字信号（A/D转换）的形式来划分的。电压比较式键控输入电路如图2-9所示。梯形电阻器接在模/数（A/D）转换的运算放大器上，不同的操作键对应不同的电阻值，使运算放大器得到不同的电压值（与R8分压产生）。同时，微处理器送出的4 bit键扫描信号经D/A转换成扫描电压送到运算放大器的负端。该电压与键控电压比较后，转换成操作键指令信号送到微处理器。遥控器上的按键与图上操作键的构成相同，接在另一个运算放大器的正端，其工作原理是一样的，这样可方便地实现有线遥控操作。

脉宽转换式键控输入电路如图2-10所示。梯形电阻器接在比较器IC6002的②脚，R9和R10为其③脚提供一个固定的比较电压。C1和C2也接在IC6002的②脚，其中C1受QR6001的控制。当IC6001的③脚输出脉冲高电平使QR6001导通时，C1起作用。另外，IC6002的②脚还接有QR6002，QR6002在IC6001②脚送来的脉冲高电平控制下导通接地，C1和C2都迅速放电，使IC6002的②脚变成低电平。这样，梯形电阻器和C1及C2的不同组合，便形成不同的时间常数，产生不同的充电曲线，再与IC6002③脚的固定电压比较后，便输出不同脉冲宽度的键控信号。该信号从IC6002的①脚输出送给微处理器IC6001，IC6001根据脉冲信号的宽度来判断指令内容，从而对录像机进行系统控制。

矩阵式键控输入电路是录像机键控输入电路广泛采用的一种形式。与梯形电阻式键控输入电路相比，由于它不需要多个精密的电阻器和运算放大器，而是以微动开关直接和微处理器各引脚相连的，所以其电路构成很简单。图2-11所示是松下L15型录像机的矩阵式键控输入电路。

这是松下L15型录像机的矩阵式键控输入电路，有典型性，因此以它为例来说明这一类的矩阵式键控输入电路。录像机的各个按键排列成矩阵形式，其名称也由此而来。微处理器的[55]脚～[64]脚输出不同的选通脉冲（又叫地址脉冲）去扫描各个操作键，在这些操作键的控制下，[12]脚～[37]脚中的5个输入脚进入微处理器。例如，当按重放键时，代表重放方式的微动开关接通，[63]脚的P41选通脉冲便从[13]脚进入微处理器，一种选通脉冲可以通过5个按键从5个输入口进入微处理器。另外，9种选通脉冲又可以通过9个按键从一个输入口进入微处理器，这样就可以组合成9×5，即45种按键操作功能。图中只用了其中的28种，其余的空着未用。从矩阵的横向来看，同一种选通脉冲通过5个不同的输入口接收9种不同的选通脉冲，所以微处理器可以判断45种不同的操作指令。

可见，采用矩阵形式的最大好处是用少数的输入/输出口，就可以设置许许多多的操作键完成许多的操作功能，而选通脉冲信号是构成这种矩阵式键控输入电路的基础。目前录像机的键控输入电路一般都与定时器/操作微处理器相连。所以其选通脉冲一般不单独设置，而是直接利用驱动多功能显示屏的段位信号，减少微处理器的输出端口的。