關(guān)鍵詞 光強(qiáng)傳感器 tsl256x i2c總線 積分式a/d轉(zhuǎn)換器

1 tsl256x簡介

　tsl2560和tsl2561是taos公司推出的一種高速、低功耗、寬量程、可編程靈活配置的光強(qiáng)度數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片。該芯片可廣泛應(yīng)用于各類顯示屏的監(jiān)控，目的是在多變的光照條件下，使得顯示屏提供最佳的顯示亮度并盡可能降低電源功耗；還可以用于街道光照控制、安全照明等眾多場合。該芯片的主要特點(diǎn)如下：

　　可編程設(shè)置許可的光強(qiáng)度上下閾值，當(dāng)實(shí)際光照度超過該閾值時(shí)給出中斷信號；

數(shù)字輸出符合標(biāo)準(zhǔn)的smbus(tsl2560)和i2c(tsl2561)總線協(xié)議；

模擬增益和數(shù)字輸出時(shí)間可編程控制；

1.25 mm×1.75 mm超小封裝，在低功耗模式下，功耗僅為0.75 mw；

自動抑制50 hz/60 hz的光照波動。

2 tsl256x的引腳功能

　　tsl256x有2種封裝形式： 6lead chipscale和6lead tmb。封裝形式不同，相應(yīng)的光照度計(jì)算公式也不同。

各引腳的功能如下：

腳1和腳3： 分別是電源引腳和信號地。其工作電壓范圍是2.7～3.5v。

腳2： 器件訪問地址選擇引腳。由于該引腳電平不同，該器件有3個(gè)不同的訪問地址。訪問地址與電平的對應(yīng)關(guān)系如表1所列。

腳4和腳6： i2c或smbus總線的時(shí)鐘信號線和數(shù)據(jù)線。

腳5： 中斷信號輸出引腳。當(dāng)光強(qiáng)度超過用戶編程設(shè)置的上或下閾值時(shí)，器件會輸出一個(gè)中斷信號。

3 tsl256x的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理

tsl256x是第二代周圍環(huán)境光強(qiáng)度傳感器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖２所示。通道0和通道1是兩個(gè)光敏二極管，其中通道0對可見光和紅外線都敏感，而通道1僅對紅外線敏感。積分式a/d轉(zhuǎn)換器對流過光敏二極管的電流進(jìn)行積分，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，在轉(zhuǎn)換結(jié)束后將轉(zhuǎn)換結(jié)果存入芯片內(nèi)部通道0和通道1各自的寄存器中。當(dāng)一個(gè)積分周期完成之后，積分式a/d轉(zhuǎn)換器將自動開始下一個(gè)積分轉(zhuǎn)換過程。微控制器和tsl2560可通過標(biāo)準(zhǔn)的smbus( system management bus) v1.1或v2.0實(shí)現(xiàn)，tsl2561則可通過i2c總線協(xié)議訪問。對tsl256x的控制是通過對其內(nèi)部的16個(gè)寄存器的讀寫來實(shí)現(xiàn)的。

tsl256x的訪問遵循標(biāo)準(zhǔn)的smbus和i2c協(xié)議，這使得該芯片軟硬件設(shè)計(jì)變得非常簡單。這兩種協(xié)議的讀寫時(shí)序雖然很類似，但仍存在不同之處。下面僅以tsl2561芯片為例，說明tsl256x光強(qiáng)傳感器的實(shí)際應(yīng)用。

4.1 硬件設(shè)計(jì)

tsl2561可以通過i2c總線訪問，所以硬件接口電路非常簡單。如果所選用的微控制器帶有i2c總線控制器，則將該總線的時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線直接與tsl2561的i2c總線的scl和sda分別相連；如果微控制器內(nèi)部沒有上拉電阻，則還需要再用2個(gè)上拉電阻接到總線上。如果微控制器不帶i2c總線控制器，則將tsl2561的i2c總線的scl和sda與普通i/o口連接即可；但編程時(shí)需要模擬i2c總線的時(shí)序來訪問tsl2561，int引腳接微控制器的外部中斷。

4.2 軟件設(shè)計(jì)

微控制器可以通過i2c總線協(xié)議對tsl2561進(jìn)行讀寫。寫數(shù)據(jù)時(shí)，先發(fā)送器件地址，然后發(fā)送要寫的數(shù)據(jù)。tsl2561的寫操作過程如下： 先發(fā)送一組器件地址；然后寫命令碼，命令碼是指定接下來寫寄存器的地址00h～0fh和寫寄存器的方式，是以字節(jié)、字或塊（幾個(gè)字）為單位進(jìn)行寫操作的；最后發(fā)送要寫的數(shù)據(jù)，根據(jù)前面命令碼規(guī)定寫寄存器的方式，可以連續(xù)發(fā)送要寫的數(shù)據(jù)，內(nèi)部寫寄存器會自動加1。對于i2c協(xié)議具體的讀寫時(shí)序，可以參考相關(guān)資料，在此不再贅述。

限于篇幅，在此給出對tsl2561讀寫操作的部分程序：

unsigned char tsl2561_write_byte( unsigned char addr, unsigned char c) {
unsigned char status=0;
status=twi_start();//開始
status=twi_writebyte(tsl2561_addr|tsl2561_wr);//寫tsl2561地址
status=twi_writebyte(0x80|addr);//寫命令
status=twi_writebyte(c);//寫數(shù)據(jù)
twi_stop( );//停止
delay_ms(10);//延時(shí)10 ms
return 0;
}
unsigned char tsl2561_read_byte( unsigned char addr, unsigned char *c) {
unsigned char status=0;
status= twi_start( );//開始
status=twi_writebyte(tsl2561_addr|tsl2561_wr);//寫tsl2561地址
status=twi_writebyte(0x80|addr);//寫命令
status=twi_start( );//重新開始
status=twi_writebyt