作者：姜連祥 汪小燕

    摘 要 tsl256x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傳感器芯片。本文簡要介紹了tsl256x的基本特點、引腳功能、內部結構和工作原理，給出了tsl2561的實用電路、軟件設計流程以及核心程序。

    關鍵詞 光強傳感器 tsl256x i2c總線 積分式a/d轉換器

    1 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度數字轉換芯片。該芯片可廣泛應用于各類顯示屏的監控，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。該芯片的主要特點如下：

    ◇ 可編程設置許可的光強度上下閾值，當實際光照度超過該閾值時給出中斷信號；

    ◇ 數字輸出符合標準的smbus(tsl2560)和i2c(tsl2561)總線協議；

    ◇ 模擬增益和數字輸出時間可編程控制；

    ◇ 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，相應的光照度計算公式也不同。圖1為這兩種封裝形式的引腳分布圖。

    圖1 tsl256x封裝

    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個不同的訪問地址。訪問地址與電平的對應關系如表1所列。

    腳4和腳6： i2c或smbus總線的時鐘信號線和數據線。

    腳5： 中斷信號輸出引腳。當光強度超過用戶編程設置的上或下閾值時，器件會輸出一個中斷信號。

    表1 器件訪問地址與引腳2電平的對應關系

    3 tsl256x的內部結構和工作原理

    tsl256x是第二代周圍環境光強度傳感器，其內部結構如圖２所示。通道0和通道1是兩個光敏二極管，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轉換器對流過光敏二極管的電流進行積分，并轉換為數字量，在轉換結束后將轉換結果存入芯片內部通道0和通道1各自的寄存器中。當一個積分周期完成之后，積分式a/d轉換器將自動開始下一個積分轉換過程。微控制器和tsl2560可通過標準的smbus( system management bus) v1.1或v2.0實現，tsl2561則可通過i2c總線協議訪問。對tsl256x的控制是通過對其內部的16個寄存器的讀寫來實現的，其地址如表2 所列。

    圖2 tsl256x內部結構圖

    表2 tsl256x內部寄存器地址及作用

    4 tsl256x應用設計

    tsl256x的訪問遵循標準的smbus和i2c協議，這使得該芯片軟硬件設計變得非常簡單。這兩種協議的讀寫時序雖然很類似，但仍存在不同之處。下面僅以tsl2561芯片為例，說明tsl256x光強傳感器的實際應用。

    4.1 硬件設計

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