TSL2560和TSL2561集成光强度数字传感器的工作原理是什么？性能如何？

2017-03-10 19:47分类：变频器阅读：

TSL256x (TSL2560/1)是TAOS公司推出的一种高速、低功耗、宽量程、可编程灵活配置的光强度数字转换芯片。该芯片可广泛应用于各类显示屏的监控，目的是在多变的光照条件下，使得显示屏提供最好的显示亮度并尽可能降低电源功耗；还能够用于街道光照控制、安全照明等众多场合。该芯片的主要特点如下：

·可编程配置许可的光强度上下阈值，当实际光照度超过该阈值时给出中断信号：

·数字输出符合标准的SMBus (TSL2560)和I2C (TSL2561)总线协议；

·模拟增益和数字输出时间可编程控制：

·1.25mmxl.75mm超小封装，在低功耗模式下，功耗仅为0.75mW;

·自动抑制50Hz/60Hz的光照波动。

TSL256x有两种封装形式：6脚CHIPSCALE和6脚TMB封装。封装形式不同，相应的光照度计算公式也不同。图2-89为这两种封装形式的引脚分布图。

TSL2561的各引脚的功能如下：

脚1和脚3：分别是电源引脚和信号地。其工作电压范围是2.7～3.5V。

脚2：器件访问地址选择引脚。由于该引脚电平不同，该器件有3个不同的访问地址。访问地址和电平的对应关系如表2-7所列。

脚4和脚6：I2C或SMBus总线的时钟信号线和数据线。

脚5：中断信号输出引脚。当光强度超过用户编程配置的上或下阈值时，器件会输出一个中断信号。

TSL256x的内部结构和工作原理如下。

TSL256x是第二代周围环境光强度传感器，其内部结构如图2-90所示。通道0和通道1是两个光敏二极管，其中通道0对可见光和近红外线都敏感，而通道l仅对近红外线敏感。积分式ADC转换器对流过光敏二极管的电流进行积分，并转换为数字量，在转换结束后将转换结果存入芯片内部通道0和通道1各自的寄存器中。当一个积分周期完成之后，积分式ADC转换器将自动开始下一个积分转换过程。微控制器和TSL2560可通过标准的SMBus( System Management Bus)V1.1或V2.0实现，TSL2561则可通过l2C总线协议访问。对TSL256x的控制是通过对其内部的16个寄存器的读写来实现的，其地址如表2-8所列。

TSL256x的访问遵循标准的SMBus和I2C协议，这使得该芯片软件和硬件设计变得很简单。这两种协议的读写时序虽然很类似，但仍存在不同之处。下面仅以TSL2561芯片为例，说明TSL256x光强传感器的实际应用。

(1)硬件设计

TSL2561能够通过I2C总线访问，所以硬件接口电路很简单。假如所选用的微控制器带有I2C总线控制器，则将该总线的时钟线和数据线直接和TSL2561的12C总线的SCL和SDA分别相连；假如微控制器内部没有上拉电阻，则还需要再用2个上拉电阻接到总线上。假如微控制器不带I2C总线控制器，则将TSL2561的12C总线的SCL和SDA和普通I/O口连接即可；但编程时需要模拟I2C总线的时序来访问TSL2561，INT引脚接微控制器的外部中断。硬件连接如图2-91所示。

(2)软件设计

微控制器能够通过I2C总线协议对TSL2561进行读写。写数据时，先发送器件地址，然后发送要写的数据。TSL2561的写操作过程如下：先发送一组器件地址；然后写命令码，命令码足指定接下来写寄存器的地址OOh～Ofh和写寄存器的方式，是以字节、字或块（几个字）为单位进行写操作的；最后发送要写的数据，根据前面命令码规定写寄存器的方式，能够连续发送要写的数据，内部写寄存器会自动加1。对于I2C协议具体的读写时序，能够参考相关资料，在此不再赘述。TSL2561的软件设计

流程如图2-92所示。