基于光强传感器TSL256x的感测系统方案设计

2012-06-26 18:45:16来源: 21ic

1  TSL256x简介

  TSL2560和TSL2561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,使得显示屏提供最佳的显示亮度并尽可能降低电源功耗;还可以用于街道光照控制、安全照明等众多场合。该芯片的主要特点如下:

  ◇ 可编程设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;
  ◇ 1.25 mm×1.75 mm超小封装,在低功耗模式下,功耗仅为0.75 mW;
  ◇ 自动抑制50 Hz/60 Hz的光照波动。

2  TSL256x的引脚功能

  TSL256x有2种封装形式: 6LEAD CHIPSCALE和6LEAD TMB。封装形式不同,相应的光照度计算公式也不同。图1为这两种封装形式的引脚分布图。

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图1  TSL256x封装

  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。访问地址与电平的对应关系如表1所列。

表1  器件访问地址与引脚2电平的对应关系
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  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设置的上或下阈值时,器件会输出一个中断信号。

3  TSL256x的内部结构和工作原理

  TSL256x是第二代周围环境光强度传感器,其内部结构如图2所示。通道0和通道1是两个光敏二极管,其中通道0对可见光和红外线都敏感,而通道1仅对红外线敏感。积分式A/D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A/D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I2C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所列。

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图2  TSL256x内部结构图

表2  TSL256x内部寄存器地址及作用
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4  TSL256x应用设计

  TSL256x的访问遵循标准的SMBus和I2C协议,这使得该芯片软硬件设计变得非常简单。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。

4.1  硬件设计

  TSL2561可以通过I2C总线访问,所以硬件接口电路非常简单。如果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与TSL2561的I2C总线的SCL和SDA分别相连;如果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。如果微控制器不带I2C总线控制器,则将TSL2561的I2C总线的SCL和SDA与普通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3所示。

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图3  微控制器与TSL2561的硬件连接图

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关键字:光强传感器  TSL256x  I2C总线

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0626/article_5307.html
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