TSL2561传感器中文资料

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1、TSL2561 是光-数字转换器，它将光强转换成数字信号输出，具有直 接I2C接口或者SMBus接口。每个设备都连接一个带宽的光敏二极管 和在单独CMOS集成电路上的一个红外响应的光敏二极管，这个集成 电路具有提供 20bit 动态范围的近-适光响应的能力。两个集成的 ADCs 将光敏电流转换成一个数字输出，这个数字输出表示测量每一 个通道的发光。这个数字输出可以是一个微处理器的输入。在这个微 处理器里亮度（周围光的水平）使用试验化公式来得到TSL2560设 备允许SNBTSL256x是TAOS公司推出的一种高速、低功耗、宽量程、可编程灵 活配置的光强传感器芯片。本文简要介绍了 TSL256x

2、的基本特点、引 脚功能、内部结构和工作原理，给出了 TSL2561的实用电路、软件设 计流程连同核心程式。关键词 光强传感器TSL256x I2C总线 积分式A/D转换器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(TS

3、L2560)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 mmX1.75 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。ADDR SEL 2GND n6? INI4 SCLVB|1 I占DDR. EEL -GMD 3 SDA5 INI4 SCL(a TMBzlT 装(b)CHIPSCALEJ 装图1 TSL256

4、x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2.73.5V。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1所列。表1器件访问地址和引脚2电平的对应关系ADDR SEL 电平1 从斟件诂问地址SME皿署柞地址01010010001100FliJiiL01000001100%1.0010010001100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。3 TSL256X的内部结构和工作原理TSL256x是第

5、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

6、表2所列。图2 TSL256x内部结构图表2 TSL256x内部寄存器地址及作用寄存需地批帝存器需桔：惟用揄宦突訪间的内和彷再訪地址OOh笠瞒苗片足酉H柞0 1 h控制枳处吋河划爭珪(Uh门PH寄存零抵门幅怔字”0 3 h怔门盟為字卄04 h苛门隈紙宇节05 h濡门H高宇战0(i h中商控制OHh生产H純试用oAh器件1訂密存霁H分瑕1 T乩前“OCh通連0低字节0lh通道0曲字节OEh通竜1低7节OFh致羽寄存簿站遐1訂学节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

7、。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I2C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I2C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3所示。ADDRSEL SC：1SDA/

8、IOSCUTQIKTEXT ENTMCUTSL.2561图3微控制器和TSL2561的硬件连接图4.2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o TSL2561的写操作过程如下: 先发送一组器件地址；然后写命令码，命令码是指定接下来写寄存器 的地址00hOfh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4所示

9、。图4软件设计流程限于篇幅，在此给出对TSL2561读写操作的部分程式:unsigned char TSL2561_write_byte( unsigned char addr, unsigned char c) unsigned char status=0;status二twi_start();/开始status二twi_writebyte(TSL2561_ADDR|TSL2561_WR);/写 TSL2561地址status二twi_writebyte(0x80|addr)；/写命令status二twi_writebyte(c);/写数据twi_stop( );/停止delay_ms(10

10、);延时 10 ms return 0; unsigned char TSL2561_read_byte( unsigned char addr, unsigned char *c) unsigned char status=0;status= twi_start( );/开始status二twi_writebyte(TSL2561_ADDR|TSL2561_WR);/写 TSL2561 地址status二twi_writebyte(0x80|addr)；/写命令 status=twi_start( );/重新开始status二twi_writebyte(TSL2561_ADDR|TSL256

11、1_RD);/写 TSL2561 地址status二twi_readbyte(c,TW_NACK)；/写数据twi_stop( );delay_ms(10);return 0;当积分式A/D转换器转换完成后，能够从通道0寄存器和通 道1寄存器读取相应的值CHO和CH1，但是要以Lux(流明)为单位, 还要根据CH0和CH1进行计算。对于TMB封装，假设光强为E (单位 为Lux)，则计算公式如下： 0CH1/CH0W0.50E=0.030 4XCH0-0.062XCH0X(CH1/CH0)1/4 0.50CH1/CH0W0.61E=0.022 4XCH0-0.031XCH1 0.61CH1/C

12、H0W0.80E=0.012 8XCH0-0.015 3XCH1 0.801.30E=0对于CHIPSCALE 封装，计算公式能够查看相应的芯片资料。5 结论采用TSL256x实现光强度实时监测的系统，具备精度高、成 本低、体积小等长处。芯片内部整合了积分式A/D转换器，采用数字 信号输出，因此抗干扰能力比同类芯片强。该芯片在光强监测控制领 域已得到广泛应用。参考文献1 Texas Advanced Optoelectronic Solutions Inc.TSL2560,TSL256 LIGHTTODIGITAL CONVERTER， 2005.2 http:/www.smbus.org/specs.3