1 TSL256x简介
TSL2560和TSL2561是TAOS公司推出的一种高速、低功耗、宽量程、可编程灵敏装备的光强度数字转化芯片。该芯片可广泛使用于各类显现屏的监控，意图是在多变的光照条件下，使得显现屏供给最佳的显现亮度并尽可能下降电源功耗；还能够用于大街光照操控、安全照明等很多场合。该芯片的主要特点如下：
◇ 可编程设置答应的光强度上下阈值，当实践光照度超越该阈值时给出中止信号；
◇ 数字输出契合规范的SMBus（TSL2560）和I2C（TSL2561）总线协议；
◇ 模仿增益和数字输出时刻可编程操控；
◇ 1.25 mm×1.75 mm超小封装，在低功耗方法下，功耗仅为0.75 mW；
◇ 主动按捺50 Hz/60 Hz的光照动摇。
2 TSL256x的引脚功用
TSL256x有2种封装方法： 6LEAD CHIPSCALE和6LEAD TMB。封装方法不同，相应的光照度核算公式也不同。图1为这两种封装方法的引脚分布图。
图1 TSL256x封装
各引脚的功用如下：
脚1和脚3： 别离是电源引脚和信号地。其作业电压规模是2.7～3.5V。
脚2： 器材拜访地址挑选引脚。因为该引脚电平不同，该器材有3个不同的拜访地址。拜访地址与电平的对应联系如表1所列。
表1 器材拜访地址与引脚2电平的对应联系
脚4和脚6： I2C或SMBus总线的时钟信号线和数据线。
脚5： 中止信号输出引脚。当光强度超越用户编程设置的上或下阈值时，器材会输出一个中止信号。
3 TSL256x的内部结构和作业原理
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，其间通道0对可见光和红外线都灵敏，而通道1仅对红外线灵敏。积分式A/D转化器对流过光敏二极管的电流进行积分，并转化为数字量，在转化完毕后将转化成果存入芯片内部通道0和通道1各自的寄存器中。当一个积分周期完结之后，积分式A/D转化器将主动开端下一个积分转化进程。微操控器和TSL2560可经过规范的SMBus（ System Management Bus） V1.1或V2.0完结，TSL2561则可经过I2C总线协议拜访。对TSL256x的操控是经过对其内部的16个寄存器的读写来完结的，其地址如表2所列。
图2 TSL256x内部结构图
表2 TSL256x内部寄存器地址及效果
4 TSL256x使用规划
TSL256x的拜访遵从规范的SMBus和I2C协议，这使得该芯片软硬件规划变得十分简略。这两种协议的读写时序尽管很相似，但仍存在不同之处。下面仅以TSL2561芯片为例，阐明TSL256x光强传感器的实践使用。
4.1 硬件规划
TSL2561能够经过I2C总线拜访，所以硬件接口电路十分简略。假如所选用的微操控器带有I2C总线操控器，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别离相连；假如微操控器内部没有上拉电阻，则还需求再用2个上拉电阻接到总线上。假如微操控器不带I2C总线操控器，则将TSL2561的I2C总线的SCL和SDA与一般I/O口衔接即可；但编程时需求模仿I2C总线的时序来拜访TSL2561，INT引脚接微操控器的外部中止。硬件衔接如图3所示。
图3 微操控器与TSL2561的硬件衔接图
4.2 软件规划
微操控器能够经过I2C总线协议对TSL2561进行读写。写数据时，先发送器材地址，然后发送要写的数据。TSL2561的写操作进程如下： 先发送一组器材地址；然后写指令码，指令码是指定接下来写寄存器的地址00h～0fh和写寄存器的方法，是以字节、字或块（几个字）为单位进行写操作的；最终发送要写的数据，依据前面指令码规则写寄存器的方法，能够接连发送要写的数据，内部写寄存器会主动加1。关于I2C协议详细的读写时序，能够参阅相关材料，在此不再赘述。TSL2561的软件规划流程如图4所示。
图4 软件规划流程
限于篇幅，在此给出对TSL2561读写操作的部分程序：
unsigned char TSL2561_write_byte（ unsigned char addr， unsigned char c） {
unsigned char status=0;
status=twi_start（）;//开端
status=twi_writebyte（TSL2561_ADDR|TSL2561_WR）;//写TSL2561地址
status=twi_writebyte（0x80|addr）;//写指令
status=twi_writebyte（c）;//写数据
twi_stop（ ）;//中止
delay_ms（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（ ）;//开端
status=twi_writebyte（TSL2561_ADDR|TSL2561_WR）;//写TSL2561地址
status=twi_writebyte（0x80|addr）;//写指令
status=twi_start（ ）;//重新开端
status=twi_writebyte（TSL2561_ADDR|TSL2561_RD）;//写TSL2561地址
status=twi_readbyte（c，TW_NACK）;//写数据
twi_stop（ ）;
delay_ms（10）;
return 0;
}
当积分式A/D转化器转化完结后，能够从通道0寄存器和通道1寄存器读取相应的值CH0和CH1，可是要以Lux（流明）为单位，还要依据CH0和CH1进行核算。关于TMB封装，假定光强为E（单位为Lux），则核算公式如下：
① 0《CH1/CH0≤0.50
E=0.030 4×CH0-0.062×CH0×（CH1/CH0）1/4
② 0.50《CH1/CH0≤0.61
E=0.022 4×CH0-0.031×CH1
③ 0.61《CH1/CH0≤0.80
E=0.012 8×CH0-0.015 3×CH1
④ 0.80《CH1/CH0≤1.30
E=0.001 46×CH0-0.001 12×CH1
⑤ CH1/CH0》1.30
E=0
关于CHIPSCALE封装，核算公式能够检查相应的芯片材料。
5 定论
选用TSL256x完结光强度实时监测的体系，具有精度高、成本低、体积小等长处。芯片内部集成了积分式A/D转化器，选用数字信号输出，因而抗干扰才能比同类芯片强。该芯片在光强监测操控范畴已得到广泛使用。
