摘要 tsl256x是一种高速、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、软件设计流程以及核心程序。

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。

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。

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。

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。

4.2 软件设计

微控制器可以通过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，命令码是指定接下来写寄存器的地址00h～0fh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，可以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，可以参考相关资料，在此不再赘述。

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();//开始
status=twi_writebyte(tsl2561_addr|tsl2561_wr);//写tsl2561地址
status=twi_writebyte(0x80|addr);//写命令
status=twi_writebyte(c);//写数据
twi_stop( );//停止
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( );//开始
status=twi_writebyte(tsl2561_addr|tsl2561_wr);//写tsl2561地址
status=twi_writebyte(0x80|addr);//写命令
status=twi_start( );//重新开始
status=twi_writebyt