基于光强传感器TSL256x的感测系统方案设计

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。TSL2561的软件设计流程如图4所示。

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_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转换器转换完成后，可以从通道0寄存器和通道1寄存器读取相应的值CH0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：

　　① 0CH1/CH0≤0.50
　　E=0.030 4×CH0-0.062×CH0×(CH1/CH0)1/4
　　② 0.50CH1/CH0≤0.61
　　E=0.022 4×CH0-0.031×CH1
　　③ 0.61CH1/CH0≤0.80
　　E=0.012 8×CH0-0.015 3×CH1
　　④ 0.80CH1/CH0≤1.30
　　E=0.001 46×CH0-0.001 12×CH1
　　⑤ CH1/CH0>1.30
　　E=0

　　对于CHIPSCALE封装，计算公式可以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，具有精度高、成本低、体积小等优点。芯片内部集成了积分式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。