摘要：這篇應(yīng)用筆記介紹了如何合理使用MAX9635環(huán)境光傳感器的中斷輸出功能，適用于智能手機(jī)、平板電腦等便攜設(shè)備的LCD背光。利用中斷功能可以針對(duì)多個(gè)照明區(qū)間設(shè)置不同的門(mén)限值，無(wú)需重復(fù)查詢(xún)光傳感器。合理使用中斷功能，可以將系統(tǒng)保持在低功耗休眠狀態(tài)，或用于執(zhí)行用戶(hù)定義的其它任務(wù)。中斷功能極大地提升了系統(tǒng)能效，改善了系統(tǒng)性能和用戶(hù)在不同照明條件下的體驗(yàn)。本文還給出了I?C接口的C語(yǔ)言例程，用于中斷操作。
概述
MAX9635環(huán)境光傳感器用于檢測(cè)環(huán)境光的亮度，器件適用于眾多應(yīng)用，其中包括：LCD顯示器背光調(diào)節(jié)，用于便攜產(chǎn)品、家電產(chǎn)品以及室內(nèi)照明等。MAX9635具有超低功耗(工作電流僅為0.65uA)，工作電壓為1.8V (便于連接微處理器I/O口)，這些特性使其成為傳感器和加密應(yīng)用中的理想選擇。背光調(diào)節(jié)和低功耗操作可有效延長(zhǎng)電池壽命，提高照明系統(tǒng)的工作效率。
MAX9635最有價(jià)值的特性是具有一個(gè)便利的中斷輸出引腳。這個(gè)引腳可以使系統(tǒng)處于低功耗待機(jī)模式或?qū)⒂邢薜馁Y源用于執(zhí)行其它更重要的任務(wù)。
該應(yīng)用筆記介紹了如何編程中斷輸出功能，優(yōu)化系統(tǒng)性能，并給出了幾個(gè)C語(yǔ)言例程。
寄存器設(shè)置
下表列出了MAX9635的寄存器以及上電復(fù)位(POR)后的狀態(tài)。
可預(yù)設(shè)的寄存器包括：配置寄存器、中斷使能和門(mén)限定時(shí)器。
配置寄存器(地址0x02)上電時(shí)設(shè)置為：CONT=0和MANUAL=0，能夠滿足絕大多數(shù)用戶(hù)的應(yīng)用。這些設(shè)置通知MAX9635根據(jù)環(huán)境光的強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)整其靈敏度。
為了使能中斷功能，主控制器(如微控制器)，首先將中斷使能寄存器(地址0x01)置1。
主控制器然后在門(mén)限定時(shí)器寄存器(地址0x07)寫(xiě)入適當(dāng)?shù)难訒r(shí)，通常情況下不會(huì)更改這個(gè)設(shè)置。設(shè)置門(mén)限延時(shí)需要遵循兩個(gè)基本原則。首先，在該寄存器寫(xiě)入一個(gè)不為零的數(shù)值，以避免照明條件出現(xiàn)閃變或瞬間發(fā)生變化時(shí)反復(fù)觸發(fā)中斷。當(dāng)用戶(hù)的姿勢(shì)發(fā)生變化，或者是在設(shè)備移動(dòng)時(shí)，都會(huì)在光傳感器上產(chǎn)生陰影，導(dǎo)致亮度發(fā)生閃變。其次，增加響應(yīng)顯示器亮度調(diào)整的延時(shí)，也可以為所定義的用戶(hù)接口算法預(yù)留時(shí)間。例如，在iPad™等移動(dòng)設(shè)備中，當(dāng)用戶(hù)穿過(guò)一個(gè)黑暗的通道時(shí)(比如地鐵軌道)，用戶(hù)并不希望屏幕的亮度頻繁變化。
門(mén)限寄存器設(shè)置
正常操作情況下，用戶(hù)會(huì)重復(fù)設(shè)置上限門(mén)限寄存器(地址0x05)和下限門(mén)限寄存器(地址0x06)。當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)超出這些寄存器定義的窗口時(shí)，則觸發(fā)中斷(寄存器0x00的INTS位置1，/INT引腳拉低)。該中斷的持續(xù)時(shí)間要比門(mén)限定時(shí)寄存器(地址0x07)設(shè)置的延遲時(shí)間長(zhǎng)。
設(shè)置門(mén)限寄存器時(shí)，主控制器必須首先從數(shù)據(jù)寄存器LUX高字節(jié)(地址0x03)和LUX低字節(jié)(地址0x04)讀取流明數(shù)值，以確定當(dāng)前的工作區(qū)域。然后，由主控制器設(shè)置相應(yīng)的上限門(mén)限寄存器和下限門(mén)限寄存器。
背光控制算法舉例
人眼對(duì)光亮的響應(yīng)特性為對(duì)數(shù)函數(shù)，類(lèi)似于人耳對(duì)聲音的響應(yīng)特性。因此，需要對(duì)背光強(qiáng)度進(jìn)行特殊設(shè)置，使其對(duì)環(huán)境光呈對(duì)數(shù)響應(yīng)。在亮度較低時(shí)，背光強(qiáng)度隨亮度變化的幅度較大，而在高亮度環(huán)境下背光強(qiáng)度變化幅度較小。理想情況下，主處理器還會(huì)根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度信息調(diào)整對(duì)比度、色彩等參數(shù)，支持高級(jí)圖像處理算法。
典型的亮度控制機(jī)制可以包含五級(jí)控制門(mén)限。多數(shù)情況下，屏幕的玻璃和物理尺寸會(huì)使光傳感器測(cè)到的環(huán)境光亮度降低5%至10%，設(shè)置檢測(cè)門(mén)限時(shí)應(yīng)該考慮這一因素。
下表給出了一個(gè)背光強(qiáng)度和上限、下限門(mén)限的設(shè)置示例。為了把門(mén)限的流明值轉(zhuǎn)換成門(mén)限計(jì)數(shù)值，簡(jiǎn)單地用0.045除目標(biāo)流明值。
隨著外部照明條件的改變調(diào)整背光強(qiáng)度
中斷處理
以下流程圖所示為主機(jī)微控制器處理中斷的典型流程圖。
門(mén)限值算法和環(huán)境光測(cè)量：計(jì)數(shù)值與流明值
利用計(jì)數(shù)值(而不是流明值)進(jìn)行計(jì)算更為簡(jiǎn)捷，可以省去浮點(diǎn)運(yùn)算并可采用簡(jiǎn)單的定點(diǎn)運(yùn)算程序。
從上述表格中獲得所要求的門(mén)限，可以計(jì)算門(mén)限寄存器字節(jié)，以作為每個(gè)流明區(qū)域的偽碼限制。這些門(mén)限值可以簡(jiǎn)單地從上式計(jì)算出來(lái)，與環(huán)境光計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較。
需要注意的是，如果光強(qiáng)非常接近所定義的流明區(qū)域的邊界，背光強(qiáng)度會(huì)頻繁擺動(dòng)，使用戶(hù)感覺(jué)很不舒服。考慮到這一因素，可以在一個(gè)流明區(qū)域的上限與下一流明區(qū)域的下限之間建立一個(gè)重疊區(qū)，從而形成一個(gè)滯回空間，屏蔽微弱的亮度波動(dòng)。必要時(shí)，可以擴(kuò)大該滯回區(qū)域。
這里列舉的算法僅為背光亮度控制提供一些常規(guī)準(zhǔn)則，實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種背光控制算法，滿足終端用戶(hù)舒適、透明的背光需求。
