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、平板電腦等便攜設(shè)備的LCD背光。利用中斷功能可以針對多個照明區(qū)間設(shè)置不同的門限值，無需重復查詢光傳感器。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)性能和用戶在不同照明條件下的體驗。本文還給出了I?C接口的C語言例程，用于中斷操作。
概述
MAX9635環(huán)境光傳感器用于檢測環(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電池壽命，提高照明系統(tǒng)的工作效率。
MAX9635最有價值的特性是具有一個便利的中斷輸出引腳。這個引腳可以使系統(tǒng)處于低功耗待機模式或?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C語言例程。
寄存器設(shè)置
下表列出了MAX9635的寄存器以及上電復位(POR)后的狀態(tài)。
可預設(shè)的寄存器包括：配置寄存器、中斷使能和門限定時器。
配置寄存器(地址0x02)上電時設(shè)置為：CONT=0和MANUAL=0，能夠滿足絕大多數(shù)用戶的應(yīng)用。這些設(shè)置通知MAX9635根據(jù)環(huán)境光的強度自動調(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。
主控制器然后在門限定時器寄存器(地址0x07)寫入適當?shù)难訒r，通常情況下不會更改這個設(shè)置。設(shè)置門限延時需要遵循兩個基本原則。首先，在該寄存器寫入一個不為零的數(shù)值，以避免照明條件出現(xiàn)閃變或瞬間發(fā)生變化時反復觸發(fā)中斷。當用戶的姿勢發(fā)生變化，或者是在設(shè)備移動時，都會在光傳感器上產(chǎn)生陰影，導致亮度發(fā)生閃變。其次，增加響應(yīng)顯示器亮度調(diào)整的延時，也可以為所定義的用戶接口算法預留時間。例如，在iPad™等移動設(shè)備中，當用戶穿過一個黑暗的通道時(比如地鐵軌道)，用戶并不希望屏幕的亮度頻繁變化。
門限寄存器設(shè)置
正常操作情況下，用戶會重復設(shè)置上限門限寄存器(地址0x05)和下限門限寄存器(地址0x06)。當環(huán)境光強超出這些寄存器定義的窗口時，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)時間要比門限定時寄存器(地址0x07)設(shè)置的延遲時間長。
設(shè)置門限寄存器時，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，以確定當前的工作區(qū)域。然后，由主控制器設(shè)置相應(yīng)的上限門限寄存器和下限門限寄存器。
背光控制算法舉例
人眼對光亮的響應(yīng)特性為對數(shù)函數(shù)，類似于人耳對聲音的響應(yīng)特性。因此，需要對背光強度進行特殊設(shè)置，使其對環(huán)境光呈對數(shù)響應(yīng)。在亮度較低時，背光強度隨亮度變化的幅度較大，而在高亮度環(huán)境下背光強度變化幅度較小。理想情況下，主處理器還會根據(jù)環(huán)境光強度信息調(diào)整對比度、色彩等參數(shù)，支持高級圖像處理算法。
典型的亮度控制機制可以包含五級控制門限。多數(shù)情況下，屏幕的玻璃和物理尺寸會使光傳感器測到的環(huán)境光亮度降低5%至10%，設(shè)置檢測門限時應(yīng)該考慮這一因素。
下表給出了一個背光強度和上限、下限門限的設(shè)置示例。為了把門限的流明值轉(zhuǎn)換成門限計數(shù)值，簡單地用0.045除目標流明值。
隨著外部照明條件的改變調(diào)整背光強度
中斷處理
以下流程圖所示為主機微控制器處理中斷的典型流程圖。
門限值算法和環(huán)境光測量：計數(shù)值與流明值
利用計數(shù)值(而不是流明值)進行計算更為簡捷，可以省去浮點運算并可采用簡單的定點運算程序。
從上述表格中獲得所要求的門限，可以計算門限寄存器字節(jié)，以作為每個流明區(qū)域的偽碼限制。這些門限值可以簡單地從上式計算出來，與環(huán)境光計數(shù)值進行比較。
需要注意的是，如果光強非常接近所定義的流明區(qū)域的邊界，背光強度會頻繁擺動，使用戶感覺很不舒服。考慮到這一因素，可以在一個流明區(qū)域的上限與下一流明區(qū)域的下限之間建立一個重疊區(qū)，從而形成一個滯回空間，屏蔽微弱的亮度波動。必要時，可以擴大該滯回區(qū)域。
這里列舉的算法僅為背光亮度控制提供一些常規(guī)準則，實際應(yīng)用中已經(jīng)開發(fā)了多種背光控制算法，滿足終端用戶舒適、透明的背光需求。
