1、特点：可编程中断功能与用户自定义上限与下限阈的设置 六引脚CS封装芯片俯视图基于AC灯闪烁的内部滤波器防抖动装置（无需外部电容）封装用一种简单而且精确的方法来实现系统之间的重复利用性400KHZ，12C的十六位数字输出可编程一百万次的模拟增益和集成SYNC输入同步整合周期调制光源（例如PWM）工作温度：-4085（CS封装）；-3070（FN封装）工作电压：2.7V3.6VFN与CS封装均可，CS是最小的工业数字RGB颜色传感器应用：利用色彩坐标的方法来显示颜色 FN封装双列平摊无引线俯视图提供测量不同光线条件下的白平衡的方法产品市场：高清电视平板电脑、笔记本电脑、显示器医疗器械电子玩具工商业
2、照明工业过程控制说明：该3404和3414数字颜色传感器能够准确地测量出不同光强下的色度，并以16位分辨率输出。该器件拥有集8*2阵列过滤光电二极管，模拟数字转换器和控制功能与一身的COMS集成电路，16个光电二极管中，有4个红色过滤器，4个绿色过滤器，4个蓝色过滤器和4个没有过滤器。凭借正在申请专利的先进的封装微调功能，设备到设备与系统到系统之间的容差可以最小化，实现非常精确的可重复性。同步输入提供了一种精确的外部控制传感器使内外转换周期同步到一个光源脉冲。此外，同步功能支持以下先进的操作模式来实现广泛的灵活的硬件最大化系统：（1）同步一个内部时间周期和（2）积累指定号码的脉冲。该装置还支持
3、自由运行和串行总线控制的一体化模式如果传感器在不需要光源的情况下能够精确地耦合。四个平行的A/D转换器将光电二极管的电流用SMBus(TCS3404) 或者I2C(TCS3414)转换为数字输出，送入微处理器。RGB可以在一个读周期中读出以尽量减少在通信接口中定义的读取命令协议的数量。这个装置的从机地址是 39h (0111001b)。一个SMB报警式中断（TCS3404）和一个传统的水平式中断（TCS3414）可以为四种高低阈设置渠道中的任意一种做动态配置，中断将保持到固件清除。该TCS3404/14设备可以帮助（1）自动调节背光源的显示亮度以延长电池和灯泡的使用寿命，并且在不同的光照条件下
4、提供最佳视觉效果。（2）白平衡显示面板和不同的光照条件下所拍摄的图像。（3）通过管理RGB的LED灯背光来维持长时间的色彩一致性。这些器件还应用于光照不足时的键盘照明。色度坐标（x,y）可以用来测量色温以获取所拍摄物体和display4的白平衡。以勒克斯为单位的照度，可以用来估测人眼对于环境中的光的反应从而控制数码相机的曝光率。该TCS3404/14器件用于笔记本电脑/平板电脑 ，液晶显示器，平板电视，手机和数码相机等都非常适用，用于路灯控制，安全照明，阳光收获和汽车仪表等效果也非常理想。功能框图：终端功能：终端名称 CS封装 FN封装 类型 说明GND A3 6 电源地，所有GND参考电压I
5、NT B3 4 O 中断SCL A1 1 I 串行时钟输入端-I2C串行时钟信号SDA B1 3 I/O 串行数据I/O端-I2CSYNC A2 2 I 同步输入VDD B2 5 电源电压可用的选择：CE为单设备系统推荐的设备。在室温波动范围内的绝对最大额定值（附加说明除外）INT电源电压VDD(见注释1) 3.8V数字输出电压范围VO -0.5V-3.8V数字输出电流IO2 -1mA-20mA适用温度 -40-80ESD耐压 2000V超越“绝对最大额定值”就可能造成永久性设备损坏。设备不在压力额定值和其他推荐工作条件时能不能使用尚未可知。长时间在最大额定条件下工作可能影响设备的准确性。注释
6、1：所有的电压都是相对于GND而定.x29DualF最佳工作环境：小 中 大 单位电源电压BVDD 2.7 3 3.6 V工作温度 CS封装 -40 85 工作温度 FN封装-30 70SCL,SDA低电平 -0.5 0.8 VSCL,SDA高电平 2.1 3.6 V电气特性TA=25（除非另有说明）参数 测试条件 MIN TYPMAX 单位VDD=3.6V 电源（ADC关闭） 7.710 mA电源（ADC打开） 8.711 mA无电源 7001000 ASDA低电压 3mA电流 0 0.4 V输入电流（SCL,SDA,SYNC） VIH=VDDVIL=GND -55 AAC电气特性，VDD
7、= 3.3V，TA =25C（除非另有说明）参数 测试条件 MIN TYPMAX 单位f（SCL） 时 钟 频 率400kHZ(I2C) 0400 kHZ时 钟 频 率100kHZ(SMBus) 10100 kHZ总线空闲时间和停止条件 1.3 s重复起始条件，第一个时钟信号产生 0.6 s复位 0.6 s停止 0.6 s数据保持时间 00.9 s数据建立时间 100 nsSCL低电平 1.3 sSCL高电平 0.6 s检测时钟超时 2535 ms时钟下降沿 300 ns时钟上升沿 300 ns输入引脚电容10 pFSYNC低周期 50 sSYNC高周期 50 sSYNC下降沿 50 nsSY
8、NC上升沿 50 ns封装特性，无需测试。同步时序图：No-Le ad 6FN0x4光学特性VDD=3.3V，TA=25C，增益=64，色调=12毫秒（除非另有说明）（见 注1及2）16I2C0x59DualFlatNo-Lead6FNTCS3416FN注释：1.各百分比表示红绿蓝通道相对于清晰通道所占颜色比例。2.光学测量用一个小功率的发光二极管作为光源。3.470nm处使用InGaN发光二极管（峰值波长p=470nm，光谱半宽度=35nm，发光效率=75lm/W。）4.524nm处使用InGaN发光二极管（峰值波长p=524nm，光谱半宽度=47nm，发光效率=520lm/W。）5.640
9、nm处使用AlInGaP发光二极管（峰值波长p=640nm，光谱半宽度=17nm， 发光效率=155lm/W。）6.照度响应度RV是通过LED发光效率值重新计算以上注释3，4和5，并使用1勒克斯= 1lm/m2得出的。工作特性 VDD=3.3V，TA=25C，（除非另有说明）（见注2，3，4）注释：1.在较短的积分时间或更高的预分频设置下，设备将之前送达模拟部分的饱和度达到最大的16位值。模拟饱和值也可以用下面的公式得到：模拟饱和度=（FOSC（分钟）色调）预分频，在这里的Fosc（分钟）是在频率振荡器的最低频率，色调是实际的集成时间（内部，手动定时或同步生成）以秒为单位。2.增益由增益寄存器
10、（07H）控制。3.测量时采取光电二极管寄存器（06H），其字段值为00B，在增益寄存器（07H）中的预分频器字段值是000B。4.ADC计数值的最大值是一定的积分次数内的结果输出，由16位计数器来限制积分次数。这两个区域之间的标称过渡色调=65535/5000 =13.1ms.参数测量信息：图2：时序图图3：发送字节格式的时序图案例图4：接收字节格式的时序图案例CS封装的光谱响应 FN封装的光谱响应注释：波长为655nm 注释：波长在850nm注释：设备通电，ADC打开，IDD1mA典型特性：操作原理：A-D转换器该TCS3404/14包含四个结合模拟 -数字转换器（ADC），它集成了四个光
11、电二极管（信道1到信道4）的电流。四个通道同时整合，转换周期完成时将转换结果分别传送到响应的信道数字寄存器。本次转换采用双缓冲，保证读取数据全部有效。转换后自动进入下一个转换周期。有两种方法来控制整合周期：内部定时与外部定时。内部定时整合周期可以是连续的背到背的转换，或者可以通过外部触发作为一个单一的事件中使用的SYNC引脚。外部定时的集成可以通过设置和清除寄存器位来控制使用串行接口（即ADC_EN在控制寄存器），或由1个或多个脉冲输入到SYNC引脚。集成选项是通过定时寄存器配置（请参阅更多的定时寄存器部分信息）。数字接口：CS3404/14是双线串行接口，用来控制设备的访问和控制功能并输出数
12、据。该串行接口与系统管理总线（SMBus）版本1.1和2.0，以及I2C总线快速模式兼容。该TCS3404/14设备支持表1中列出的从机地址。第3页的可用选项表上显示的其他设备，支持系统所需要的12C从机地址.表1，从机地址从机地址 SBM报警地址0111001 0001100注意：该从属和SMB报警地址是7位。请注意下面几页的SMBus和I2C协议。一个读/写位应由主设备与设备正常通信附加到从站地址。中断：虽然ADC通道数据寄存器可以随时读取，以获得最新的转换值，在一些应用中，该设备的周期性的查询可能不是所希望的。对于这些类型的应用，本设备支持多种中断选项允许用户配置设备时，信号随光强而变化
13、。高和低阈值寄存器允许定义一系列的光照强度，此外该装置产生一个中断。持久性设置允许用户在一定的时间内测量值在限定值之外。中断功能可被分配给四个ADC颜色通道中的任何一个。欲了解更多关于配置的中断功能的信息，请查看中断控制寄存器。SMBus和I2C协议每个发送和写入协议实质上是一系列字节。发送到TCS3404/14一个字节位（MSB）等于1将被解释为一个命令字节。低四位的命令 字节构成寄存器选择地址（见表1），这是用来选择目标为后续 字节（s）接收。该TCS3404/14响应任何接收字节的请求与寄存器的内容由存储寄存器选择地址指定。该TCS3404/14实现了SMB2.0规格的的以下协议：发送字
14、节协议接收字节协议写字节协议写字协议读字协议程序块写入协议程序块读入协议该TCS3404/14实现了I2C规范的以下协议：I2C写入协议I2C读（组合格式）协议当一个SMBus程序块写入或块读取启动（见命令寄存器的描述）时，按照SMBus规范的要求，字节下面的命令字节被忽略。因为这些字节已经包含了命令。该TCS3404（SMBus）的设备会忽略这个字段，通过停止之前检测到的字节量来确定的这些信息。当I2C写或I2C读取（组合格式）开始，字节数也被忽略，但数据字节继续从TCS3414（I2C）设备传输到主控直到一个NACK由主机发送。由TCS3404与TCS3414设备支持的数据格式有：主控发送
15、器发送到从接收器（SMBus和I2C）：在这种情况下，传输的方向不改变。第一个字节发送完毕之后主机立即读取从机数值。在接收到第一个应答（由从机接收器提供的）时，主机发送器变成了主机接收器，从机接收器变成了从属变送器。组合格式（SMBus和I2C）：在方向的传输范围内变化时，主站既重复起始条件和从属地址，但R/W位反转。在这种情况下，主接收器通过终止传输在转移和停止条件的最后一个字节产生一个NACK。对于SMBus协议的完整描述，请参阅在SMBus规范 http:/www.smbus.org/specs。对于I2C协议的完整描述，请查阅恩智浦I2C设计，地址：http:/www.i2c-bus.
16、org/references/。A应答（该位的位置可能是0（NACK）或1（ACK）。P停止条件RD读（1位值）S启动条件Sr重复启动条件WR写（0位值）在X下一个字段中显示表示该栏需要有X的值延续协议主机到从机从机到主机图13。SMBus和I2C包协议的关键元素图14。SMBus的发送字节协议图15。SMBus的接收字节协议图16。SMBus写字节协议图17。SMBus读取字节协议图18。SMBus的写字协议图19。SMBus的读字协议图20。 SMBus的程序块写入或I2C写协议注：I2C写协议不使用的字节数的数据包，而主机将继续发送数据字节，直到主机启动一个停止条件。请参阅第13页上的命
17、令寄存器的有关块读/写协议的附加信息。图21。 SMBus的块读取或I2C读取（组合格式）协议注：I2C读取协议不使用的字节数的数据包，而主机将继续接收数据字节，直到主机启动 停止条件。请参阅第13页上的命令寄存器的有关块读/写协议的附加信息。寄存器组：该TCS3404/14控制和监视18用户注册，并通过命令寄存器访问 串行接口。这些寄存器提供了多种控制功能，可以阅读，以确定 ADC转换的结果。寄存器组总结于表2中。表2：寄存器组地址 寄存器 寄存器功能- 命令 指定寄存器地址00h 控制 基本功能控制01h 时序 积分时间/增益控制02h 中断 中断控制03h INT 中断源04h 编号 产
18、品编号/版本号07h 增益 ADC增益控制08h 低阈值低字节 低中断阈值低字节09h 低阈值高字节 低中断阈值高字节0Ah 高阈值低字节 高中断阈值低字节0Bh 高阈值高字节 高中断阈值高字节0Fh - SMBus的模块读操作（通过17H10H）10h DATA1LOW ADC绿色通道低字节11h DATA1HIGH ADC绿色通道高字节12h DATA1LOW ADC红色通道低字节13h DATA1HIGH ADC红色通道高字节14h DATA1LOW ADC蓝色通道低字节15h DATA1HIGH ADC蓝色通道高字节16h DATA1LOW ADC清晰通道低字节17h DATA1HIG
19、H ADC清晰通道高字节访问一个特定的寄存器的机制取决于所使用的特定SMB协议。请参阅前几页中SMBus协议部分。在一般情况下，命令寄存器被写入来指定具体的控制/状态寄存器用于以下读/写操作。命令寄存器：该命令寄存器指定目标寄存器为后续读取和写入操作的地址。该寄存器包含如表3中描述的8比特，上电时默认为00H.图3，命令寄存器注释：1.一个I2C模块交易将继续，直到主机发出一个停止信号（参见图18和图19）停止。与I2C协议中TCS3404/14SMBus读取/写入协议需要的字节数不同。八个ADC通道数据寄存器（通过17H10H）可以在一次SMBus数据同时读取。这是由TCS3404SMBus
20、协议支持的只有64位的数据块。该字段中必须设置为10，读命令应与CFH的命令代码来启动。通过使用CFH的一个SMBus块读协议中一个命令代码，TCS3404设备会自动插入适当的字节数（字节数=8），如图18，不应与0FH寄存器配合使用。2.清除中断时只使用发送字节协议。控制寄存器：控制寄存器包含两个位，主要用于向TCS3404/14装置提供动力如表4所示。表4.控制寄存器FIELD BIT 说明Resv 7:6 预留，写为0Resv 5 预留，写为0ADC_VALID 4 ADC有效。这个只读字段表示ADC通道已经完成了整合周期。Resv 3:2 预留，写为0ADC_EN 1 ADC使能。此字
21、段允许四个ADC通道同时整合。写1启动ADC通道，写0禁用ADC。POWER 0 电源，写入1记录装置功率，写入0关闭。注释：1.ADC_EN和POWER必须置在ADC通道之前才能正常运行。2.定时寄存器（01H）INTEG_MODE和定时/计数器字段在ADC_EN之前有效。3.如果03H的值被写入，在读周期返回的值将是03H。此功能可以用来验证该设备是否正常通信。4.在写入和读取时，电源位被覆盖，振荡器启用，进入独立电源状态。定时寄存器（01H）定时寄存器控制ADC通道的同步和积分时间。时序 寄存器的设置适用于所有ADC通道。定时寄存器默认为00h上电。表5，时序寄存器中断控制寄存器（02H
22、）中断寄存器控制器件的各种中断功能。开漏中断引脚为低电平有效，并要求上拉为高电平处于非活动状态,上拉电阻连接到VDD。使用中断源寄存器（03H），中断可以被配置为四个ADC通道的任何一个触发。该TCS3404/14允许两个SMB-警示风格的中断，以及传统的水平式中断。中断寄存器提供了何时会发生有意义的中断控制。一个有意义的观念的转变可以使用户无论是在光强度和时间，或在该强度变化的持久性来定义。该值必须跨越门槛（如配置的阈值通过寄存器0BH08H），并持续一段时间。在下表中列出。选择水平中断的时候，最后一个结果在阈值窗外面的时候产生中断。中断时低电平有效，并且保持有效直到被命令寄存器在交易字段中
23、写入的11清除。在SMB-Alert方式，中断类似于传统的水平式，中断线为低电平至 清除中断，主机响应SMB-警报通过执行修改后的接收字节操作， 该警报响应地址（ARA）被放置在从地址字段，以及TCS3404/14的 通过在接收七个最显著位返回它自己的地址所产生的中断响应 数据字节。如果连接到总线上的多个设备已经退出了SMBALERT线拉低，最高优先级 （最低地址）设备将在从属地址传输过程中赢得总线的控制权。如果设备丢失这 判断，中断不会被清除。警报响应地址为0CH。当INTR=11时，则会立即产生中断后的SMBus写操作。然后操作 表现在SMB-Alert方式，软件设置的中断可以由一个SMB
24、-警示周期被清除。表6，中断控制寄存器中断源寄存器（03H）中断源寄存器只能选择四个ADC中断通道的一个来产生中断。注：中断阈值寄存器（08H-0BH）应适当配置，以对应于ADC通道值 产生一个中断。ID寄存器（04H）ID寄存器为双方提供了部件号和芯片版本号。这是一个只读寄存器，其值永远不会改变。表8.ID寄存器增益寄存器（07H）增益寄存器提供了一个通用增益控制，为四个并行ADC的输出通道。两个增益位5:4在增益寄存器允许相对增益从1调整为644增量。利用增益调节是延长灯的输入的动态范围，最多为64模拟之前的一个因素或数字出现饱和。如果发生模拟饱和，降低增益灵敏度可能会阻止模拟饱和，特别是
25、当积分时间相对较短的时候。对于较长的积分时间，16位输出可以是数字饱和度（64K）。如果降低增益为1并不妨碍数字饱和发生，可以使用预分频器。预分频器2:0在分频器对输出增益寄存器（即转移的LSB算值向右）技术。预分频器的调整范围是164，呈2的倍数分布。该设备的最灵敏的增益设置是当增益设置为11b（64），和预分频器设置为000b（1分频）时。最敏感的部分设置增益00（1）和预分频器110（除以64）时。如果该部分仍然是数字饱和度在最敏感的设置，积分时间可以降低（见时序寄存器部分）。表9，增益寄存器中断阈值寄存器（08H - 0BH）中断阈值寄存器存储要作为高和低触发点的比较值功能产生中断。每
26、组寄存器的高字节与低字节结合起来，以形成一个16位的阈值。如果由中断源寄存器（03H）产生的收敛值低于或等于指定门槛值，中断引脚产生中断。如果由中断源所产生的数值寄存器（03H）收敛上述规定的高门槛，中断引脚产生中断。 寄存器LOW_THRESH_LOW_BYTE和LOW_THRESH_HIGH_BYTE分别提供低字节和高字节的下中断阈值。寄存器HIGH_THRESH_LOW_BYTE和 HIGH_THRESH_HIGH_BYTE分别提供上中断阈值的低字节和高字节。中断阈值寄存器默认为00h上电。表10.中断阈值寄存器寄存器 地址 字节 说明LOW_THRESH_LOW_BYTE 08H 7：
27、0 低阈值的ADC中断源低字节。LOW_THRESH_HIGH_BYTE 09H 7：0 低阈值的ADC中断源高字节。HIGH_THRESH_LOW_BYTE 0AH 7：0 高阈值的ADC中断源低字节。HIGH_THRESH_HIGH_BYTE 0BH 7：0 高阈值的ADC中断源高字节。注释：1.中断源寄存器选择一个要产生中断的ADC通道，并对此进行阈值设置。设置一个中断服务程序时，两个寄存器应该进行适当配置。2.由于两个8位值合并为一个16位的中断阈值，SMBus的发送字节协议不能用来写入这些寄存器。通过与MSB设置发送字节协议会被解释为命令字段和一个地址用于随后的读/写操作，而不是作为
28、中断存储期望的阈值信息。在写字协议应被用来写字节配对寄存器。例如，本 LOW_THRESH_LOW_BYTE和LOW_THRESH_HIGH_BYTE寄存器（以及HIGH_THRESH_LOW_BYTE和HIGH_THRESH_HIGH_BYTE寄存器）可以写在一起，设置16位ADC值。ADC通道数据寄存器：ADC通道的数据被表示为分布在四个寄存器的16位值。每个ADC通道数据寄存器分为下和上字节。每个DATALOW和DATAHIGH寄存器被命名为1，2，3，或4。所有通道的数据寄存器是只读的，默认为 00h的上电。表11，ADC通道数据寄存器高字节数据寄存器只能读取相应的低字节寄存器。低字节寄存器被读取的高8位被选通到影子寄存器。因此，上层寄存器将读取正确的值，即使附加ADC整合周期读数也在上下寄存器的读数之间。
