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Rev. 1.3 5/12 版权 © 2011 Silicon Laboratories Si1141/42/43
Si1141/42/43
带 I
2
C 接口的临近 / 环境光传感器 IC
功能
应用
说明
Si1141/42/43 是基于反射的低功率红外线临近和环境光传感器,带有 I
2
C 数字接口和
可编程事件中断输出。 此非接触传感器 IC 包括模拟到数字转换器、集成高灵敏度可
见和红外线光电二极管 、数字信号处理器和具有十五个可选驱动电平的一个、两个或
三个集成红外线 LED 驱动器。 Si1141/42/43 在广泛的动态范围和包括阳光直射在内
的各种光源下可提供优异性能。 Si1141/42/43 还可以在深色玻璃盖下工作。 光电二极
管响应和关联的数字转换电路对人造光闪烁噪声和自然光颤动噪声具有优异的抗扰
性。 Si1142/43 具有两个或多个 LED,能够支持多轴式临近运动探测。 Si1141/42/43
器件在 10 引线 2x2 mm QFN 封装中提供,能够在 –40 至 +85 °C 温度范围中在
1.71 至 3.6 V 的条件下运行。
QuickSense™ 集成红外线临近探测器
临近探测可从 1cm 以下调节到超过
50 cm
三个独立的 LED 驱动器
每个 LED 驱动器有 15 个电流
设置,从 5.6 mA 到 360 mA
25.6 µs LED 驱动器脉冲宽度
50 cm 临近范围,具有单个脉冲
(<3 klx)
15 cm 临近范围,具有单个脉冲
(>3 klx)
运行时高达 128 klx (阳光直射)
高反射灵敏度
< 1 µW/cm
2
高电磁抗扰性,无屏蔽封装
QuickSense™ 集成环境光传感器
分辨率可以达到 100 mlx,
允许在深色玻璃下工作
在两个 ADC 范围设置之间动态
范围可以达到 1 至 128 klx
使用红外校正算法可以准确测量照
明度
25.6µs LED “ 开启 ” 时间使总功
耗占空比较低,不会影响性能和抗
扰度
业界最低的功耗
1.71 至 3.6 V 电源电压
9µA 平均电流 (180 mA 和 3µA
Si114x 电源时每 800 ms LED 脉冲
25.6 µs)
< 500 nA 待机电流
支持内部和外部唤醒
内置电压电源监控器和接通电源复
位控制器
串行通信
数据速率高达 3.4 Mbps
从模式硬件地址解码
小外形 10 引线 2x2 mm QFN
温度范围
–40 至 +85 °C
手机
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非接触滑动器
占位传感器
消费类电子设备
工业自动化
显示屏背光控制
光中断器
Pin Assignments
LED1
V
DD
SCL
GND
INT
2
3
4
9
8
7
6
QFN-10
LED3
LED2
SDA
1
DNC
10
5
DNC
Si1141/42/43
2 Rev. 1.3
功能框图
Figure 1. Si1141 Basic Application
Figure 2. Si1143 Application with Three LEDs and Separate LED Power Supply
注: 有关更多的应用示例,请参阅 “AN498:Si114x 临近应用的 irLED 选择指南 ”。
Visible
VDD
SDA
SCL
Regulator
I
2
C
LED
Drivers
LED1
LED3
2
LED2
1
GND
INT
Infrared
Registers
A
M
U
X
ADC
Temp
Filter
Oscillator
Digital Sequencer & Control Logic
1. Si1142 and Si1143 only.
2. Si1143 only.
SDA
SCL
VDD
INT
LED1
GND
CVDD
CVDD
Si1141
15 µF, 20%, >6 V
30 ohm
5%, 1/16 W
3.3 V
0.1 uF
Host
SDA
SCL
INT
SDA
SCL
VDD
INT
LED1
GND
LED3
LED2
Si1143
22 uF, 20%, >6V
30 ohm
5%, 1/16 W
3.3 V
0.1 uF
Host
4.3 V
No
Pop
Si1141/42/43
Rev. 1.3 3
目录
章节 页码
1. 电气规格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
1.1. 性能表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
1.2. 典型性能图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
2. 功能描述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
2.1. 简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
2.2. 临近感应 (PS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
2.3. 环境光 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2.4. 主机接口 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
3. 运行模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
3.1. 关闭模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
3.2. 初始化模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
3.3. 备用模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
3.4. 强制转换模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
3.5. 自发运行模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
4. 编程指南 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
4.1. 命令和响应结构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
4.2.
命令协议 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
4.3. 资源汇总 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
4.4. 信号通路软件模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
4.5. I2C 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
4.6. 参数 RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
5. 引脚说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
6. 订购指南 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71
7. 包装外形: 10 引脚 QFN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
8. 建议的 PCB 焊盘图案 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74
文档更改列表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
联系信息 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
Si1141/42/43
4 Rev. 1.3
1. 电气规格
1.1. 性能表
Table 1. Recommended Operating Conditions
Parameter Symbol Condition Min Typ Max Unit
V
DD
Supply Voltage V
DD
1.71 — 3.6 V
V
DD
OFF Supply Voltage V
DD_OFF
OFF mode –0.3 1.0 V
V
DD
Supply Ripple Voltage V
DD
=3.3V
1kHz–10MHz
——50mVpp
Operating Temperature T –40 25 85 °C
SCL, SDA, Input High Logic
Voltage
I
2
C
VIH
V
DD
x0.7 — V
DD
V
SCL, SDA Input Low Logic
Voltage
I
2
C
VIL
0—V
DD
x0.3 V
PS Operation under
Direct Sunlight
Edc — — 128 klx
IrLED Emission Wavelength l 750 850 950 nm
IrLED Supply Voltage VLED IrLED V
F
= 1.0 V nominal V
DD
—4.3 V
IrLED Supply Ripple Voltage Applies if IrLEDs use
separate supply rail
0–30 kHz
30 kHz–100 MHz
—
—
—
—
250
100
mVpp
mVpp
Start-Up Time V
DD
above 1.71 V 25 — — ms
LED3 Voltage Start-up V
DD
x0.77 — — V
Table 2. Performance Characteristics
1
Parameter Symbol Condition Min Typ Max Unit
I
DD
OFF Mode I
off
V
DD
< V
DD_OFF
(leakage from SCL,
SDA, and INT not included)
— 240 1000 nA
I
DD
Standby Mode I
sb
No ALS / PS Conversions
No I
2
C Activity
V
DD
=1.8V
—150500nA
Notes:
1. Unless specifically stated in "Conditions", electrical data assumes ambient light levels < 1 klx.
2. Proximity-detection performance may be degraded, especially when there is high optical crosstalk, if the LED supply
and voltage drop allow the driver to saturate and current regulation is lost.
3. Guaranteed by design and characterization.
4. Represents the time during which the device is drawing a current equal to I
active
for power estimation purposes.
Assumes default settings.
Si1141/42/43
Rev. 1.3 5
I
DD
Standby Mode I
sb
No ALS / PS Conversions
No I
2
C Activity
V
DD
=3.3 V
—1.4—µA
I
DD
Actively Measuring I
active
Without LED influence, V
DD
= 3.3 V — 4.3 5.5 mA
Peak IDD while LED1,
LED2, or LED3 is Actively
Driven
V
DD
=3.3V — 8 — mA
LED Driver Saturation
Voltage
2,3
Vdd=1.71 to 3.6 V
PS_LEDn=0001
PS_LEDn=0010
PS_LEDn=0011
PS_LEDn=0100
PS_LEDn=0101
PS_LEDn=0110
PS_LEDn=0111
PS_LEDn=1000
PS_LEDn=1010
PS_LEDn=1010
PS_LEDn=1011
PS_LEDn=1100
PS_LEDn=1101
PS_LEDn=1110
PS_LEDn=1111
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
50
60
70
80
115
150
185
220
255
290
315
340
360
385
410
70
105
105
105
450
450
450
450
450
450
600
600
600
600
600
mV
LED1, LED2, LED3
Pulse Width
t
PS
—25.630 µs
LED1, LED2, LED3, INT,
SCL, SDA
Leakage Current
V
DD
=3.3V –1 — 1 µA
Table 2. Performance Characteristics
1
(continued)
Parameter Symbol Condition Min Typ Max Unit
Notes:
1. Unless specifically stated in "Conditions", electrical data assumes ambient light levels < 1 klx.
2. Proximity-detection performance may be degraded, especially when there is high optical crosstalk, if the LED supply
and voltage drop allow the driver to saturate and current regulation is lost.
3. Guaranteed by design and characterization.
4. Represents the time during which the device is drawing a current equal to I
active
for power estimation purposes.
Assumes default settings.
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