ZHCSOP9C May   2023  – June 2024 OPT4001-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 时序要求
    7. 5.7 时序图
    8. 5.8 典型特性
  7. 6 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1 与人眼的光谱匹配
      2. 6.3.2 自动满量程设置
      3. 6.3.3 纠错码 (ECC) 特性
        1. 6.3.3.1 输出采样计数器
        2. 6.3.3.2 输出 CRC
      4. 6.3.4 输出寄存器 FIFO
      5. 6.3.5 阈值检测
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 运行模式
      2. 6.4.2 运行中断模式
      3. 6.4.3 照度范围选择
      4. 6.4.4 选择转换时间
      5. 6.4.5 照度测量（以 lux 为单位）
      6. 6.4.6 阈值检测计算
      7. 6.4.7 光分辨率
    5. 6.5 编程
      1. 6.5.1 I2C 总线概述
        1. 6.5.1.1 串行总线地址
        2. 6.5.1.2 串行接口
      2. 6.5.2 写入和读取
        1. 6.5.2.1 高速 I2C 模式
        2. 6.5.2.2 突发读取模式
        3. 6.5.2.3 通用广播复位命令
        4. 6.5.2.4 SMBus 警报响应（USON 型号）
  8. 7 寄存器映射
    1. 7.1 寄存器说明
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 电气接口
        1. 8.2.1.1 设计要求
          1. 8.2.1.1.1 光学接口
        2. 8.2.1.2 详细设计过程
          1. 8.2.1.2.1 光机设计（PicoStar 型号）
          2. 8.2.1.2.2 光机设计（USON 型号）
        3. 8.2.1.3 应用曲线（PicoStar 型号）
        4. 8.2.1.4 应用曲线（USON 型号）
    3. 8.3 优秀设计实践
    4. 8.4 电源相关建议
    5. 8.5 布局
      1. 8.5.1 布局指南
        1. 8.5.1.1 焊接和处理建议（PicoStar 型号）
          1. 8.5.1.1.1 焊锡膏
          2. 8.5.1.1.2 封装布局
          3. 8.5.1.1.3 回流焊曲线
          4. 8.5.1.1.4 特殊的柔性印刷电路板 (FPCB) 建议
          5. 8.5.1.1.5 返工过程
        2. 8.5.1.2 焊接和处理建议（USON 型号）
      2. 8.5.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    2. 9.2 接收文档更新通知
    3. 9.3 支持资源
    4. 9.4 商标
    5. 9.5 静电放电警告
    6. 9.6 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

7.1 寄存器说明

7.1.1 寄存器 0h（偏移 = 0h）[复位 = 0h]

图 7-2 寄存器 0h
15141312111098
EXPONENTRESULT_MSB
R-0hR-0h
76543210
RESULT_MSB
R-0h
说明：R/W = 读取/写入；W = 只写；-n = 复位后的值
图 7-3 寄存器 00 字段说明
位字段类型复位说明
15-12EXPONENTR0hEXPONENT 输出。确定光测量的满量程范围。用作照度计算的比例因子
11-0RESULT_MSBR0h结果寄存器 MSB（最高有效位）。用于计算表示给定 EXPONENT 或满量程内照度级别的 MANTISSA

7.1.2 寄存器 1h（偏移 = 1h）[复位 = 0h]

图 7-4 寄存器 1h
15141312111098
RESULT_LSB
R-0h
76543210
COUNTERCRC
R-0hR-0h
说明：R/W = 读取/写入；W = 只写；-n = 复位后的值
图 7-5 寄存器 01 字段说明
位字段类型复位说明
15-8RESULT_LSBR0h结果寄存器 LSB（最低有效位）。用于计算表示给定 EXPONENT 或满量程内照度级别的 MANTISSA
7-4COUNTERR0h采样计数器。滚动计数器，每次转换时递增
3-0CRCR0hCRC 位。
R[19:0]=MANTISSA=((RESULT_MSB<<8)+ RESULT_LSB
X[0]=XOR(E[3:0],R[19:0],C[3:0]) XOR of all bits
X[1]=XOR(C[1],C[3],R[1],R[3],R[5],R[7],R[9],R[11],R[13],R[15],R[17],R[19],E[1],E[3])
X[2]=XOR(C[3],R[3],R[7],R[11],R[15],R[19],E[3])
X[3]=XOR(R[3],R[11],R[19])

7.1.3 寄存器 2h（偏移 = 2h）[复位 = 0h]

图 7-6 寄存器 2h
15141312111098
EXPONENT_FIFO0RESULT_MSB_FIFO0
R-0hR-0h
76543210
RESULT_MSB_FIFO0
R-0h
说明：R/W = 读取/写入；W = 只写；-n = 复位后的值
图 7-7 寄存器 02 字段说明
位字段类型复位说明
15-12EXPONENT_FIFO0R0h来自 FIFO 0 的 EXPONENT 寄存器
11-0RESULT_MSB_FIFO0R0h来自 FIFO 0 的 RESULT_MSB 寄存器

7.1.4 寄存器 3h（偏移 = 3h）[复位 = 0h]

图 7-8 寄存器 3h
15141312111098
RESULT_LSB_FIFO0
R-0h
76543210
COUNTER_FIFO0CRC_FIFO0
R-0hR-0h
说明：R/W = 读取/写入；W = 只写；-n = 复位后的值
图 7-9 寄存器 03 字段说明
位字段类型复位说明
15-8RESULT_LSB_FIFO0R0h来自 FIFO 0 的 RESULT_LSB 寄存器
7-4COUNTER_FIFO0R0h来自 FIFO 0 的 COUNTER 寄存器
3-0CRC_FIFO0R0h来自 FIFO 0 的 CRC 寄存器

7.1.5 寄存器 4h（偏移 = 4h）[复位 = 0h]

图 7-10 寄存器 4h
15141312111098
EXPONENT_FIFO1RESULT_MSB_FIFO1
R-0hR-0h
76543210
RESULT_MSB_FIFO1
R-0h
说明：R/W = 读取/写入；W = 只写；-n = 复位后的值
图 7-11 寄存器 04 字段说明
位字段类型复位说明
15-12EXPONENT_FIFO1R0h来自 FIFO 1 的 EXPONENT 寄存器
11-0RESULT_MSB_FIFO1R0h来自 FIFO 1 的 RESULT_MSB 寄存器

7.1.6 寄存器 5h（偏移 = 5h）[复位 = 0h]

图 7-12 寄存器 5h
15141312111098
RESULT_LSB_FIFO1
R-0h
76543210
COUNTER_FIFO1CRC_FIFO1
R-0hR-0h
说明：R/W = 读取/写入；W = 只写；-n = 复位后的值
图 7-13 寄存器 05 字段说明
位字段类型复位说明
15-8RESULT_LSB_FIFO1R0h来自 FIFO 1 的 RESULT_LSB 寄存器
7-4COUNTER_FIFO1R0h来自 FIFO 1 的 COUNTER 寄存器
3-0CRC_FIFO1R0h来自 FIFO 1 的 CRC 寄存器

7.1.7 寄存器 6h（偏移 = 6h）[复位 = 0h]

图 7-14 寄存器 6h
15141312111098
EXPONENT_FIFO2RESULT_MSB_FIFO2
R-0hR-0h
76543210
RESULT_MSB_FIFO2
R-0h
说明：R/W = 读取/写入；W = 只写；-n = 复位后的值
图 7-15 寄存器 06 字段说明
位字段类型复位说明
15-12EXPONENT_FIFO2R0h来自 FIFO 2 的 EXPONENT 寄存器
11-0RESULT_MSB_FIFO2R0h来自 FIFO 2 的 RESULT_MSB 寄存器

7.1.8 寄存器 7h（偏移 = 7h）[复位 = 0h]

图 7-16 寄存器 7h
15141312111098
RESULT_LSB_FIFO2
R-0h
76543210
COUNTER_FIFO2CRC_FIFO2
R-0hR-0h
说明：R/W = 读取/写入；W = 只写；-n = 复位后的值
图 7-17 寄存器 07 字段说明
位字段类型复位说明
15-8RESULT_LSB_FIFO2R0h来自 FIFO 2 的 RESULT_LSB 寄存器
7-4COUNTER_FIFO2R0h来自 FIFO 2 的 COUNTER 寄存器
3-0CRC_FIFO2R0h来自 FIFO 2 的 CRC 寄存器

7.1.9 寄存器 8h（偏移 = 8h）[复位 = 0h]

图 7-18 寄存器 8h
15141312111098
THRESHOLD_L_EXPONENTTHRESHOLD_L_RESULT
R/W-0hR/W-0h
76543210
THRESHOLD_L_RESULT
R/W-0h
说明：R/W = 读取/写入；W = 只写；-n = 复位后的值
图 7-19 寄存器 08 字段说明
位字段类型复位说明
15-12THRESHOLD_L_EXPONENTR/W0h阈值低寄存器指数
11-0THRESHOLD_L_RESULTR/W0h阈值低寄存器结果

7.1.10 寄存器 9h（偏移 = 9h）[复位 = BFFFh]

图 7-20 寄存器 9h
15141312111098
THRESHOLD_H_EXPONENTTHRESHOLD_H_RESULT
R/W-BhR/W-Fh
76543210
THRESHOLD_H_RESULT
R/W-FFh
说明：R/W = 读取/写入；W = 只写；-n = 复位后的值
图 7-21 寄存器 09 字段说明
位字段类型复位说明
15-12THRESHOLD_H_EXPONENTR/WBh阈值高寄存器指数
11-0THRESHOLD_H_RESULTR/WFFFh阈值高寄存器结果

7.1.11 寄存器 Ah（偏移 = Ah）[复位 = 3208h]

图 7-22 寄存器 Ah
15141312111098
QWAKE0RANGECONVERSION_TIME
R/W-0hR/W-0hR/W-ChR/W-2h
76543210
CONVERSION_TIMEOPERATING_MODELATCHINT_POLFAULT_COUNT
R/W-0hR/W-0hR/W-1hR/W-0hR/W-0h
说明：R/W = 读取/写入；W = 只写；-n = 复位后的值
图 7-23 寄存器 0A 字段说明
位字段类型复位说明
15-15QWAKER/W0h不必关断所有电路的电源，即可在单次触发模式下快速从待机状态唤醒。仅适用于单次触发模式，与完全待机模式相比，有助于更快地退出待机模式，同时降低功耗。
14-140R/W0h必须读取或写入 0
13-10RANGER/WCh控制器件的满量程照度级别范围。对于 0 至 8 范围内的所有值，该寄存器的格式与 EXPONENT 寄存器相同。
PicoStar™ 型号：
0：328lux
1：655lux
2：1.3klux
3：2.6klux
4：5.2klux
5：10.5klux
6：21klux
7：42klux
8：83klux
12：自动范围
USON 型号：
0：419lux
1：839lux
2：1.7klux
3：3.3klux
4：6.7klux
5：13.4klux
6：26.7klux
7：53.7klux
8：107klux
12：自动范围
9-6CONVERSION_TIMER/W8h控制器件转换时间
0：600µs
1：1ms
2：1.8ms
3：3.4ms
4：6.5ms
5：12.7ms
6：25ms
7：50ms
8：100ms
9：200ms
10：400ms
11：800ms
5-4OPERATING_MODER/W0h控制器件的运行模式
0：断电
1：强制自动范围单次触发
2：单次触发
3：持续
3-3LATCHR/W1h控制用于阈值检测逻辑的 INT 引脚（仅限 USON 型号）的中断报告机制功能

。

2-2INT_POLR/W0h控制 INT 引脚（仅限 USON 型号）的极性或活动状态。
0：低电平有效
1：高电平有效
1-0FAULT_COUNTR/W0h故障计数寄存器指示器件需要多少个连续故障事件才能触发阈值机制：标志高 (FLAG_H) 和标志低 (FLAG_L) 寄存器。
0：一个故障计数
1：两个故障计数
2：四个故障计数
3：八个故障计数

7.1.12 寄存器 Bh（偏移 = Bh）[复位 = 8011h]

图 7-24 寄存器 Bh
15141312111098
10000000
R/W-1hR/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0h
76543210
000INT_DIRINT_CFG0I2C_BURST
R/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-1hR/W-0hR/W-0hR/W-1h
说明：R/W = 读取/写入；W = 只写；-n = 复位后的值
图 7-25 寄存器 0B 字段说明
位字段类型复位说明
15-51024R/W400h必须读取或写入 1024
4-4INT_DIRR/W1h决定 INT 引脚（仅限 USON 型号）的方向。
0：输入
1：输出
3-2INT_CFGR/W0h控制转换结束后的输出中断机制（仅限 USON 型号）
0：SMBUS 警报
1：INT 引脚在每次转换后置位
2：无效
3：INT 引脚在每 4 次转换后置位（FIFO 已满）
1-10R/W0h必须读取或写入 0
0-0I2C_BURSTR/W1h设置后将启用 I2C 突发模式，通过在每次读取寄存器后将读取寄存器指针自动递增 1，更大限度地减少 I2C 读取周期

7.1.13 寄存器 Ch（偏移 = Ch）[复位 = 0h]

图 7-26 寄存器 Ch
15141312111098
00000000
R/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0h
76543210
0000OVERLOAD_FLAGCONVERSION_READY_FLAGFLAG_HFLAG_L
R/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0hR-0hR-0hR-0hR-0h
说明：R/W = 读取/写入；W = 只写；-n = 复位后的值
图 7-27 寄存器 0C 字段说明
位字段类型复位说明
15-40R/W0h必须读取或写入 0
3-3OVERLOAD_FLAGR0h指示数据转换过程中何时发生溢出情况，该情况通常是因为照亮器件的光超出了满量程。
2-2CONVERSION_READY_FLAGR0h转换就绪标志指示转换何时完成。该标志在转换结束时设置为 1，在用任何非零值读取或写入寄存器地址 0xC 时清除（设置为 0）
0：正在进行转换
1：转换完成
1-1FLAG_HR0h标志高寄存器表明转换结果是高于指定目标级别的测量值。如果经过由 FAULT_COUNT 寄存器定义的连续数量的测量，结果大于 THRESHOLD_H_EXPONENT 和 THRESHOLD_H_RESULT 寄存器中的级别，则 FLAG_H 设置为 1。

0-0FLAG_LR0h标志低寄存器表明测量结果低于指定目标级别。如果经过由 FAULT_COUNT 寄存器定义的连续数量的测量，结果小于 THRESHOLD_LOW_EXPONENT 和 THRESHOLD_L_RESULT 寄存器中的级别，则 FL 设置为 1。

7.1.14 寄存器 11h（偏移 = 11h）[复位 = 121h]

图 7-28 寄存器 11h
15141312111098
00DIDLDIDH
R/W-0hR/W-0hR-0hR-1h
76543210
DIDH
R-21h
说明：R/W = 读取/写入；W = 只写；-n = 复位后的值
图 7-29 寄存器 11 字段说明
位字段类型复位说明
15-140R/W0h必须读取或写入 0
13-12DIDLR0h器件 ID L
11-0DIDHR121h器件 ID H
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