CC1352P Sensorcontroller 控制光照传感器OPT3004及功耗实测

Other Parts Discussed in Post:CC1352P, OPT3004, OPT3004EVM, LAUNCHXL-CC1352P, ENERGYTRACE

作者：TI工程师 Yue Tang

SensorController Studio里有很多例子，但是缺少在LaunchPad上使用I2C的例子。本文将使用TI的CC1352P无线MCU及OPT3004光照度传感器，来填补这一空缺。

介绍

OPT3004是一款用于测量可见光密度的传感器。传感器的光谱响应与人眼的视觉响应紧密匹配，并且具有很高的红外线阻隔率。OPT3004 器件具有精密的光谱响应和增强的红外阻隔功能，因此能够准确测量人眼可见光的强度，且不受光源影响。

CC1352P 是一款多协议低于 1GHz 和 2.4GHz 无线 MCU，面向无线 M-Bus、IEEE 802.15.4g、支持 IPv6 的智能对象 (6LoWPAN)、Thread、 Zigbee®、KNX RF、 Wi-SUN®、低功耗 Bluetooth® 5 以及专有系统，包括 TI 15.4-Stack。该器件包含具有一流效率的+20dBm集成高功率放大器，适用于远距离 应用

Sensor Controller传感器控制器是simplelink系列无线MCU CC26xx/CC13xx都包含的一个小型 CPU 内核，针对低功耗和高效外设运行进行了高度优化。传感器控制器位于 CC26xx/CC13xx 辅助 (AUX) 电源/时钟域中，可以独立于系统 CPU 和 MCU 域电源状态自主执行简单的后台任务，以达到极低功耗。关于Sensor Controller的细节和使用方法，请访问Sensor Controller Project from Scratch。

如下的两篇文章也将非常有助于您理解Sensor Controller这一非常有特色的功能：

Getting Started With the CC13xx and CC26xx Sensor Controller

Ultra-Low Power Designs With the CC13x2 and CC26x2 Sensor Controller

硬件连接

需要的硬件：

OPT3004 EVM

LAUNCHXL-CC1352P

连接如下图：

OPT3004EVM[原理图下载]	LAUNCHXL-CC1352P[原理图下载]
SDA	DIO5
SCK	DIO22
VOUT	3V3
GND	GND

请根据实际板子情况进行连接，CC1352P的DIO5和DIO22已通过3.3KΩ电阻上拉，因此直接使用这两个引脚。

软件操作

需要的软件：

SensorController Studio

如下是Sensor Controller配置，工程下载

Constants
ALS_CFG_ONE_SHOOT	0xC210	OPT3004 configuration triggering 100ms single conversion
ALS_CFG_RESET	0xC810	OPT3004 configuration at reset (shutdown)
ALS_I2C_ADDR	0x0088	OPT3004 I2C address
ALS_REG_CFG	1	OPT3004 configuration register[配置寄存器 1]
ALS_REG_RESULT	0	OPT3004 result register[结果寄存器 0]

DataStructures
cfg.highThreshold	65535	High alert threshold
cfg.lowThreshold	0	Low alert threshold
output. value	0	Light sensor output value

Task Resources
Serial Interfaces	I2C Master
System CPU Communication	System CPU Alert
Task Event Handling	Timer 1 Event Trigger
Task Execution	RTC-Based Execution Scheduling

IO Mapping

DIO22 – I2C SCL DIO5 – I2C SDA

代码
Initialization Code	// Schedule the first execution fwScheduleTask(1);
Execution Code	// Configure and start the next measurement i2cStart(); i2cTx(I2C_OP_WRITE | ALS_I2C_ADDR); // i2cTx(ALS_REG_CFG); i2cTx(ALS_CFG_ONE_SHOT >> 8); i2cTx(ALS_CFG_ONE_SHOT >> 0); i2cStop(); // Read the result after 100 milliseconds + a 20% margin evhSetupTimer1Trigger(0, 120, 2); // Schedule the next execution fwScheduleTask(1);
Event Handler A Code	// If a measurement was successfully started during the last execution ... if (state.i2cStatus == 0x0000) { // Select the result register i2cStart(); i2cTx(I2C_OP_WRITE | ALS_I2C_ADDR); i2cTx(ALS_REG_RESULT); // If successful if (state.i2cStatus == 0x0000) { U16 resultRegH; U16 resultRegL; // Read the result i2cRepeatedStart(); i2cTx(I2C_OP_READ | ALS_I2C_ADDR); i2cRxAck(resultRegH); i2cRxNack(resultRegL); i2cStop(); // Convert the result (4-bit exponent + 12-bit mantissa) into 16-bit fixed-point U16 exp = resultRegH >> 4; U16 mant = (resultRegH << 12) | (resultRegL << 4); // The exponent is in range 0 to 11 U16 value = mant >> (11 - exp); output.value = value; // Notify the application if (value < cfg.lowThreshold) { fwGenAlertInterrupt(); } if (value > cfg.highThreshold) { fwGenAlertInterrupt(); } } else { i2cStop(); } }
Termination Code	// Shut down the light sensor i2cStart(); i2cTx(I2C_OP_WRITE | ALS_I2C_ADDR); i2cTx(ALS_REG_CFG); i2cTx(ALS_CFG_RESET >> 8); i2cTx(ALS_CFG_RESET >> 0); i2cStop(); // Cancel the potentially active event trigger evhCancelTrigger(0);

运行效果：

功耗实测

使用Sensor Controller生成工程，并使用IAR编译和烧录【工程下载】

所需软件：

IAR Embedded Workbench

SIMPLELINK-CC13X2-26X2-SDK 【本文使用的版本：simplelink_cc13x2_26x2_sdk_3_20_00_68】

功耗测试工具：

功耗测试使用IMETER-BOOST, 这是一款低成本便携式功耗测试仪。

例子中，每秒进行5次光照度传感器读取，平均电流大约17uA。

每次读取包含两个尖峰，如下（1）（2）

（1） Execution Code – 开启了一个120ms的延迟，用于OPT3004形成稳定的数据

（2） Event Handler A Code 。或得并换算读取到光照度值

人为引起照度变化【如使用光源照射】，使照度超过阈值，则会激活主MCU进行处理，如下3。

使用EnergyTrace的测试数据

EnergyTrace的使用请阅读博文 《SimpleLink™ Launchpad能量跟踪功能》

30秒连续运行下，平均电流20uA ,使用CR2032 200mAh的电池，评估可运行一年三个月。

审核编辑：金巧