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在提高人类视觉体验方面,光传感器已经成为最有效的解决方案之一。任何带有显示屏的产品,当外界环境光发生变化时,都会对人们的使用带来不便。不同的环境光下人眼对显示屏的要求不一样,在室外特别亮的地方,人眼更能适应跟环境光同样亮度的显示屏,而进入到建筑物内部或者晚上光线比较暗的时候,显示屏的亮度相对人眼来讲显得过亮,甚至有些刺眼。因此如果用户不去手动改变系统设置(通常来讲是亮度控制),那么显示屏不仅会消耗同样多的能量,而且在用户体验上大打折扣。本文所设计的基于人眼感应的Light Sensor XD1216很好的解决了上述问题。XD1216通过模拟人眼对环境光的感应,将采集的环境光数据反馈到微控制器,进而调节显示屏自适应环境光强的变化。环境光不仅包括人眼可见的光谱范围,还包括红外光等人眼看不到的光谱。本文设计采用两组光电二极管,一组可以感应可见光和红外光,另一组只能感应红外光,通过将两组二极管感应的光强相减,可以得到精确的可见光,即人眼感应范围。该芯片采用电荷平衡式ADC,实现了光传感器的数字输出,将所采集光强数据通过I2C总线传送到外部微控制器。在完成对Light Sensor XD1216工作原理分析和系统设计的基础上,基于0.35μmCMOS工艺,利用Cadence Spectre软件对部分关键模块及整体电路进行设计并仿真验证。仿真结果表明,XD1216具有很好采集外部光强数据并精确地进行模数转换功能,各项性能指标均已达到预期设计要求。