基于TCS230颜色识别器的设计分析报告.ppt

本说明书的任务及意义 本说明书的意义在于利用颜色传感器将色彩识别的过程和操作简单化，且使识别的准确性提高，本设计如果进一步研究使其应用于更多领域是非常有益的，但是本设计处于初级阶段，后续还需要进行更多的研究，才能使设计更加严谨且可靠。 本文以色彩识别系统设计为目的，采用STC89C52RC单片机为核心，利用TCS230颜色传感器和LCD1602建立起来的[6]。在本说明书中详细阐述了整个设计的思路，主要内容包括背景的简介，给出了颜色识别的应用和几种颜色算法，简单介绍所需器件的基本原理，设计了TCS230颜色传感器、51单片机、LCD1602的软硬件连接，利用传感器将测得的模拟信号转换成数字信号，然后将输出的数字量通过软件的连接在单片机上处理得出入射光三基色的组成分量，然后将其显示在LCD1602上，硬件的焊接是为了验证理论上的设计是否能够硬件实现。 色彩空间法 白平衡算法 首先，参照RGB光源的光强度的基础测量值，然后根据由物体反射的光再测光强度值，二者之比即为物质的反射（或透射）的性质，即实际色彩，如公式(1), (2), (3)。 R=P物红/P源红 (1) G=P物绿/P源绿 (2) B=P物蓝/P源蓝 (3) 而想要计算出标准的RGB值，将上式所得结果与255相乘即可得到，这样做的原因是在颜色模型中，所有颜色的坐标都在区间（0,255）之内。 TCS230识别颜色原理简介 TCS230颜色传感器中有三个颜色滤波器，当识别颜色时，滤波器分时工作，即选定一种颜色的滤波器之后，其他颜色的分量都不能够通过滤波器，而只有这种颜色能够通过滤波器，该分量通过滤波器之后，则得出要识别颜色中该分量的值。简单来说就是当蓝色滤波器处于工作状态时，只有蓝色光能通过滤波器，而红色、绿色不通过，这样就能够得出蓝色分量的值。当入射光通过三个颜色滤波器之后，得出三个颜色分量值，这样，叠加在一起则得出被测物体颜色。通过这三个值，就可以分析投射到TCS230传感器上的光的颜色。 显示器的原理简介 字符的显示： 在液晶显示器上显示字符的过程是首先要确定字符在显示器上显示位置的地址，地址是根据RAM进行选择的，每个字符都是由矩阵组成的，在矩阵中对应要显示的部分呈高亮状态，而不需要显示的部分呈现出暗的状态即可。显示的字符相对比较简单，允许控制器在文本模式下工作的基础上，对每行和列数的液晶显示开头的列数，找出相应的显示RAM地址，建立一个光标，给出相应的代码字符即可。 汉字的显示： 汉字显示常用的方法是图形方式，通过计算机提取字符点阵代码（通常是用矩阵提取软件），每个字符占32B，分左、右两半，各16B，左侧为单数，右侧为双数。基于LCD显示屏上的行列号及每行的列数，能识别显示RAM对应的地址，建立一个光标，送上汉字要显示部分的第一个字节，光标位置加一，发送第二个字节，换行对齐，发送第三个字节至32B显示完成则可以在液晶显示屏上一个完整的汉字。 51单片机和传感器的连接 51单片机和显示器的连接 系统结构图 驱动模块 TCS230采用8引脚的SOIC表面贴装式封装，在单一芯片上集成有64个光电二极管，这些二极管分为四种类型，其16个光电二极管带有红色滤波器；16个光电二极管带有绿色滤波器；16个光电二极管带有蓝色滤波器，其余16个不带有任何滤波器，可以透过全部的光信息，这些光电二极管在芯片内是交叉排列的，能够最大限度地减少入射光辐射的不均匀性，从而增加颜色识别的精确度；另一方面，相同颜色的16个光电二极管是并联连接的，均匀分布在二极管阵列中，可以消除颜色的位置误差。 颜色采集模块 LCD显示模块 设计实验过程 理想设计结果 误差分析 可能是硬件连接的问题，也可能是软件调试的问题使本次设计没能成功做出硬件识别系统。 对于成功的系统误差分析如下： 1、外界光线的影响。因为外界天气存在一定的差异，例如晴天光线较强，而阴天则光线较暗，因此，使实验结果有一定的误差。 2、不同的芯片对光线的敏感度不同。因为我们不保证所有的芯片完全相同，例如不同的厂家不同的生产工艺生产的产品则不同，所以，造成一定的误差。 3、在TCS230传感器上现在一般都有四个LED补光原件，补光原件不一定稳定，因此会使结果造成一定误差。 4、另外，不同的物体对光的反射和吸收能力不同，因此，会造成一定的误差。 实物图 * 姓 名： 指导教师： 毕业设计答辩 目录 设计 算法 传感器 绪论 结果 结论 绪论 国内外成果 研究动态 研究背景 发展趋势 本说明书的 任务及意义 返回 发展趋势： 现在应用于实际当中的颜色传感器主要有这两种：一种是颜色传感器，它识别颜色的方法是通过检测对象的一些颜色特征值然后与标准颜色比较;另一种是RGB颜色传感器，用分光测色仪检测三刺激值，通