【正文】 用頻率為 500KHz。 OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 ST 為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。 IN0－ IN7 為 8 條模擬量輸入通道。其引腳結(jié)構(gòu) 如圖 所示。 OP07 同時(shí)具有輸入偏置電流低（ OP07A 為177。其基本原理圖如圖 所示。 由于微弱電流容易受到外界的干擾，需要在采樣電阻上并聯(lián)一個(gè)電容作為前置低通濾波器，濾除高頻噪聲，可以使得系統(tǒng)更穩(wěn)定，去除運(yùn)放負(fù)端輸入接地的影響。它是目前精度性能最高的運(yùn)算放大器之一，失調(diào)電壓在室溫下的最大值僅為25 μ V。其基本原理長(zhǎng)春理工大學(xué) 光電信息學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖如圖 所示。 I/V 變換電路 根據(jù)探測(cè)物體顏色、照明光強(qiáng)度的不同， RGB230 色敏探測(cè)器的輸出信號(hào)一般在幾十到幾百納安量級(jí)，這樣小的微電流給測(cè)量帶來(lái)了不便。三個(gè)不同區(qū)域的顏色識(shí)別響應(yīng)，類(lèi)似于人眼。當(dāng)入射光照射到RGB230 上時(shí)，透過(guò)帶有顏色的濾色片形成紅、綠、藍(lán)三個(gè)顏色分量，三個(gè) PN 結(jié)都將產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的光生載流子，形成光電流。它是三個(gè) SiPIN 光電二極管集成在一塊芯片上上面，并分別覆蓋各自經(jīng)過(guò)修正的紅、綠、藍(lán)濾色片，通過(guò)獲得的紅、綠、藍(lán)三刺激值來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有顏色的檢測(cè)。 為保護(hù)白光 LED 不被燒壞，需要串聯(lián)一個(gè)電阻，起到限流的作用。單片機(jī)對(duì)這些信息進(jìn)行處理和判斷，當(dāng)處理后的信號(hào)與存儲(chǔ)的參考值相符，并且在一定的誤差范圍內(nèi)，單片機(jī)就將顏色信息顯示在 LCD 顯示屏上。同時(shí)也對(duì)光源進(jìn)行濾色修正，使之符合標(biāo)準(zhǔn)照明體的相對(duì)光譜功率分布。 RGB230 色敏探測(cè)器的測(cè)量方法是光電積分法。研究表明，人眼用于‘小視場(chǎng)觀(guān)察顏色時(shí)，辨別顏色差異的能力較低。在此系統(tǒng)中光譜三刺激值全為正值，因此在選擇三原色時(shí)必須使三原色所形成的顏色三角形能將整個(gè)光譜軌跡包含在內(nèi)。 CIE1931RGB 色度系統(tǒng) 國(guó)際照明委員會(huì)（ CIE）綜合了萊特（ ）和吉爾德（ ）兩項(xiàng)顏色匹配實(shí)驗(yàn)，將兩人 所使用的紅、綠、藍(lán)三原色的波長(zhǎng)規(guī)定為 700nm、 、 ，并取他們實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值定出了匹配等能光譜色的三刺激值，從而制定了CIE1931RGB 色度系統(tǒng)。 CIE 標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng) 用三刺激值來(lái)定量描述顏色是一種可行的方法。公式（ ）兩邊各除以 R+G+B，并考慮 C=R+G+B，則可寫(xiě)成單位方程： ? ? ? ? ? ? ? ?R G BC R G BR G B R G B R G B? ? ?? ? ? ? ? ? () 由方程可知，一個(gè)單位的顏色 [C]的色度只取決于 三原色的刺激值各自在 R+G+B 總量中的相對(duì)比例，此比值稱(chēng)作色度坐標(biāo)，用符號(hào) r， g， b表示，且 r+g+b=1。 一般情況，可以用三刺激值來(lái)定量描述顏色，但是如果都用顏色匹配實(shí)驗(yàn)來(lái)得到各種顏色的三刺激值顯得不現(xiàn)實(shí)。與待測(cè)色達(dá)到顏色匹配時(shí)所需要的三原色的數(shù)量稱(chēng)為三刺激值。明度表示人眼對(duì)物體的明暗感覺(jué)，物體的亮度越高，則明度越高；非發(fā)光物體的反射比越高，明度越高。非彩色是指白色、黑色和各種深淺不同的灰色組成的系列，成為黑白系列。當(dāng)反射光被觀(guān)察者接收，觀(guān)察者的大腦將成分一定的光波感受 為特定的顏色。光源、觀(guān)察物體和觀(guān)察者是顏色知覺(jué)形成的三個(gè)主要組成部分。 課題研究?jī)?nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求是基于 RGB230 色敏探測(cè)器設(shè)計(jì)一個(gè)顏色探測(cè)系統(tǒng)，它可以自動(dòng)辨別探測(cè)物體的顏色。雖然有些企業(yè)已采用國(guó)外先進(jìn)的顏色測(cè)量?jī)x器，但是由于價(jià)格、生產(chǎn)工藝不一致等因素使得國(guó)外的未能完全打開(kāi)中國(guó)視場(chǎng)。 60 年代 IDL 公司就已研制出樣機(jī)， 70年代末美國(guó) Macbeth 公司生產(chǎn)的 MS4045 在線(xiàn)分光光度計(jì)趨于適用階段， 80年代初日本 Shibanra 電氣有限公司研制的在線(xiàn)顏色測(cè)量裝置也獲得了較好的結(jié)果。隨著科技的發(fā)展，我們的生產(chǎn)生活發(fā)生了翻天覆地的變化，數(shù)字化、高速化、自動(dòng)化的產(chǎn)品倍受青睞，在生產(chǎn)過(guò)程中長(zhǎng)期以來(lái)由人眼起主導(dǎo)作用的顏色識(shí)別工作，越來(lái)越多地被相應(yīng)的顏色傳感器所替代，人們也漸漸得到了解放。 STC89C52 長(zhǎng)春理工大學(xué) 光電信息學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 目錄 摘要 ................................................................................................................................. 1 Abstract ............................................................................................................................ 2 第 1 章 緒論 .................................................................................................................... 4 研究的目的及意義 .............................................................................................. 4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................................................................. 4 課題研究?jī)?nèi)容 ..................................................................................................... 4 第 2章 顏色測(cè)量的主要理論基礎(chǔ) ..................................................................................... 6 顏色匹配 ............................................................................................................ 6 色度學(xué) ............................................................................................................... 7 CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng) ........................................................................................... 7 第 3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ............................................................................................... 9 LED補(bǔ)光電路 .............................................................................................. 9 RGB230色敏探測(cè)器 ............................................................................................10 I/V變換電路 ....................................................................................................10 .................................................................................................... 11 A/D轉(zhuǎn)換電路 ....................................................................................................12 ...........................................................................................................13 LCD液晶顯示 ....................................................................................................17 第 4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .....................................................................................................19 程序流程設(shè)計(jì) ....................................................................................................19 算法設(shè)計(jì) ...........................................................................................................19 顏色檢測(cè)子程序 ................................................................................................20 顏色匹配子程序 ................................................................................................20 液晶顯示子程序 ................................................................................................20 第 5章 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析 ..................................................................................................21 系統(tǒng)軟硬件測(cè)試 ................................................................................................21 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 ....................................................................................................22 影響測(cè)量結(jié)果因素 .............................................................................................23 第 6章 結(jié)論 ...................................................................................................................25 參 考文獻(xiàn) ..................................................