【正文】 RS為低電平 RW 為高電平時可以讀忙信號；當 RS 為高電平 RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。現(xiàn)在往往將 LCD 控制器、驅(qū)動器、 RAM、 ROM 和 LCD 顯示器連接在一起，稱為液晶顯示模塊 LCM。 LCD1602 簡介 液晶顯示器簡稱 LCD顯示器，它是利用液晶經(jīng)過處理后能改變光線的傳輸方向的特性顯示信息的。從理論上講，白色是由等量的紅色、綠色和藍色混合而成的；但實際上，白色中的三原色并不完全相等，并且對于 TCS3200 的光傳感器來說，它對這三種基本色的敏感性是不相同的，導致 TCS3200 的 RGB輸出并不相等，因此在測試前必須進行白平衡調(diào)整，使得 TCS3200 對所檢測的 白色 中的三原色是相等的。 (1)三原色的感應原理 通常所看到的物體顏色，實際上是物體表面吸收了照射到它上面的白光（日光）中的一部分有色成分，而反射出的另一部分有色光在人 眼中的反應。例如，當使用低速的頻率計數(shù)器時 ，就可以選擇小的定標值，使 TCS3200 的輸出頻率和計數(shù)器相匹配。圖 32是 TCS3200 的引腳和功能框圖。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應該接VCC。 陜 西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） 20 如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置“ 1”， ALE 操作無效。 P3口除了作為一般、的 I/O 口線外，更重要的是它的第二功能，如下表 34 所示。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流 ILL。 在 flash 編程時， P0 口也用來接受指令字節(jié)：在程序效驗時，輸出指令字節(jié)。 在 flash 編程期間， EA 也接受 12伏 VPP 電壓。這一位置陜 西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） 18 “ 1”， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 指令時有效。 表 32 P3口引腳第二功能 引腳號 第二功能 RXD（串行輸入） TXD（串行輸出） INT0（外部中斷 0） INT1（外部中斷 1） T0（定時器 0外部輸 入） T1（定時器 1外部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 在 Flash 編程和校驗時， P3 口也接收一些控制信號。 在訪問外部好曾許存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2口送出高 8 位地址。程序效驗時，需要外部上拉電阻。AT89C52 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價的方案。 AT89C52 單片機簡介 在眾多的單片機系列中， AT89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有8K 在系列可編程 Flash 存儲器。有機染料膜上面覆蓋一層金屬金 (Au)并與錫銦氧化層形成測量電極 ,酞青藍和部化青膜之間有一非常薄的鋁電極。與傳統(tǒng)傳感器顏色識別系統(tǒng)的軟件設計 13 相比它具有以下優(yōu)點 : (1) 利用光纖束解決了普遍存在的光能量和光源散熱問題 。光電二極管檢測到光強與存儲在計算機中的顏色數(shù)據(jù)進行比較 ,就可知所測物體的顏色。透過液晶的光強 陜 西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） 12 I(λ )是加在液晶兩 端電壓 的函數(shù) ,即 I (λ ) = I0(λ )sin2 (2ψ ) sin2 (π R/λ ) , R = ( ne n0) d – Rb 式中 d為液晶層的厚度 。 這種傳感器的突出優(yōu)點是 :短路電流比與光強無關 ,幾乎只與入射光波長相關。 圖 23 硅顏色傳感器的結構原理圖與特性曲線 圖 23(a)中所示的 NPN 是結深不同的兩個 PN結二極管 ,放大作用很小。第二種模式是利用紅綠藍三基色的反射光強度實現(xiàn)檢測目的 ,利用這種模式可實現(xiàn)微小顏色判別的檢 測 ,但傳感器會受目標機械位置的影響。 （ 3) 被測物表面反射狀況的影響 傳感器探頭與被測物之間的距離影響著輸出信號 ,可能會造成不同顏色信號的交叉 ,形成測量誤差 ,所以存在某一最佳距離對輸出特性影響最小 ,以保證顏色與輸出信號的一一對應關系。 為解決這個問題 ,就要進行白平衡 , 即首先測量出基準光源的 RGB 光強值 , 再測量出在標準光源下物體所反映出的光強值 ,兩者之比就是物體的反射 (或透射 )性質(zhì) , 即物體的實際顏色 , 如公式 (1), (2), (3)： R=P 物紅 /P源紅 (1) G=P 物綠 /P源綠 (2) B=P 物藍 /P源藍 (3) 由于在 RGB 坐標下的顏色標準坐標為 0255 之間 ,所以把所得結果乘以 255,即得到標準的 RGB 值。 這里介紹一種最典型的顏色模型 ,即 RGB模型。但是當一個色彩識別系統(tǒng)被確定并且單獨展現(xiàn)時，普通人是無法區(qū)別出這5%有什么更大的差異的。但是由于整個系統(tǒng)比較復雜，需要處理的數(shù)據(jù)量非常大，很大程度上限制了識別的速度和精度，并且成本比顏色識別傳感器高幾倍，因此很快被市場淘汰。 （ 4） 上海精電電子設備有限公司研發(fā)生產(chǎn)的顏色識別傳感器、色標傳感器系列產(chǎn)品，作為國內(nèi)最專業(yè)的光學測量及檢測設備研發(fā)及生產(chǎn)廠家特別在辨色識別，激光測距 ,光纖的技術上處于領先地位 ,運用了當今先進的數(shù)字化背景抑制技術 ,大 大提高了測量精度和抗干擾能力 ,因為有這樣的特點，使得該公司產(chǎn)品在國內(nèi)市場有相當占有率，依靠合理的價格更適合國內(nèi)市場的服務理念成為少數(shù)幾家能與國外頂級品牌抗衡的高科技企業(yè)。 （ 2） 廣州創(chuàng)光電子有限公司 的 PDIC903B 顏色傳感器主要用來檢測環(huán)境亮度水平，并通過提供高度線性的成比例輸出，來調(diào)節(jié)顯示屏幕或鍵盤的背光。因為顏色檢測器對周圍光線極顏色識別系統(tǒng)的軟件設計 5 度不敏感，所以檢測的可靠性不會被進入傳感器一端的反映或光線影響。典型應用為：檢測導管內(nèi)半導體芯片的缺失和正確順序。 （ 3) FT50C1顏色傳感器：自 2021 年，通過測試開始投入應用至今 FT50C1一直得到廣泛應用。陜 西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） 4 相比別的傳感器，在溫度變化的情況下， MAZET 的傳感器性能不變，甚至在溫度或者能量很高的情況下、 MAZET 的傳感器也不會有任何老化。 TCS3200在不需要 DCS系統(tǒng) 的情況下，給每個彩色通道至少能提供 10 字節(jié)的分辨。 以顏色傳感器為探測器、 89C52 單片機為運算、控制核心，通過 LCD1602顯示的顏色識別系統(tǒng)具有體積小、成本低、功能強、可靠性高、使用方便、模塊化等特點。如：各種物體表面顏色識別、產(chǎn)品包裝色標檢測、產(chǎn)品外表特征顏色的檢測、液體溶液顏色變化過程的檢測與控制等等。 關鍵字 ： TCS3200 顏色傳感器， AT89C52 單片機，顏色識別 陜西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） II THE COLOR RECOGNITIAO SYSTEM SOFTWARE DESIGN ABSTRACT With the rapid development of science and technology, modern manufacturing industry has been making great advances towards highspeed growth and automation. Meanwhile, the colorrecognition technology has been widelyused in the fields of industrial inspection and automatic control. The colorrecognition work, which used to rely on human eyes for years, is now increasingly replaced by a specific colorsensor. There are numerous examples in terms of the application of colorsensors, including recognizing color on the surface of objects, color detection of both product packaging and its appearance features, and color detection and control of liquid solution, etc. This paper illustrated how to recognize color by using a TCS3200 ColorSensor. In the beginning, the paper reavealed different kinds of colorrecognition technology. Under the induction principle of three primary colors and the operating principle of a TCS3200 ColorSensor, the colorrecognition function of this device was practiced. Secondly, this paper analyzed the data and converted it into the light figures of RGB color afterwards. Subsequently, the processed data was displayed through a LCD. And in the third part, the overall project was designed based on the abovementioned theories. And with the help of hardwares, the project was finally put into practice. Additionally, relavant hardware circuit digrams and follow charts were also demonstrated in this paper. The main features of this design are small volume, low cost and strong function. KEYWORDS: TCS3200ColorSensor； AT89C52MCU； ColorRecognition 顏色識別系統(tǒng)的軟件設計 1 目 錄 摘要 .............................................................................. I ABSTRACT ......................................................................... II 目 錄 ............................................................................. 1 1 緒 論 ........................................................................... 3 研究背景 .................................................................. 3 顏色識別及顏色傳感器技術的發(fā)展趨勢 ......................................... 3 顏色識別技術的研究成果 ............................................... 3 國內(nèi)顏色傳感器的研究成果與動態(tài) ....................................... 5 ..................................................... 6 2 顏色識別及顏色傳感器技術介紹 ..................................................... 7 顏色識別 .................................................................. 7 顏色識別算法 .............................................................. 7 ....................................................... 7 ..................................................... 7 ............................................................. 8 ..................