【正文】 參考文獻(xiàn)[1] [M].北京航空航天大學(xué)出版社，2000.[2] [J].電子報(bào),2009.[3] 張松燦,[D]..[4] 李廣弟,朱月秀,[M].北京航空航天大學(xué)出版社，.[5] 張 [M].機(jī)械工業(yè)出版社，.[6] 盧川英, 于浩成, 孫敬輝, 孟 中. 基于 TCS3200傳感器的顏色檢測(cè)系統(tǒng)[J]..[7] 楊 杰,謝元媛. 基于 TCS3200芯片顏色測(cè)量系統(tǒng)的研究[J]. .[8] 李愛勤,[D]..[9] 王 晴, TCS3200的新型經(jīng)皮測(cè)疸儀的設(shè)計(jì)[D]. .[10] 王安敏,尚緒超,[D]..[11] 丁 茹,李 剛. 可編程彩色光/頻轉(zhuǎn)換器TCS3200及其應(yīng)用[D]. .[12] 潘海鴻, 陳 琳, 段素強(qiáng),梁成業(yè),楊 微. 新型顏色傳感器TCS3200應(yīng)用于CRRT機(jī)漏血檢測(cè)的可行性研究[D]. .[13] 胡建民. 顏色傳感器TCS3200及顏色識(shí)別電路[J]..[14] 劉增輝. 顏色傳感器技術(shù)研究進(jìn)展[J]. .[15] 龐小兵,黃東勝,[D]. .[16] 鄭喜鳳, 黃 娉,劉貴華. 三基色亮度計(jì)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J]. .[17] 劉雙喜,丁筱玲. 基于TCS3200的便攜式數(shù)字化調(diào)色儀的系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]..[18] 可榮碩,馬曉軍,張思博. 基于RGB色彩空間的顏色識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. .[19] 胡建民. 顏色傳感器TCS3200及顏色識(shí)別電路 [EB/OL].[20] 張松燦, 肖本賢. 高分辨率顏色傳感器TCS3200的原理和應(yīng)用 [EB/OL].[21] V. Yu. Teplov,A. V. Anisimov. Thermostatting System Using a SingleChip Microputer a。從本設(shè)計(jì)的色彩識(shí)別系統(tǒng)到實(shí)際的產(chǎn)品，還有很多的不足之處，需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、抗干擾能力、供電等等問題，因而還有大量的研究?jī)?nèi)容，需要我們進(jìn)行更深入的研究。 (2)沒有對(duì)所測(cè)色彩進(jìn)行過多的色彩區(qū)分。根據(jù)本文已完成的工作，對(duì)需要進(jìn)行的下一步研究工作做如下展望: (1)完善色彩處理的算法。由于本人水平有限，在本文的研究過程中也存在著一些不足之處:色彩識(shí)別的核心難點(diǎn)是RGB三種顏色測(cè)量的算法設(shè)計(jì)，算法的優(yōu)劣程度很大程度上決定了色彩識(shí)別系統(tǒng)的優(yōu)劣，而難以建立精確的測(cè)量算法?？偟膩碚f，本論文是以AT89S52單片機(jī)為基礎(chǔ)，利用TCS3200顏色傳感器模塊，LCD1602液晶顯示模塊實(shí)現(xiàn)色彩識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了色彩識(shí)別的測(cè)試實(shí)驗(yàn)。 (3) 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體的軟硬件設(shè)計(jì)?，F(xiàn)將本論文所做的主要工作內(nèi)容總結(jié)如下:(1) 建立顏色識(shí)別系統(tǒng)的模型，推算出顏色識(shí)別的算法。 本章小結(jié)通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了色彩識(shí)別系統(tǒng)的可行性，通過對(duì)純白色、純紅色、純綠色、純藍(lán)色四個(gè)紙板的檢測(cè)，驗(yàn)證了本系統(tǒng)的確可以完成預(yù)期的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，但是與其真實(shí)值之間還有一定的誤差，這也是本系統(tǒng)的不完善之處，這也為以后的更完善的功能更強(qiáng)大的精確度更高的色彩識(shí)別系統(tǒng)打了一個(gè)結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)，為以后更好的完善和簡(jiǎn)化色彩識(shí)別系統(tǒng)做下了鋪墊。在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行了多次的測(cè)量試驗(yàn)， 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析通過上面的實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果可以看出，如果被測(cè)物體的顏色中，紅色成分比較多，那么在顯示的輸出結(jié)果中的R的值就大；同樣的，如果綠色成分多，輸出結(jié)果中的G的值就大，如果藍(lán)色成分多，輸出結(jié)果中的B的值就大。顏色采集模塊利用TCS3200顏色傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以數(shù)字量輸出，送到單片機(jī)里進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后通過LCD1602液晶顯示器顯示出來。} 本章小結(jié)本章對(duì)整個(gè)系統(tǒng)所包含的幾個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和設(shè)計(jì)，包括TCS3200驅(qū)動(dòng)模塊、TCS3200顏色采集模塊、LED補(bǔ)光模塊以及LCD1602液晶顯示模塊。 }}void gotoxy(unsigned x,unsigned y) //定位 ，x為行，y為列{ if(x==1) LCD_w_(0x80+y)。 p++。 RW=1。 delay1ms(10)。 E=1。} void LCD_w_dat(uchar dat) // 寫數(shù)據(jù) 函數(shù)， 寫要顯示的數(shù)據(jù){ RW=0。 E=0。 P0=。 RS=0。光標(biāo)定位函數(shù)的功能是告訴LCD1602要輸出的數(shù)據(jù)的顯示位置。寫命令函數(shù)的功能是向LCD1602中寫入相應(yīng)的命令指令，比如清屏命令LCD_w_(0x01)，實(shí)現(xiàn)LCD1602清屏功能。 //清屏指令 LCD_w_(0x02)。 // 顯示字符 關(guān)閉光標(biāo) LCD_w_(0x06)。具體程序如下：void init_LCD(void) // 初始化lcd{ LCD_w_(0x38)。 return str。039。+d%100/10。 str[1]=39。039。： LCD1602與單片機(jī)的具體連接圖 LCD1602液晶顯示模塊軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的LCD1602液晶顯示模塊主要是利用比較經(jīng)典的LCD顯示方法來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，即字符串的方式進(jìn)行輸出顯示。P2口也是準(zhǔn)雙向口，它有兩種用途：通用I/O接口和高8位地址線。P0口作為I/O口輸出的時(shí)候時(shí) 輸出低電平為0 輸出高電平為高組態(tài)（并非5V，相當(dāng)于懸空狀態(tài)）。P0口是一個(gè)三態(tài)雙向口，可作為地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用接口，也可作為通用的I/O接口。本模塊主要是用4個(gè)白色的LED光，照在待檢測(cè)的物體上，然后反射到TCS3200顏色傳感器上，達(dá)到合適的光強(qiáng)的目的。 date=()*date。 delay1ms(1100)。 date=()*date。 delay1ms(1100)。 date=()*date。 delay1ms(1100)。在藍(lán)色通道中，設(shè)置S2為低電平0，S3為高電平1，表明選擇藍(lán)色濾波器，S0為高電平1，S1為低電平0，表明以20%的方式輸出頻率。在紅色通道中，設(shè)置SS3都為低電平0，表明選擇紅色濾波器，S0為高電平1，S1為低電平0，表明以20%的方式輸出頻率。具體程序如下：void t1(void) interrupt 0 //外部中斷0，TCS3200的OUT端口接到T1端口{ dispcount++。本設(shè)計(jì)中采用計(jì)數(shù)器T1來接收傳感器的輸出值。為了保證檢測(cè)到跳變。外部中斷請(qǐng)求INT0和INT1有兩種觸發(fā)方式：電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)。 }}AT89S52單片機(jī)提供5個(gè)硬件中斷源：2個(gè)外部中斷源INT0和INT1；2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和T1的溢出中斷TF0和TF1；1個(gè)串行口發(fā)送TI和接收RI中斷。 lck=0。 lck++。}void timer0(void) interrupt 1 //定時(shí)1秒,每一秒中斷一次，所記得數(shù)就是頻率{ TH0=0xe0。 TH0=0xe0。在本設(shè)計(jì)中，設(shè)置T0的工作方式為方式0，定時(shí)1ms，賦初值為TH0=0xe0，TL0=0x18，在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0中斷函數(shù)void timer0(void)中重新給定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0賦初值，并且設(shè)定了一個(gè)變量lck，用來計(jì)數(shù)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0中斷的次數(shù)，當(dāng)變量lck達(dá)到1000時(shí)，表明定時(shí)了一秒鐘，而外部中斷0的中斷函數(shù)void int0(void)中定義的變量dispcount在定時(shí)一秒時(shí)間達(dá)到時(shí)候的值就是此時(shí)所選擇的某種顏色通道的頻率值。只是這時(shí)計(jì)數(shù)器是從0開始計(jì)數(shù)，是滿值的計(jì)數(shù)。如定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的計(jì)數(shù)值為1000，則初值為7192，轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)為1110000011000B，則TH0=11100000，TL0=00011000B。由于采用13位的定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，因而最大計(jì)數(shù)值位2的13次冪，為8192。如果中斷允許，則提出中斷請(qǐng)求。在方式0下，16位的加法計(jì)數(shù)器只用了13位，分別是TL0的低5位和TH0的8位，TL0的高3位未用。 TCS3200與S52的連接圖 TCS3200顏色采集模塊的軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的TCS3200顏色采集模塊主要是利用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1來實(shí)現(xiàn)的。P3口第二功能中輸入信號(hào)RXD、INT0、INTT0、T1經(jīng)緩沖器輸入，可直接進(jìn)入芯片內(nèi)部。當(dāng)鎖存器Q端為高電平，P3口的狀態(tài)取決于第二功能輸出線的狀態(tài)。這時(shí)，P3是一個(gè)準(zhǔn)雙向口，它的工作原理、負(fù)載能力與PP2口相同。P3口除了作為準(zhǔn)雙向通用I/O接口使用外，它的每一根線還具有第二種功能。其輸入輸出原理特性與P0口作為通用I/O接口使用時(shí)一樣，當(dāng)其輸出時(shí)，可以提供電流負(fù)載，不必像P0口那樣需要外接上拉電阻。P1口是準(zhǔn)雙向口，它只能作通用I/O接口使用。 return 0。 } else { return 2。PORTC = PORTC | 0x08。 } else if(PhotoType==PH_BLUE) { PORTC = PORTC amp。 0xf7。 0xf3。 } FrequencyMode = FOutMode。} else if(FOutMode == F_100_100) { PORTD = PORTD | 0x03。 0xfd。PORTD = PORTD | 0x02。 } else if(FOutMode == F_100_2) { PORTD = PORTD amp。}unsigned char TCS3200Mode(unsigned char FOutMode,unsigned char PhotoType){ if( FOutMode == F_POWERDOWN) {PORTC = PORTC amp。 OCR2= 0x00。 TCCR2 = 0x07。 OCR1BL=0x00。 OCR1AL=0x00。ICR1L=0x00。 TCNT1L=0x00。 TCCR1B=0x06。TCS3200Mode(FrequencyMode,PhotoDiodeMode)。 PORTC = PORTCamp。 PORTC = PORTC|0x20。本模塊主要包括TCS3200初始化、定時(shí)器初始化和顏色采集，具體程序如下：void TCS3200Inital(void){ DDRC= DDRC|0x0f。通常在單片機(jī)工作出現(xiàn)混亂或“死機(jī)”時(shí)，使用手動(dòng)復(fù)位可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)“重啟”。 復(fù)位電路單片機(jī)接通電源時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，完成單片機(jī)啟動(dòng)，確定單片機(jī)起始工作狀態(tài)。AT89S52單片機(jī)時(shí)鐘頻率范圍：0 — 33MHz。連接方式為 VCC(40腳）：接電源+5V端 VSS(20腳）：接電源地端時(shí)鐘電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)，決定單片機(jī)工作速度。圖 系統(tǒng)框架 色彩識(shí)別系統(tǒng)實(shí)物圖 AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)要使單片機(jī)工作起來，最基本的電路的構(gòu)成為電源電路：向單片機(jī)供電。 本章小結(jié)本章主要介紹了TCS3200顏色傳感器和LCD1602液晶顯示器的相應(yīng)原理，以及它們與單片機(jī)的連接方式及相應(yīng)的電路原理圖，其中對(duì)TCS3200顏色傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各個(gè)管腳以及它們的功能作了詳細(xì)介紹，為后面整個(gè)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)提供了很好的幫助。（3）開/關(guān)顯示設(shè)置。 LCD顯示器的初始化LCD使用之前須對(duì)它進(jìn)行初始化，初始化可以通過復(fù)位完成，也可以在復(fù)位后完成，初始化過程如下：（1）清屏。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。第15腳：A，背光源正極第16腳：K，背光源負(fù)極 指令格式與指令功能LCD控制器HD44780內(nèi)有多個(gè)寄存器，通過RS和RW引腳共同決定選擇哪一個(gè)寄存器。第6腳：E，使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第5腳：RW：讀/寫選擇端，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 字符型液晶顯示模塊CA1602A的外觀與引腳CA1602A字符型液晶顯示模塊是2行16字的5*7點(diǎn)陣圖形字符的液晶顯示器。這些LCM雖然顯示字符數(shù)各不相同，但是都具有相同的輸入輸出界面。使用時(shí)只要向LCM送入相應(yīng)的命令和數(shù)據(jù)就可以實(shí)現(xiàn)顯示所需的信息。要使用點(diǎn)陣型LCD顯示器，必須有相應(yīng)的LCD控制器、驅(qū)動(dòng)器來對(duì)LCD顯示器進(jìn)行掃描、驅(qū)動(dòng)，以及一定空間的ROM和RAM來存儲(chǔ)寫入的命令和顯示字符的點(diǎn)陣。它是由若干個(gè)5*7或5*11等點(diǎn)陣符位組成的，每一個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。前兩種可顯示數(shù)字、字符和符號(hào)等，而圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器還可以顯示漢字和任意圖形，達(dá)到圖文并茂的效果。液晶顯示器具有體積小、重量輕、功耗極低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了日益廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際測(cè)試時(shí)，室外同樣的時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)，把測(cè)得的脈沖數(shù)再乘以求得的比例因子，然后就可以得到所對(duì)應(yīng)的R、G和B的值。當(dāng)計(jì)數(shù)到255時(shí)停止計(jì)數(shù)，分別計(jì)算每個(gè)通道所用的時(shí)間，這些時(shí)間對(duì)應(yīng)于實(shí)際測(cè)試時(shí)TCS3200每種濾波器所采用的時(shí)間基準(zhǔn)，在這段時(shí)間內(nèi)所測(cè)得的脈沖數(shù)就是所對(duì)應(yīng)的R、G和B的值。當(dāng)TCS3200識(shí)別顏色時(shí)，就用這3個(gè)參數(shù)對(duì)所測(cè)顏色的R、G和B進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)行白平衡調(diào)整是為后續(xù)的顏色識(shí)別做準(zhǔn)備。（3）白平衡和顏色識(shí)別原理 白平衡就是告訴系統(tǒng)什么是白色。例如：當(dāng)選擇紅色濾波器時(shí)，入射光中只有紅色可以通過，藍(lán)色和綠色都被阻止，這樣就可以得到紅色光的光強(qiáng)；同時(shí)，選擇其他的濾波器，就可以得到藍(lán)色光和綠色光的光強(qiáng)。（2）TCS3200識(shí)別顏色的原理 由三原色感應(yīng)原理可知，如果知道構(gòu)成各種顏色的三原色的值，就能夠知道所測(cè)試物體的顏色。白色是由各種頻率的可見光混合在一起構(gòu)成的，也就是說白光中包含著各種顏色的色光（如紅R、黃Y、綠G、青V、藍(lán)B、紫P）。首先了解一些光與顏色的知識(shí)。 S0、S1及SS3的組合選項(xiàng)S0S1輸出頻率定標(biāo)S2S3濾波器類型LL關(guān)斷電源LL紅色