顏色識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書-文庫吧資料
2024-08-17 07:23本頁面
【正文】 距離影響著輸出信號(hào),可能會(huì)造成不同顏色信號(hào)的交叉,形成測(cè)量誤差,所以存在某一最佳距離對(duì)輸出特性影響最小,以保證顏色與輸出信號(hào)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。（2) 光源方位和觀測(cè)方位的影響光源方位,也就是被測(cè)物體指向光源的法線方向,它決定了有多少太陽光或外界雜散光作為入射光。影響顏色檢測(cè)準(zhǔn)確度的參數(shù)主要有:照射光、物體反射、光源方位、觀測(cè)方位和傳感器性能等,任何一個(gè)參數(shù)發(fā)生變化都會(huì)導(dǎo)致觀察到的顏色發(fā)生變化。本設(shè)計(jì)的測(cè)試過程很簡(jiǎn)單，具體操作如下：首先將開發(fā)板接通電源，將色彩紙板放平，其次把設(shè)計(jì)中的顏色采集模塊放在待測(cè)的紙板上，放正放平，最后用隔光較好的紙張或者盒子將顏色采集模塊遮蓋起來，然后用筆記錄LCD顯示的值，依次測(cè)量不同顏色的紙板并記錄數(shù)據(jù)即可。 LCD1602顯示模塊流程圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 色彩識(shí)別系統(tǒng)是基于MCS51系列單片機(jī)控制的基礎(chǔ)上，添加了TCS230顏色傳感器采集模塊，TCS230驅(qū)動(dòng)模塊，四個(gè)白色LED補(bǔ)光模塊，LCD1602液晶顯示模塊，在這些模塊的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的色彩識(shí)別系統(tǒng)。與P1口相比，它只在輸出驅(qū)動(dòng)電路上比P1口多了一個(gè)模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX和反相器。也就是說P0 口不能真正的輸出高電平，給所接的負(fù)載提供電流，因此必須接上拉電阻（一電阻連接到VCC），由電源通過這個(gè)上拉電阻給負(fù)載提供電流。它由一個(gè)輸出鎖存器、兩個(gè)三態(tài)緩沖器、輸出驅(qū)動(dòng)電路和輸出控制電路組成。 硬件電路連接在本設(shè)計(jì)中，1602顯示器與單片機(jī)的連接如下：Vss管腳接地，Vdd管腳接+5V電源，A管腳接+5V電源，K管腳接地。3）.開/關(guān)顯示設(shè)置。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總共有11條指令，：序號(hào)指令RSRWD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回 00000000013置輸入模式00000001I/D04顯示開/關(guān)控制0000001DCS5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L*B6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址0001字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址8置數(shù)據(jù)發(fā)生存儲(chǔ)器地址001顯示數(shù)據(jù)發(fā)生存儲(chǔ)器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 控制命令表 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。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。此次課設(shè)使用的是16*2字符型液晶顯示模塊CA1602A。目前市場(chǎng)上常用的有16字*1行、16字*2行、20字*2行和40字*2行等的字符液晶顯示模塊。軟件流程 LCD1602模塊液晶顯示器簡(jiǎn)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。如有，調(diào)整白平衡子程序；否則，轉(zhuǎn)到下一步，檢測(cè)是否需要進(jìn)行顏色識(shí)別。 TCS230顏色識(shí)別接口電路 在程序流程中：系統(tǒng)初始化負(fù)責(zé)設(shè)置89C51的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式，選擇TCS230的輸出比例因子，使能輸出引腳以及通信參數(shù)的設(shè)置。設(shè)置89C51定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為相應(yīng)的工作方式，初始化89C51定時(shí)器為一個(gè)定值，再選擇TCS3200的輸出比例因子，并使能輸出引腳。 傳感器與單片機(jī)連接TCS3200是TAOS公司推出的可編程彩色光到頻率的轉(zhuǎn)換器，該傳感器具有分辨率高、可變成的顏色選擇與輸出定標(biāo)、單電源供電等特點(diǎn)；輸出為數(shù)字量，可直接與微處理器連接。② 設(shè)置定時(shí)器為一固定時(shí)間(例如10 ms)，然后選通三種顏色的濾波器，計(jì)算這段時(shí)間內(nèi)TCS230的輸出脈沖數(shù)，計(jì)算出一個(gè)比例因子，通過這個(gè)比例因子可以把這些脈沖數(shù)變?yōu)?55。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。 透明物體直接測(cè)量光源的光強(qiáng)頻率值,不透明物體需要用白紙測(cè)量反射光源。為解決這個(gè)問題,就要進(jìn)行白平衡, 即首先測(cè)量出基準(zhǔn)光源的RGB光強(qiáng)值, 再測(cè)量出在標(biāo)準(zhǔn)光源下物體所反映出的光強(qiáng)值,兩者之比就是物體的反射(或透射)性質(zhì), 即物體的實(shí)際顏色, 如公式(1), (2), (3)。3). 白平衡算法顏色實(shí)際就是物體對(duì)光的反射或投射而表現(xiàn)出來在人眼中的反映, 而 TCS3200 就是通過分別檢測(cè)一種顏色反映出來的光的紅、綠、藍(lán)分量, 通過把光強(qiáng)線性轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào), 量化出R、G、B值, 從而計(jì)算出顏色。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)；同理，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)。 RGB顏色模型2). TCS230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。需要注意的一點(diǎn)是,RGB顏色模型所覆蓋的顏色域取決于顯示設(shè)備因光電的顏色特性。原點(diǎn)對(duì)應(yīng)的為黑色(0, 0, 0),離原點(diǎn)最遠(yuǎn)的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)白色(255, 255, 255)。這里介紹一種最典型的顏色模型,即RGB模型。 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LH2%LH藍(lán)色HL20%HL無HH100%HH綠色TCS3200內(nèi)部原理圖 TCS3200識(shí)別原理1). 色彩空間通常所看到的物體的顏色, 實(shí)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(yīng)。表31S0、S1用于選擇輸出比例因子或電源關(guān)斷模式；SS3用于選擇濾波器的類型；OE是頻率輸出使能引腳，可以控制輸出的狀態(tài)，當(dāng)有多個(gè)芯片引腳共用微處理器的輸入引腳時(shí)，也可以作為片選信號(hào)；OUT是頻率輸出引腳，GND是芯片的接地引腳，VCC為芯片提供工作電壓。：當(dāng)入射光投射到TCS3200上時(shí)，通過光電二極管控制引腳SS3的不同組合，可以選擇不同的濾波器；經(jīng)過電流到頻率轉(zhuǎn)換器后輸出不同頻率的方波(占空比是50%)，不同的顏色和光強(qiáng)對(duì)應(yīng)不同頻率的方波；還可以通過輸
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1