基于51單片機(jī)的顏色檢測(cè)儀設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

1、1目錄目錄摘要：摘要：隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)向著自動(dòng)化、智能化方向的發(fā)展，生產(chǎn)過(guò)程中長(zhǎng)期由人眼占據(jù)主導(dǎo)地位的顏色識(shí)別工作即將被效率和精確度更高的顏色傳感器所替代，顏色傳感器在未來(lái)生活與生產(chǎn)中扮演的作用將會(huì)越來(lái)越大。顏色識(shí)別器的應(yīng)用十分廣泛，現(xiàn)階段其主要應(yīng)作為彩色打印機(jī)和繪圖儀的主要構(gòu)成部分。并在化妝品、紡織品和涂料制造過(guò)程中顏色的調(diào)配以及醫(yī)療等方面都起著重要的作用。因此對(duì)顏色識(shí)別器的研究對(duì)未來(lái)檢測(cè)行業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。本文將研究TCS23

2、0顏色傳感器識(shí)別顏色的原理，并結(jié)合單片機(jī)和液晶顯示模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)顏色識(shí)別功能。首先，需要了解一定程度的光與顏色的知識(shí)以及深入研究TCS230顏色傳感器對(duì)顏色的識(shí)別原理并實(shí)現(xiàn)其識(shí)別顏色的功能。其次，利用ST89C52單片機(jī)對(duì)顏色傳感器輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的RGB三原色顏色值。最后，通過(guò)LCD1602將RGB三原色顏色值顯示出來(lái)并通過(guò)RGB顏色對(duì)應(yīng)表對(duì)比和分析所測(cè)數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)具有設(shè)備成本低、體積小、易于操作、靈敏度和精確度高等特點(diǎn)。關(guān)鍵

3、詞：關(guān)鍵詞：STC89C51單片機(jī)TCS230顏色傳感器顏色識(shí)別系統(tǒng)1.1.引言引言隨著工業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化、高速化程度的不斷提升，顏色識(shí)別在各種工業(yè)控制和檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛，顏色傳感器在終生活與生產(chǎn)中的作用將會(huì)越來(lái)越大，顏色傳感器在終端設(shè)備中的作用將會(huì)越來(lái)越大。例如顏色識(shí)別器在圖書館圖書的分類和包裝行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍；現(xiàn)階段其主要應(yīng)作為彩色打印機(jī)和繪圖儀的主要構(gòu)成部分。并在化妝品、紡織品和涂料制造過(guò)程中顏色的調(diào)配以及醫(yī)療等方面都起

4、著重要的作用。2.2.顏色識(shí)別系統(tǒng)顏色識(shí)別系統(tǒng)2.12.1顏色識(shí)別技術(shù)的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)顏色識(shí)別技術(shù)的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)顏色識(shí)別技術(shù)是新興檢測(cè)技術(shù)，在彩色打印、商標(biāo)識(shí)別和材料分揀等方面已在我國(guó)擁有廣泛應(yīng)用。雖然我國(guó)在機(jī)器人視覺系統(tǒng)領(lǐng)域已取得舉世矚目的成就，但是在高分辨的顏色識(shí)別方面仍然缺乏自主研發(fā)能力。高精度的顏色識(shí)別技術(shù)仍然由少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家掌控，我國(guó)高分辨率顏色傳感器的研究工作任重而道遠(yuǎn)。顏色識(shí)別系統(tǒng)提出的時(shí)間較晚，出現(xiàn)在自動(dòng)控制系統(tǒng)

5、之后。其作為一種新興的檢測(cè)技術(shù)也是控制理論的簡(jiǎn)單應(yīng)用，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，在工業(yè)控制中逐漸開始大范圍的應(yīng)用。顏色傳感器在實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)以及自動(dòng)控制方面有著重要的意義，伴隨著單片機(jī)等3是數(shù)字量，可以驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的TTL或CMOS邏輯輸入，因此可直接與微處理器或其他邏輯電路相連接。由于輸出的是數(shù)字量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)每個(gè)彩色信道10位以上的轉(zhuǎn)換精度，因而不再需要AD轉(zhuǎn)換電路，使電路變得更簡(jiǎn)單，當(dāng)入射光投射到TCS230上時(shí)，通過(guò)光電二極管控制引腳S2、

6、S3的不同組合，可以選擇不同的濾波器；經(jīng)過(guò)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(guò)輸出定標(biāo)控制引腳S0、S1，選擇不同的輸出比例因子，對(duì)輸出頻率范圍進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同的需求。下面簡(jiǎn)要介紹TCS230芯片各個(gè)引腳的功能。在單一的TCS230芯片上集成四種類型的光電二極管，這些光電二極管表面分別鑲嵌著紅、綠、藍(lán)三種顏色的濾光器，加上未鑲嵌的中共64個(gè)，每種16個(gè)。這四種帶濾波器

7、的光電二極管在傳感器芯片內(nèi)交叉排列，四種光電二極管能夠均勻的就接收光源輻射，極大的地減小因入射光幅射不均而造成的誤差，提高顏色識(shí)別的精確度。工作時(shí)，通過(guò)引腳S2、S3選擇所需濾波器的顏色類型。TCS230傳感器的可通過(guò)引腳S0、S1來(lái)選擇輸出頻率定標(biāo)，其輸出頻率范圍為2Hz~500kHz。下面簡(jiǎn)要介紹TCS230芯片各個(gè)引腳的功能。S0、S1引腳用于選擇電源關(guān)斷模式和輸出比例因子（2%，20%，100%）；引腳S2、S3用于選擇濾波器的

8、類型；OE可以控制輸出的狀態(tài)為頻率輸出使能引腳，當(dāng)微處理器同接收控制多個(gè)芯片時(shí)，OE可作為芯片的片選信號(hào)；OUT為頻率輸出引腳，GND接電源地，VCC接5V電源。圖1TCS230引腳圖TCS230的S0、S1用于選擇輸出比例因子或電源關(guān)斷模式；S2、S3用于選擇濾波器的類型；OE反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出引腳時(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