基于單片機(jī)的顏色采集系統(tǒng)設(shè)計

摘 要

本文詳細(xì)介紹一種基于單片機(jī)技術(shù)，使用TCS230傳感器采集衣服等服裝面料RGB數(shù)據(jù)的系統(tǒng)設(shè)計過程。TCS230顏色傳感器將采集到的數(shù)據(jù)通過單片機(jī)的控制與處理，最后通過液晶屏LCD1602進(jìn)行顯示。本系統(tǒng)具有使用簡單、直觀、高效、穩(wěn)定的特點。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 傳感器 系統(tǒng)設(shè)計

隨著信息時代的到來，電子技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。全面實現(xiàn)電子化與智能化是未來電子技術(shù)發(fā)展的趨勢。而基于以傳感器獲取數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)也是近幾年興起的熱門話題。在布料生產(chǎn)、染色或者制衣工廠中，都需要根據(jù)不同的布模板來配置顏色，或者對某種顏色進(jìn)行匹配。這工作對于人工的肉眼來分辨，都是相對比較困難的。雖然現(xiàn)也有相關(guān)的顏色識別器，但相對復(fù)雜，價錢昂貴。本系統(tǒng)實現(xiàn)簡單，成本低，工作穩(wěn)定，有一定的實用價值。

1 總體框圖設(shè)計

本系統(tǒng)主要由TCS230傳感器、STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)、LCD1602顯示屏三大模塊構(gòu)成。如圖1所示。

1.1 TCS230模塊

TCS230管腳圖如圖2所示。TCS230內(nèi)部集成有64個光電二極管，這些二極管共分為四種類型：16個帶有紅色濾波器光電二極管，16個帶有綠色濾波器光電二極管；16個帶有藍(lán)色濾波器光電二極管，其余16個為不帶有任何濾波器的光電二極管，其可以透過全部的光信息。工作時，管腳S0和S1可以通過采用不同的高低電平組合，選通不同的顏色通道。

1.2 單片機(jī)STC89C52

STC89C52是一種低功耗，高性能COMOS 8位微處理器，同時也是帶8K字節(jié)可編程可檫除FLASH存儲器。該芯片采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容，同時做了很多的改進(jìn)，使芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。

1.3 LCD1602顯示屏

1602顯示屏是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。

2 軟件設(shè)計

本系統(tǒng)采用C語言編程，具體工作流程如圖4所示。首先對LCD1602顯示屏等進(jìn)行初始化，接下來判斷是否需要進(jìn)行白平衡，然后再進(jìn)行顏色數(shù)據(jù)的采集，最后通過LCD1602顯示屏進(jìn)行顯示。

3 白平衡算法

對于TCS230的光傳感器來說，它對RGB三種基本色的敏感度是不相同的，所以導(dǎo)致TCS230的RGB輸出也是不一樣的，因此在測試前必須進(jìn)行白平衡調(diào)整，使得TCS230對所檢測的"白色"中的三原色是相等的。本系統(tǒng)白平衡算法的思想是先根據(jù)TCS230的白平衡方法測出基準(zhǔn)光源的RGB光強(qiáng)值，再用白光的RGB值（255.255.255）分別去除此三個光強(qiáng)值，得到三個比例因子，最后用此比例因子乘以實際布料測出的數(shù)值，即布料的實際顏色。

4 測試效果

通過兩組TCS230探頭分別對不同顏色的布料測試可知，本系統(tǒng)測量的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，誤差也在可接受的范圍里，能滿足一般的顏色測量要求。

5 結(jié)束語

通過測試與對比，本系統(tǒng)能很好的實現(xiàn)所需要的功能，且數(shù)據(jù)穩(wěn)定，適合在實驗室、布料加工廠等場合使用。另一方面，本系統(tǒng)功能擴(kuò)展方便，能廣泛應(yīng)用于外接物聯(lián)網(wǎng)的前端數(shù)據(jù)采集中。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

羅偉芳（1987-），女，廣東省梅州市人。學(xué)士學(xué)位。現(xiàn)為廣東省電子職業(yè)技術(shù)學(xué)校助理實驗師。研究方向為數(shù)據(jù)采集、信號處理、圖像匹配。

作者單位

廣東省電子職業(yè)技術(shù)學(xué)校 廣東省廣州市 510515