颜色TCS230应用

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1、终稿2008-8-22基于TCS230传感器的高精度颜色识别系统设计High-precisioncolorrecognitionsystembasedonTCS230sensor（广西大学机械工程学院）潘海鸿陈琳黄炳琼蒙健义PANHAIHONGCHENLINHUANGBINGQIONGMENGJIANYI摘要：采用颜色传感器TCS230与单片机AT89S52设计高精度颜色识别系统平台。分别在3种不同工作条件下，对5种颜色的LED做测试，采用更直观的HSL颜色空间方法分析实验数据，验证系统在不同条件下对颜色识别的准确性。实验结果表明：该系统以白色LED灯调白平衡，在密封和自然光条

2、件下都具有准确的颜色识别性能和良好的抗干扰性。关键词:TCS230传感器;颜色识别;HSL颜色空间法中图分类号:TP273文献标识码:AAbstract:Thedesignofhigh-precisioncolorrecognitionsystemwasbasedonanewcolorsensorTCS230andasingle-chipmicrocontrollerAT89S52.Inordertoverifythevalidityandthecolorrecognizedaccuracy,thecolorrecognitionsystemwastestedbyfivedif

3、ferentkindsofcolorLEDunderthreedifferentworkingconditions,andamoreintuitiveHSLcolorspacemethodwasintroducedforanalyzingtheexperimentaldata.Theresultsshowthat:thecolorrecognitionsystemwithwhiteLEDlightsforwhitebalanceadjustmenthasaccuratecolorrecognitionandhighperformanceforanti-interferenceu

4、ndernaturallightorinsealedconditions.Keywords:TCS230Sensor,ColorRecognition,HSLColorSpaceMethod1引言颜色传感技术是现代颜色测量仪器核心技术之一，现已发展为集光学、机械、电子于一体的系统。目前颜色传感器是在独立光电二极管上覆盖经过修正的红、绿、蓝滤光片，对输[1]出信号进行处理，将颜色识别出来。TAOS公司最新推出可编程彩色光到频率转换的颜色传感器TCS230，它将硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的CMOS电路上，同时在单一芯片上集成红、绿、蓝(RGB)三种滤光器，是第一个有

5、数字兼容接口的RGB彩色传感器。TCS230输出信号是数字量，可直接与微处理器或其它逻辑电路连接，实现每个彩色信道10位以上转换精度，不再需要A/D转换电路，结构和原理见文献[2-4]。[3-5]目前，关于该新型颜色传感器应用研究主要侧重在元器件特性和原理性接口等方面的介绍，而对它有效工作条件缺乏深入研究。为此，本文设计基于TCS230传感器和AT89S52单片机高精度颜色识别系统，研究TCS230正常有效的工作条件以及引入HSL颜色空间方法对采样数据的处理方法，以提高TCS230传感器实际应用效果。2实验平台实验平台：TCS230系统，白色、红色、黄色、绿色、蓝色、青色LED

6、灯，密封管，计数器等；主要实验仪器：NFC—1000C—1型多功能计数器、万用表、5V直流电源等。基于TCS230高精度颜色检测电路是实验平台关键部分。硬件系统平台用颜色传感器TCS230与单片机AT89S52搭建，硬件原理图如图1所示。单片机AT89S52的P1.0～P1.4分别控制TCS230的S0,S1,S2,S3四个控制引脚，TCS230输出频率引脚接至单片机P3.5(T1)引脚。AT89S52单片机依次选通红、绿、蓝滤波器时，TCS230芯片输出管脚输出相应频率脉冲信号。被测量由AT89S52的T1计数器计数处理，获得当前环境下不同颜色基准时间内潘海鸿：博士副教授被测

7、颜色脉冲个数。通过MAX232实现AT89S52与PC机的RS－232C标准接口电路通信，由PC机上的串口调试助手读出单片机测量得到的脉冲数（RGB值），最后在PC机中利用Matlab软件对RGB数据分析和处理判断该系统能否正确识别出各种LED灯颜色。基于单片机AT89S52对TCS230控制的软件系统设计主要包括：白平衡调整，信号测量、采样、传输等，在PC机上采用HSL颜色空间算法实现不同颜色识别处理，具体流程如图2。图1硬件原理图图2系统软件流程图3颜色识别实验方案1．TCS230白平衡