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        奈何设计一个以单片机为焦点的颜色辨认自顺应电路?_918博天堂COM

        颜色辨认是模式辨认领域的一个研究偏向,使用颜色辨认手艺能使依赖人眼举行颜色判其余方式产生基本厘革。这种手艺接纳颜色传感器[chuángǎnqì]获取的颜色信息[xìnxī],进而通过基于谋略机的信号[xìnhào]处置手艺实现。颜色的准确辨认。

        颜色辨认手艺经验了模仿辨认方式和数字化辨认两个阶段。的颜色辨认方式接纳模仿颜色探测。器件来举行颜色获取,这种探测。器件凡是是在的光电二极管上笼罩经由批改[xiūzhèng]的红、绿、蓝滤光片,经由光电转换发生的模仿信号[xìnhào];假如用微节制器对模仿信号[xìnhào]举行处置,就必需接纳分外的AD转换电路才气实现。和微节制器的接口,而AD转换电路的引入增添了信号[xìnhào]的处置时间,对体系的速率有很大的影响。;此外,因为的AD转换存在。量化缝隙,体系的精度受到很大的限定,的颜色辨认方式被如今的数字式化的颜色辨认手艺所替换。跟着半导体手艺的生长,数字式的颜色传感器[chuángǎnqì]慢慢代替了的光电二极管传感器[chuángǎnqì],这种手艺把颜色传感器[chuángǎnqì]所需的、机器、等信号[xìnhào]处置集成在很小的芯片上极大地。缩小了颜色传感器[chuángǎnqì]的体积[tǐjī]。因为这种传感器[chuángǎnqì]输出的是数字量,因此通过数字处置手艺来提高探测。速率并保持[bǎochí]检测器输出信号[xìnhào]的精度。比方接纳改善的检测方式来提高颜色探测。的速率,接纳数字电路来处置颜色数据等。

        当然数字传感器[chuángǎnqì]已经取得了乐成,但其于市场。的手艺还,跟着TAOS(Texas Advanced Optoelectronic Solutions)公司[gōngsī]最新推出的颜色传感器[chuángǎnqì]TCS230的面世,数字传感器[chuángǎnqì]才被工程。师们接纳。这种颜色传感器[chuángǎnqì]具有[jùyǒu]辨别率高、可编程的颜色选择、数字输出等特点。本文接纳TCS230来作为[zuòwéi]体系的探测。部门,基于该器件设计的颜色辨认体系于军事[jūnshì]领域,也于电致变色质料的变色研究以便得到质料的变色参数。

        1 TCS230简介 1.1 特征

        TCS230是TAOS公司[gōngsī]推出的可编程光到频率的转换器。它把可设置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个的CMOS(Comple-mentary Metal Oxide Semiconductor)电路上,在芯片上还集成了红、绿、蓝(RGB)3种滤光器,是业界个罕见字接口的RGB颜色传感器[chuángǎnqì]。该数字接口和微处置器,使电路设计变得简朴;此外,TCS230每个颜色通道有10位的数字转换精度,大大提高了颜色的获取精度。

        1.2 引脚说明

        TCS230引脚及布局图如图1所示。TCS230有8个引脚,其由光电二极管阵列和电流频率转换器构成,通过微处置器节制S0,S1,S2,S3的引脚电平节制TCS230输出红绿蓝三颜色频率值,通过标定获得数值化的BGB值,该值接纳谋略机来举行处置辨认。

        奈何设计一个以单片机为焦点的颜色辨认自顺应电路?

        图1 TCS230引脚及布局图

        2 颜色自顺应辨认电路设计 2.1 颜色自顺应辨认电路设计道理

        电致变色器件是随施加在器件上的电压而显示差异。颜色的模仿器件,变色的电压局限是-4~+4 V,且差异。颜色显示的电压差值在0.1 V阁下。,因此本设计的是怎样输出该电压值。

        图2为颜色探测。自顺应体系框图。体系实现。的是体系的节制模块,在本设计中接纳单片机来举行数据和下令的节制。本文的事情是基于电致变色器件而设计响应的电路,电路的成果是节制电致变色器件的变^况受情况的节制,从而起到辨认感化[zuòyòng]。

        奈何设计一个以单片机为焦点的颜色辨认自顺应电路?

        图2 颜色探测。自顺应体系框图

        的颜色辨认体系中涉及到多次模数-数模转换,该转换必要体系分外的处置时间,因此,削减这种模数-数模转换的次数则能提高体系的处置速率,个中最的方式是接纳数字式的颜色传感器[chuángǎnqì]和带模数转换的单片机来实现。。在本体系中接纳了TCS230来作为[zuòwéi]颜色收罗器件,其数字式的输出接口和单片机举行数据互换,不必要接纳模数转换电路。单片机接纳的是带16位的数模转换的低功耗器件AD-UC845,它把处置过的颜色数据通过集成的DA转换电路转换为模仿的信号[xìnhào],该信号[xìnhào]用来驱动电致变色器件举行颜色重现。

        体系的节制部门完成。对颜色到电压的转换成果,通过颜色传感器[chuángǎnqì]获取情况的颜色值,然后通过处置把颜色值转换为电致变色器件能够准确显示该颜色的电压。本文提出了两种自顺应的颜色到电压的转换方式:种方式接纳matlab的拟合方式,通过拟合颜色-电压获得拟合参数,并获得颜色-电压函数[hánshù];体系在该函数[hánshù]的感化[zuòyòng]下按照颜色值输出的电压从而节制电致变色器件的显示。第二种方式是接纳对照大的存储。体系,通过节制部门不绝的给电致变色器件送入电压,然后获取的颜色数据,把电压-颜色值存入存储。器创建一个数据库;体系运行的时刻,会把的颜色值和存储。的颜色值举行比对,若沟通则把存储。的电压值输出。因为要频仍的读取存储。器,该方式的速率比种方式慢。通过比拟。两种方式的优弱点本体系接纳种方式来实现。颜色重现。

        2.2 颜色探测。自顺应电路硬件图

        本体系的硬件框图如图3所示。由4个模块构成:稳压电源模块,颜色传感器[chuángǎnqì]模块,单片机处置模块,电压偏移模块和蓝牙通讯模块。

        奈何设计一个以单片机为焦点的颜色辨认自顺应电路?

        图3 颜色探测。自顺应电路硬件图

        体系中的稳压电源模块可提供两种差其余电压值:9 V的电压偏移模块事情电压和单片机3.3 V的事情电压值(3.3 V也用来驱动颜色传感器[chuángǎnqì]、蓝牙模块、存储。芯片),模块中接纳二极管来防止电源的反接而导致。毁坏体系的事情。

        颜色传感器[chuángǎnqì]接纳的是TCS230,因为其事情电压为3.3 V,因此与单片机举行接口设计,,电路布局简朴。

        单片机处置模块中接纳了EEPROM来存放。拟合好的颜色-电压参数值,体系在运行的时刻会按照读取的参数值给出颜色-电压拟合函数[hánshù],并在该函数[hánshù]的节制下举行颜色的重现。

        电压偏移模块是卖力对电压举行极性的反转和电压的恰当放大,因为电致变色器件的变色局限有负电压的泛起,因此在本体系单电源供电[gōngdiàn]的景象。下必需接纳偏移电路实现。负极性电压的输出。