基于单片机的颜色识别系统设计
摘要：随着现代工业生产向高速化、自动化方向的发展，生产过程中长期以来由人眼起主导作用的
颜色识别工作将越来越多地被相应的颜色传感器所替代。本设计介绍了一种基于 STC89C52 单片机的颜
色识别系统，并且采用 TCS230 颜色传感器进行识别，最终将颜色信息显示出来。本设计主要阐述了
TCS230 颜色传感器的颜色识别原理，论述了仪器的测量原理，介绍了白平衡的校准方法，给出了颜色
系统设计的系统框图，完整的硬件电路的原理图，和软件的流程图。
目前的颜色传感器通常是在独立的光电二极管上覆盖经过修正的红、绿、蓝滤波片，然后对输出信
号进行相应的处理，才能将颜色信号识别出来；有的将两者集合起来，但是输出模拟信号，需要一个
A/D 电路进行采集，对该信号进一步处理，才能进行识别，增加了电路的复杂性，并且存在较大的识
别误差，影响了识别的效果。TAOS（Texas Advanced Optoelectronic Solutions）公司最新推出的颜色传感
器 TCS230，不仅能够实现颜色的识别与检测，与以前的颜色传感器相比，还具有许多优良的新特性。
本设计以 STC89C52 单片机为控制核心，利用颜色传感器 TCS230 设计一颜色识别系统，并能够辨别生
活中的各类颜色。
2.1 TCS230 芯片的结构框图与特点
TCS230 是 TAOS 公司推出的可编程彩色光到频率的转换器，它把可配置的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了红绿蓝(RGB)三种滤光器，是业界
第一个有数字兼容接口的RGB 彩色传感器，TCS230 的输出信号是数字量，可以驱动标准的TTL 或 CMOS
逻辑输入，因此可直接与微处理器或其他逻辑电路相连接。由于输出的是数字量，并且能够实现每个彩
色信道 10 位以上的转换精度，因而不再需要 A/D 转换电路，使电路变得更简单，当入射光投射到 TCS230
上时，通过光电二极管控制引脚 S2、S3 的不同组合，可以选择不同的滤波器；经过电流到频率转换器
后输出不同频率的方波（占空比是 50％），不同的颜色和光强对应不同频率的方波；还可以通过输出定
标控制引脚 S0、S1，选择不同的输出比例因子，对输出频率范围进行调整，以适应不同的需求。下面
简要介绍 TCS230 芯片各个引脚的功能。
图 1 TCS230 引脚图
TCS230 的 S0、S1 用于选择输出比例因子或电源关断模式；S2、S3 用于选择滤波器的类型；OE 反
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