论文研究-基于C8051F340单片机的颜色识别系统设计 .pdf

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基于C8051F340单片机的颜色识别系统设计,李丽芳,刘建月,由于传统的颜色识别系统的结构比较复杂,测量精确度较差的缘故,本文提出的新型的颜色传感器基本解决了原来存在的问题。该系统是
中国科技论又在线 端口○配置 试编程硬件 数字外设 复位 JARTI 端口0 c|P518051 上电复位 控制器核 包F,72 定时器 64132K6 ISP FLASH ,1.2,3 尤先权 电源 程序存储器 叉开关 监视器 驱动器 F14CV2TR P二A."DT 马器 FLEWRER 256字RAM VFC 压器 A2KB YRAM SPI 口2 驱动器 交叉开关控制 SFR 系统时钟 总线 外部存储器援口 XTA L1 驱动器 XTAL2 振荡器 时钟 乘法器 F2:F2 地址 荡器 数据 端冂4 低频 驱动器 恢复电路 振器 模拟外设 USB外设 控制器 2个比较器 全返/速 -A|A1 收发器 VEUS 1KB RAM 20k 八D己 传感器 图 的内部结构 的设计 公司的颜色传感器 是业界首款 带数字兼容接口的彩色光频率转换器,它內部集成了可配置的硅光电二极管阵列和 个电流频率转换器。 输出为占空比的方波,且输出频率与光强成线形关系。该 转换器对光响应范围为 ,典型输出频率范围为 ,且可通过两个可编 程引来选择、、或的输出比例因子。 的输入输出引脚可直接与黴处 理器或其他逻辑电路连接 通常我们所看到的物体颜色,实际上是物体表面吸收了照射到它上面的白光(囗光)中 的一部分有色成分,而反射出的另一部分有色光在人眼中的反应。根据德国物理学家赫姆霍 兹( )的三原色理论可知,各种颜色是由不同比例的三原色(红、绿、蓝)混合 而成的。如果知道构成各种颜色的三原色的值,就能够知道所测试物体的颜色。对于 来说,当选定一个颜色滤波器时,它只允许某种特定的原色通过,阻止其他原色的通过。例 如:当选择红色滤波器时,入射光中只有红色可以通过,蓝色和绿色都被阻止,这样就可以 待到红色光的光强:同理,选择其他的滤波器,就可以得到蓝色光和绿色光的光强。通过这 三个值,就可以分析投射到 传感器上的光的颜色。 由于 经过光频率转换输岀为占空比的方波,且输出为数字接∏,因此在 设计颜色分量检测电路吋,直接连接作为颜色数据采集电路。 中国科技论又在线 图 的颜色识别电路 图所小为颜色传感器的颜色测量程序流程图。其中由于白色中的三原色并不完全相 等,并且对于 的光传感器来说,它对这三种基本色的敏感性是不相同的,导致 的输出并不相等,因此在测试前必须进行白平衡调整,使得 对所检测的白色 中的三原色是相等的。进行白平衡调整是为后续的颜色识别做准备。 单片机初始化 <需要白平衡吗 调白平衡子稈序 调颜色识别了程序 返 图颜色传感器的颜色测量程序流程图 与键盘显示的设计 本系统使用的是键盘, 的液晶显示器 与传统的显示器件和相比,具有微功耗、长寿命、无辐射污染、显示信息 量大、体积小巧等诸多优点。目前已被广泛用于智能仪表中。显示性能多种多样,大抵 可分为段性显示、点阵显示、字符显示、图形显示和图像显示等。本系统要求能够实现汉字 的显示和搾制,因此选择深圳科瑞翔功公司的 的液晶显示器。 液晶显示器是 个 象素点的液晶显示器,由两片 和一片 控制和驱动, 和 均为大规模集成电路。其中,两片 作为列驱动向,一片 作为 行驱动向,也就是说,可以将 液品显示器分为两个区域区,区进行独立 操作,两个区域分别有象素点。 中国科技论又在线 图液晶的硬件电路图 键盘是人杋对话的输入设备,借助键盘可冋系统设置参数,发出控制指令等。键盘采用 的行列扫描式键盘。在行列扫描式键盘上实现键盘的三个步骤:判键消抖动;键码识别; 等待按下按键的松开。 图键盘的硬件电路图 颜色识别系统在应用中需要注意的问题 ()颜色识别时要避免外芥光线的干扰,否则会影响颜色识别的结果,最好把传感器、光 源等放置在一个密闭、无反射的箱子中进行测试; ()对光源没有特殊的要求,但是光源发出的光要尽量集中,否则会造成传感器之间的相 互干扰; ()当第一次使用 时,或 识别模块重启、更换光源等情况时,都需要进 行白平衡调整; ()初始化时,要注意 交叉开关的配置; ()液晶显示的驱动电源和逻辑电源是由双电源提供的。 结论 用 和微处坦器及其他接∏电路组成颜色识别系统。该系统能够在应用在尿液 分析仪、唾液分析仪等仪器中。由于采用了宄进技术和精心的软件硬件设计,使得系统达到 较高的性能指标。 输出的是数字信号,也省去了转换电路,同时低功耗设计满 足了仪器电池供电的需求,使得其具有广阔的应用前景。 中国科技论又在线 参考文献 胡建民颜色传感器 及颜色识电路单片机与嵌入式系统应用 用户手朋潘琢金译 作者简介:李丽芳 ,在读硕士研究生,专业方向:控制工程与控制理论。

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