颜色传感器 TCS230 及颜色识别电路
类别:传感与控制 阅读:1574
来源:单片机及嵌入式系统应用 作者:深圳光硕科技有限公司 胡建民
摘要 TCS230 是美国 TAOS 公司生产的一种可编程彩色光到频率的传感器。该传感器具有分
辨率高、可编程的颜色选择与输出定标、单电源供电等特点;输出为数字量,可直接与微处理器连接。
文中主要介绍 TCS230 的原理和应用,以及色光和白平衡的知识,并用一个实例说明 TCS230 识别颜
色的过程。
关键词 TCS23 0 颜色传感器 颜色识别 白平衡调整
引言
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。例如:图书馆使用颜色区分对文献进行分类,
能够极大地提高排架管理和统计等工作;在包装行业,产品包装利用不同的颜色或装潢来表示其不同
的性质或用途。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、篮滤光片,
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 电路进行采样,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。
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 TT
L 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。图 1
是 TCS230 的引脚和功能框图。
图 1 中,TCS230 采用 8 引脚的 SOIC 表面贴装式封装,在单一芯片上集成有 64 个光电二极
管。这些二极管共分为四种类型。其中 16 个光电二极管带有红色滤波器;16 个光电二极管带有绿色
滤波器;16 个光电二极管带有蓝色滤波器;其余 16 个不带有任何滤波器,可以透过全部的光信息。
这些光电二极管在芯片内是交叉排列的,能够最大限度地减少入射光辐射的不均匀性,从而增加颜色
识别的精确度;另一方面,相同颜色的 16 个光电二极管是并联连接的,均匀分布在二极管阵列中,