STC89C52单片机颜色识别系统设计+电路图+代码(2)
由于设计之前进行了调查设计，再结合技术、资金等多方面的因素进行了综合考虑这次设计中使用的颜色传感器型号是TCS230，与目前常用的将待测颜色转换为电压输出的颜色传感器相比较而言，它的输出值是频率f是一个数字量且它的大致范围为两赫兹到五十万赫兹，因此它的电路设计就会变得更加简单以减少不必要的模块。其次，TCS230具有两个可编程的引脚，通过这两个引脚不仅可以根据不同的需要选择不同的滤波器，即红、绿、蓝滤波器从而可以实现依次读出颜色相应的R、G、B的值。除了上面提到的两个引脚之外传感器芯片上还有另外两个编程引脚S0、S1，这两个引脚的不同组合对应于不同的输出频率比例并且不同的输出频率比列有不同的测量区间，这就是TCS230传感器有较为宽阔的频率测量范围而且其所能适应的范围不断得以拓宽的原因。
2 基本理论依据
2.1三基色原理
从开始接触有关色彩方面的知识以来我们常听到“红、绿、蓝”这三种颜色这就是我们后来在高中所学到的三基色并且在所有的颜色中我们的眼睛对它们最为敏感、反应最快，我们形象的把自己的眼睛比喻成一个三色接收器。我们之前所学习过的三基色原理是指世界上绝大多数的颜色即某一种特定的唯一的杂色或纯色的都可以由红(R)、绿(G)、蓝(B)这三种颜色组合混合在一起从而形成，反过来说也行的通。相加混色生动的来说就好比是将不同量的红绿蓝三种颜色放在同一个容器里相融合叠加形成一种混合色。同理除了上述的利用相加的方法形成混色之外还有相减混色，可以根据所需通过相加相减法来调配颜色，得到所需要的颜色。如图2.1所示红、绿、蓝这三种颜色是互相不影响完全独立的，即仅仅由其中的任何两种颜色是够不成基本色的。
一般情况下我们的眼睛之所以能够识别不同物体的颜色类型这是因为光的反射、折射原理:现实生活中物体的表面不可能是完全光滑，由光学方面的知识可知道物体表面既吸收一部分光也反射一部分光，其中反射部分的光就能被人眼接收到再经过人脑判断颜色。虽然世界上的颜色多种多样其数量难以计算统计，但常识告诉我们也是我们必须记住的一点是：由于显示设备的一些特殊属性决定了颜色模型中所能够包括的、能描述组合的颜色类型并且每一种颜色所对应的R、G、B的数值是唯一，是确定的，是一对一的关系。
2.2 TCS230传感器的介绍
对TCS230传感器而言，共有三种颜色的滤波器如果选则红、绿、蓝三种基色中的一种指定的基色滤波器如红色滤波器时，那么传感器允许通过的颜色就只有这种所指定的颜色(红色)，而其他两种基色(蓝、绿色)就会被阻止、不允许通过，从而测量得到这种被指定的基色(红色)光的强度。以此类推，继续逐次选定剩下的两种基色(蓝、绿)的滤波器，此刻得到相应基色光的光强，即这样就可以得到红色光、绿色光、蓝色光的光强由这三个值就能估计分析计算所得出光的颜色。
下面我们来讲一下TCS230传感器最大的缺陷不足之处是它对光源的要求非常严格。在用实物成品进行测试时会发现物体与传感器的距离远近及测试时周围光线的明暗甚至当时的天气情况都会对结果产生影响，简单的来说就是对于同一种颜色测出的结果可能不一样。在实际生活中，我们所见的光的三基色并不是理论上的RGB值总是有一定误差的这就是理论与实践的区别。我们都知道书本上解释讲白色是怎么形成的时候说将等量的红绿蓝三色混在一起就能形成但通过实验会发现一定范围内即使三种颜色不等量也能构成白色。所以用TCS230传感器测量这种情况下的颜色是也会得出相同的结果造成这种结果的原因是颜色传感器本身对这三色的敏感程度就不一样，必然会导致三色输出结果不相等即红绿蓝三色的比值不是1:1:1，因此在测量前必须利用白平衡进行调节与补偿，为下面颜色识别测得较准确的RGB值做准备从而实现本设计所要达到的目的。