51單片機(jī)TCS230顏色識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)資料

ID:955480 · 發(fā)表于 2021-7-22 08:56

一個(gè)基于TCS230顏色傳感器和51單片機(jī)為核心的顏色識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)㈩伾D(zhuǎn)化成構(gòu)成它的R、G、B三基色數(shù)值。

本次設(shè)計(jì)由TCS230顏色傳感器做為顏色的采集識(shí)別裝置、STC89C52單片機(jī)做為核心控制系統(tǒng)、1602液晶顯示器和LED小燈做為信號(hào)數(shù)字顯示裝置。通過三基色原理[10]，和TCS230顏色傳感器在工作時(shí)可以自主的選用其內(nèi)部相應(yīng)的濾波器，透過并識(shí)別不同頻段的光強(qiáng)，在單片機(jī)程序的控制作用下將不同頻段的波段信號(hào)最終以數(shù)字信號(hào)的形式在液晶顯示器上顯現(xiàn)出來。

主要工作內(nèi)容如下：系統(tǒng)通電后打開開關(guān)先進(jìn)行白平衡，白平衡過后將需要識(shí)別的顏色卡片置于顏色傳感器上，顏色傳感器會(huì)將采集到的顏色進(jìn)行采集識(shí)別，并且將識(shí)別出的信號(hào)以波段的形式輸送至單片機(jī)，單片機(jī)通過程序識(shí)別顏色傳感器所發(fā)出的信號(hào)，在通過程序控制LCD液晶顯示模塊和LED燈組模塊，顯示出顏色傳感器所采集到的信號(hào)。具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。

圖2-1 顏色檢測(cè)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 方案比較與選擇

由于單片機(jī)、顏色傳感器和液晶顯示器的種類眾多，該顏色識(shí)別系統(tǒng)可以選擇不同的元件。以下為本次硬件設(shè)計(jì)的幾個(gè)核心模塊元件的比較分析和最終選擇。

2.2.1 單片機(jī)主控模塊的選擇

硬件部分涉及到了單片機(jī)，在我們?nèi)粘W(xué)習(xí)中，常用的單片機(jī)有STM32系列、Arduino、51系列。以下為這三種單片機(jī)的比較以及最終選擇。

STM32系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)擁有強(qiáng)勁的性能、可嵌套中斷、低功耗、位帶操作、高代碼密度等眾多優(yōu)點(diǎn)，還擁有著豐富的片內(nèi)資源和強(qiáng)大的庫函數(shù)支持。但對(duì)于本設(shè)計(jì)來說32系列單片機(jī)的運(yùn)用較為復(fù)雜，32系列功能完全溢出。

Arduino 單片機(jī)內(nèi)部直接包含硬件和軟件能夠直接讀取傳感器的數(shù)字或模擬輸入信號(hào)，可連接云端操作，不需要額外的編程下載器將代碼下載到板子上，能夠極大縮減軟件開發(fā)時(shí)間。但對(duì)于本設(shè)計(jì)來說Arduino核心板的I/O 端口較少、主頻較低不適用。

89C52單片機(jī)是最簡潔基礎(chǔ)的入門級(jí)單片機(jī)，同時(shí)也是應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)之一。其能夠通過下載器將Keil上面的程序直接下載進(jìn)單片機(jī)進(jìn)行仿真、調(diào)試。而且其還具有方便插入到用戶板中、體積小、價(jià)格實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)。在插入時(shí)將單片機(jī)緊貼用戶板，不需用連接線纜，可以有效地降低運(yùn)行中的干擾，同時(shí)也能避免仿真時(shí)出現(xiàn)的一些不確定故障，雖然功能不如32強(qiáng)，但完全適用于本設(shè)計(jì)。

2.2.2 顏色采集識(shí)別模塊的選擇

現(xiàn)存的顏色采集識(shí)別元件分為兩種類型，第一類是帶有濾波片的光電二極管、第二類則是顏色識(shí)別傳感器。

帶有濾波器的光電二極管是直接將紅、綠、藍(lán)濾波片分別放置于相對(duì)獨(dú)立的光電二極管的表面，對(duì)光信號(hào)進(jìn)行初步的處理，在經(jīng)過A/D電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，采集過后在進(jìn)一步的對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理識(shí)別，這樣做電路較為復(fù)雜，增大了系統(tǒng)體積和設(shè)計(jì)成本，且識(shí)別顏色的效果較差。

顏色識(shí)別傳感器可以直接對(duì)接受到的顏色信號(hào)進(jìn)行采集處理并識(shí)別，再通過以不同頻率的波段信號(hào)的形式直接將信號(hào)傳遞給單片機(jī)控制系統(tǒng)。這樣使得識(shí)別系統(tǒng)電路較為簡單，減少了系統(tǒng)體積和設(shè)計(jì)成本，同時(shí)TCS230顏色識(shí)別傳感器本身還具有體積較小、識(shí)別精度較高等特點(diǎn)，完全適合該設(shè)計(jì)所需條件。

2.2.3 顯示模塊的選擇

顯示模塊只需要能夠顯示出構(gòu)成待測(cè)顏色的R、G、B數(shù)值即可。OLED1286液晶具有顯示反應(yīng)速度快，像素點(diǎn)密集，有著128*64個(gè)點(diǎn)陣等優(yōu)勢(shì)，不過在實(shí)際使用時(shí)發(fā)現(xiàn)該液晶需要自主建立字體模型使用較為復(fù)雜，而且該設(shè)計(jì)的需求并不能完全的適配與該液晶，最終使用LCD1602液晶。該液晶可顯示兩行，每行顯示16個(gè)字符[11]，具有使用簡便、價(jià)格實(shí)惠的優(yōu)點(diǎn)。雖然反應(yīng)速度和顯示能力不如OLED12864液晶，但完全能夠適用于本設(shè)計(jì)。

2.2.4 設(shè)計(jì)所需元件清單

下表為該設(shè)計(jì)所需要的元器件清單表

表2-1 元件清單表

序號(hào)	元器件	數(shù)量
1	STC89C51單片機(jī)	1
2	TCS230顏色傳感器	1
3	LCD1602液晶	1
4	彩色LED燈泡	3

2.3 主要器件介紹

以下主要對(duì)構(gòu)成設(shè)計(jì)的STC89C52單片機(jī)、TCS230顏色傳感器、LCD1062液晶顯示器做一個(gè)全面系統(tǒng)的介紹。

2.3.1 STC89C52單片機(jī)

（1）STC89C51系列引腳功能

STC89C51系列單片機(jī)擁有40根引腳，每根引腳有不同的功能。圖2-2為STC89C52單片機(jī)的引腳圖，其中2根主電源線引腳VCC（P40）和VDDGND/VSS（P20）分別表示可接+5V電源的電源接口和電路接地線。2根外界晶振引腳XTAL1（P19）、XTAL2（P18）分別表示片內(nèi)振蕩電路的輸入端口和片內(nèi)振蕩電路的輸出端口。4根控制引腳即RST/VPP（P9）復(fù)位引腳，當(dāng)單片機(jī)復(fù)位時(shí)該引腳上會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平；ALE/PROG（P30）地址鎖存允許信號(hào)；PSEN（P29）外部儲(chǔ)存器讀選信號(hào)；EA/VPP（P31）程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，當(dāng)接高電平時(shí)從內(nèi)部程序儲(chǔ)存器讀指令，當(dāng)接低電平時(shí)從外部程序存儲(chǔ)器讀指令。4組8位可編程I/O口，每個(gè)口有8根引腳一共32根可編程輸入/輸出引腳，分別位于P0、P1、P2、P3口。P0口(P39～P32)：8位雙向I/O口線，名稱為P0.0～P0.7；P1口(P1～P8)：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P1.0～P1.7；P2口(P21～P28)：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P2.0～P2.7；P3口(P10～P17)：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P3.0～P3.7。

圖2-2 STC89C52單片機(jī)引腳圖

（2）STC89C52的工作原理

單片機(jī)就是按時(shí)鐘周期，取出指命和數(shù)據(jù)，作出相關(guān)的硬件操作[12]。當(dāng)系統(tǒng)需要做出一項(xiàng)指令時(shí)，能否找到該項(xiàng)指令，要對(duì)該項(xiàng)指令做出什么處理，就需要單片機(jī)軟件程序判斷，并且做出相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。在單片機(jī)尋找的過程中，可能會(huì)出現(xiàn)單片機(jī)的中斷。當(dāng)單片機(jī)完成該項(xiàng)指令后，若是沒有新的指令下達(dá)則單片機(jī)開始進(jìn)入休眠狀態(tài)，—但系統(tǒng)有新的指令下達(dá)單片機(jī)便又開始工作。STC89C52的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-3。

圖2-3 STC89C52內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

2.3.2 TCS230顏色傳感器

（1）TCS230的結(jié)構(gòu)及工作原理

TCS230在單一芯片上集成了64個(gè)光電二極管，這64個(gè)光電二極管分為4類，16個(gè)帶有紅色濾波器的光電二極管；16個(gè)帶有綠色濾波器的光電二極管；16個(gè)帶有藍(lán)色濾波器的光電二極管和16個(gè)不帶有任何濾波器的光電二極管，基本上可以透過全部的光信號(hào)。這些光電二極管在芯片中又是交叉排列的，能夠最大限度的減少入射光輻射的不均勻性，同時(shí)顏色相同的16個(gè)光電二極管是并聯(lián)的，均勻分布在二極管陣列中，可以消除顏色的位置誤差極大的提高了識(shí)別精度。工作時(shí)可通過兩個(gè)可編程的引腳來動(dòng)態(tài)選擇所需要的濾波器。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。

圖2-4 TCS230顏色傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

由圖可知當(dāng)光照射到TCS230顏色傳感器上時(shí)，光電二極管能夠控制引腳S2，S3進(jìn)行不同的組合，從而選擇不同的濾波器，在通過電流-頻率轉(zhuǎn)換器將濾過識(shí)別到的顏色信號(hào)轉(zhuǎn)換成不同的方波段，不同的顏色對(duì)應(yīng)不同頻率的波段；還可以通過輸出信號(hào)控制引腳SO，S1，選擇不同的信號(hào)輸出比例因子（100%，20%，2%），從而調(diào)節(jié)輸出波段頻率范圍，來達(dá)到不同的識(shí)別要求。以下兩表為內(nèi)部引腳所對(duì)應(yīng)的功能和不同引腳工作在高低電平時(shí)傳感器所對(duì)應(yīng)的工作選項(xiàng)。

表2-2 STC230內(nèi)部引腳所對(duì)應(yīng)的功能表

引腳名稱	輸入/輸出	備注
GND（8）		電源接地線
OE（7）	輸入	啟用（低電平有效）
OUT（3）	輸出	輸出頻率
S0、S1（5、6）	輸入	輸出頻率縮放選擇輸入
S2、S3（2、1）	輸入	光電二極管類型選擇輸入
VCC（4）		電源線（接2.7V-5.5V）

表2-3 不同組合下的工作狀態(tài)表

S0	S1	輸出頻率	S2	S3	濾波器顏色
低	低	電源斷開	低	低	紅色
低	高	2%	低	高	藍(lán)色
高	低	20%	高	低	無色
高	高	100%	高	高	綠色

TCS230顏色識(shí)別

TCS230顏色傳感器能夠識(shí)別顏色的方式基于三點(diǎn)即三基色原理、顏色識(shí)別原理、白平衡原理。

三基色原理：人眼能夠看到東西是因?yàn)槿搜勰軌蚪邮盏絹碜晕矬w反射的光。當(dāng)太陽光或其它光源照射到物體表面時(shí)，某些頻率的可見光會(huì)被物體表面吸收，不能吸收的可見光則會(huì)被物體表面反射，當(dāng)肉眼接收到這一部分反射光，就形成了我們看到的顏色。這也說明了太陽光是一種由各種頻率的可見光混合而成的光束，其中包含著各種顏色的光。自然界中所有顏色都可以通過不同比例的三基色（紅、綠、藍(lán)）混合得到，這稱為三基色原理。

顏色識(shí)別原理：由三基色原理可知，任何顏色都可以由三基色通過不同比例構(gòu)成，當(dāng)確定了某物體的三基色比例數(shù)值，就可以反過來確定該物體的顏色。TCS230顏色傳感器能夠識(shí)別顏色是因?yàn)樗鼉?nèi)部含有64個(gè)光電二極管構(gòu)成的濾波器。進(jìn)行顏色識(shí)別時(shí)它能夠選擇一種特定的濾波器工作，當(dāng)該種濾波器工作時(shí)只能通過特定的顏色，阻止其它顏色通過。這樣就能得到通過濾波器的顏色的光強(qiáng)，通過透過顏色的不同光強(qiáng)數(shù)值，就可以分析照射在TCS230顏色傳感器上的光的顏色。當(dāng)使用TCS230顏色識(shí)別傳感器識(shí)別顏色時(shí)：依次選擇三種顏色濾波器，再對(duì)TCS230的輸出脈沖進(jìn)行依次計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)到255時(shí)停止計(jì)數(shù)，記錄下每個(gè)通道到達(dá)的時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)所測(cè)得的脈沖數(shù)量就是該顏色所對(duì)應(yīng)的R、G、B的值。

白平衡和顏色識(shí)別原理：在顏色識(shí)別系統(tǒng)軟件上確定一個(gè)基底色，由于該基底色通常選為白色故而稱為白平衡。通常情況下白色應(yīng)是由紅色、綠色、藍(lán)色按照相同的比例混合而成的，因此在調(diào)節(jié)白平衡時(shí)系統(tǒng)液晶顯示屏上R、G、B的數(shù)值應(yīng)保持在（255、255、255）。但實(shí)際測(cè)試中白色中的三基色數(shù)值并不相同，這樣會(huì)導(dǎo)致TCS230顏色傳感器上R、G、B的輸出數(shù)值不同，導(dǎo)致后面的顏色識(shí)別不準(zhǔn)確[14]。故在測(cè)試顏色前需要調(diào)節(jié)白平衡，使TCS230顏色傳感器上檢測(cè)到白色中的三基色數(shù)值相同，保證后面顏色識(shí)別的準(zhǔn)確性。

（3）TCS230顏色識(shí)別電路接口

圖2-5 TCS230與單片機(jī)的連接方式圖

如圖2-5所示，將TCS230顏色傳感器的輸出引腳連接到單片機(jī)的定時(shí)\計(jì)數(shù)的輸入端。設(shè)置單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器的工作方式，初始化單片機(jī)定時(shí)器的值，在調(diào)整TCS230的輸出比例因子。在測(cè)量時(shí)通過單片機(jī)計(jì)數(shù)器的值，就可以計(jì)算出TCS230的各種輸出頻率，從而確定待測(cè)顏色的R、G、B三基色的數(shù)值。

2.3.3 LCD1602液晶

LCD1602液晶顯示器是廣泛使用的一種字符型液晶顯示模塊。它是由字符型液晶顯示屏（LCD）、控制驅(qū)動(dòng)主電路HD44780及其擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)電路HD44100，以及少量電阻、電容元件和結(jié)構(gòu)件等裝配在PCB板上而組成，內(nèi)部帶了80個(gè)字節(jié)的顯示RAM，用來儲(chǔ)存發(fā)送的數(shù)據(jù)。其與單片機(jī)的連接方式如圖2-6。

圖2-6 LCD1062與單片機(jī)的連接方式

其一共有16個(gè)引腳，每個(gè)引腳功能如下表。

表2-4 LCD1602引腳功能表

編號(hào)	符號(hào)	引腳說明	編號(hào)	符號(hào)	引腳說明
1	VSS	接地線	9	D2	Data I/O
2	VDD	電源線	10	D3	Data I\O
3	VL	液晶顯示偏壓信號(hào)	11	D4	Data I\O
4	RS	數(shù)據(jù)\命令選擇端	12	D5	Data I\O
5	R/W	讀/寫選擇端	13	D6	Data I\O
6	E	使能信號(hào)	14	D7	Data I\O
7	D0	Data I\O	15	BLA	背光源正極
8	D1	Data I/O	16	BLK	背光源負(fù)極

LCD1602液晶是可以顯示兩行，每行16個(gè)字符的液晶。第一行的地址是 0x00H 到 0x27，第二行的地址從 0x40 到 0x67，其中第一行0x00 到 0x0F是與液晶上第一行 16 個(gè)字符顯示位置相對(duì)應(yīng)的，第二行 0x40 到 0x4F 是與第二行 16 個(gè)字符顯示位置相對(duì)應(yīng)的[15]。而每行都多出來一部分，是為了顯示移動(dòng)字幕設(shè)置。其工作狀態(tài)如下表。

表2-5 LCD工作狀態(tài)表

工作狀態(tài)	RS	R/W	E	D0-D7
讀狀態(tài)	低	高	高	無
讀數(shù)據(jù)	高	低	高	無
寫指令	低	低	高	指令碼
寫數(shù)據(jù)	高	低	高	數(shù)據(jù)

圖2-7所示是在本設(shè)計(jì)中當(dāng)LCD1602處于白平衡工作狀態(tài)時(shí)，所顯示出的R、G、B三基色數(shù)值。

圖2-7 LCD在工作時(shí)顯示數(shù)值

第3章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)中TCS230顏色傳感器是現(xiàn)成的，可直接通電使用，在軟件中不需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化也可以進(jìn)行顏色的識(shí)別。開始先在程序中定義參數(shù)，在識(shí)別待測(cè)顏色過程中，程序先將信號(hào)進(jìn)行線性處理，再調(diào)用白平衡函數(shù)進(jìn)行白平衡調(diào)節(jié)，然后在調(diào)用顏色識(shí)別函數(shù)，其能夠完成顏色的采集、對(duì)比、轉(zhuǎn)化并輸出R、G、B的值，然后進(jìn)行三種顏色數(shù)值的比較以此來控制LED燈的亮滅，最后在通過調(diào)用顯示函數(shù)，將R、G、B的數(shù)值顯示在顯示模塊之中，這樣便完成了一次顏色的識(shí)別。具體程序框圖如圖3-1所示，整體程序詳見附錄。

圖3-1 主程序框圖

其中參數(shù)定義部分程序說明了單片機(jī)與1602液晶、LED和顏色傳感器之間對(duì)應(yīng)的引腳連接方式，還說明了程序中引用的子函數(shù)的作用以及定義了函數(shù)中某些字符所代表的顏色、顏色因子等必要參數(shù)；線性處理部分程序是對(duì)顏色傳感器識(shí)別的信號(hào)先做一個(gè)處理。CMOD=0x51設(shè)置16位定時(shí)計(jì)數(shù)工作模式，由于顏色傳感器識(shí)別的信號(hào)是不同頻率的波段，設(shè)置一個(gè)16位的定時(shí)計(jì)數(shù)模式，用10ms內(nèi)識(shí)別到的脈沖數(shù)量來求取待測(cè)顏色數(shù)值；顏色對(duì)比部分程序是用來判斷構(gòu)成該顏色的三基色的最大值，來控制對(duì)應(yīng)LED的點(diǎn)亮和熄滅。

顏色識(shí)別子函數(shù)：該程序設(shè)置了顏色傳感器的引腳工作狀態(tài)的高低電平，以此來選擇其內(nèi)部的濾波器類型，如設(shè)置（S2=0、S3=0）此時(shí)紅色濾波器工作，可求得三基色中的紅色數(shù)值。具體方法如下：定時(shí)器（TH0、TL0）定時(shí)工作10ms，在這10ms內(nèi)計(jì)數(shù)器（TH1、TL1）會(huì)記錄出輸入的脈沖個(gè)數(shù)，當(dāng)10ms過后關(guān)閉定時(shí)器、計(jì)數(shù)器。此時(shí)紅色濾波器工作，那么R=（（TH1*256+TL1）/紅色因子）。同理，調(diào)整傳感器S2、S3的工作狀態(tài)分別使另外兩個(gè)濾波器工作即可求出其它兩基色的值，R、G、B三個(gè)數(shù)值即可確定顏色。

白平衡子程序：上述中顏色識(shí)別過程中最終得出的顏色數(shù)值為脈沖數(shù)量/顏色因子，白平衡的過程就是求取顏色因子。由白平衡原理可知此時(shí)R、G、B的值應(yīng)為（255、255、255），在通過計(jì)數(shù)器計(jì)算出在10ms內(nèi)的脈沖數(shù)即可求得顏色因子。此時(shí)顏色因子=（（TH1*255+TL1）/255）。通過設(shè)置不同的濾波器工作可以求出不同顏色（R、G、B）的顏色因子。

顯示部分程序：1602液晶可以每行顯示16個(gè)字符，共可顯示兩行。先設(shè)置1602初始化函數(shù)，定義液晶引腳的工作電平以此來控制其工作狀態(tài)（讀寫狀態(tài)、讀寫指令），在顯示時(shí)設(shè)置顯示在第X（X不大于1）行第Y列（Y不大于15），由于第二行顯示的地址是從0x40開始的，當(dāng)顯示在第二行時(shí)地址碼需加0x40，算出指令碼進(jìn)行顯示。

第4章硬件電路設(shè)計(jì)及測(cè)試

4.1 硬件電路

由于該設(shè)計(jì)較為便捷，在了解了各個(gè)模塊的功能與作用之后，只需要將第二章所述模塊各自按照其與單片機(jī)的連接方式逐一搭建起來，然后在通過仿真模擬記錄下顯示模塊的數(shù)據(jù)，并且與網(wǎng)絡(luò)上的標(biāo)準(zhǔn)比色卡的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，判斷本設(shè)計(jì)是否能夠?qū)崿F(xiàn)其要求的顏色識(shí)別功能即可。

首先在Altium Designer 軟件上面構(gòu)建出顏色采集識(shí)別模塊、單片機(jī)主控模塊、液晶顯示模塊中各個(gè)引腳之間的硬件模擬圖。由于在Altium Designer 軟件上面沒有TCS230和LCD1602這兩款元件，則需要自己通過創(chuàng)建子電路的方式進(jìn)行構(gòu)建。如圖4-1，4-2，4-3是該設(shè)計(jì)的總硬件電路圖、PCB版圖和3D模擬圖。

圖4-1 顏色識(shí)別系統(tǒng)硬件電路模擬圖

圖4-2 系統(tǒng)PCB版圖

圖4-3 系統(tǒng)3D效果圖

由于在Altium Designer上構(gòu)建出來的元器件不能實(shí)現(xiàn)該元器件應(yīng)有的功能，所以本設(shè)計(jì)不能通過軟件仿真測(cè)試，只能通過實(shí)物進(jìn)行仿真測(cè)試，因此需要先進(jìn)行本設(shè)計(jì)的實(shí)物搭建。按照上述硬件模擬電路圖，將實(shí)物逐步焊接在電路板上，為了能夠使得LCD液晶顯示器模塊有更好的顯示效果，在電路的設(shè)計(jì)中添加了一個(gè)滑動(dòng)變阻器，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值來控制LCD液晶的顯示數(shù)值的亮暗程度，更加便于肉眼觀察。如圖4-4是本設(shè)計(jì)的硬件實(shí)物圖。

圖4-4 顏色識(shí)別系統(tǒng)硬件電路實(shí)物圖

4.2實(shí)物測(cè)試

在Keil軟件上編寫程序，利用串口下載器將程序下載進(jìn)STC89C52單片機(jī)中，并且使用不同顏色的卡紙放置在TCS230顏色傳感器上，記錄出現(xiàn)在LCD液晶顯示模塊上面的R、G、B數(shù)值。R、G、B三基色的數(shù)值只會(huì)出現(xiàn)在0-255之間，當(dāng)某一數(shù)值顯示為0時(shí)表示該基色顏色不參與該待測(cè)顏色的構(gòu)成，若是待測(cè)顏色為三基色本身那么其余的兩個(gè)基色的數(shù)值應(yīng)顯示為0，待測(cè)三基色應(yīng)顯示為255.如：測(cè)試基色紅色，則顯示結(jié)果應(yīng)該為（R:255、G:0、B:0）同理其它三基色也是如此。將記錄下的R、G、B數(shù)值輸入到三基色顏色配比表（網(wǎng)頁版）中，將待測(cè)顏色與三基色顏色配比表中出現(xiàn)的顏色進(jìn)行對(duì)比，判斷本顏色識(shí)別系統(tǒng)是否能夠準(zhǔn)確的識(shí)別待測(cè)顏色。如圖4-5是本顏色識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)物進(jìn)行白平衡時(shí)的工作狀態(tài)圖。

圖4-5 顏色識(shí)別系統(tǒng)實(shí)物白平衡仿真圖

由上圖可以看出，當(dāng)帶有顏色的卡紙放置在TCS230顏色傳感器上時(shí)，在LCD顯示模塊上面會(huì)顯示出R、G、B各自占比的數(shù)值，上圖為系統(tǒng)白平衡調(diào)試故顯示的數(shù)值為（R255、G255、B255）。

4.3數(shù)據(jù)測(cè)試

由于顏色的多種多樣性，故選取7種具有代表性的顏色進(jìn)行顏色識(shí)別測(cè)試，并分別將液晶顯示模塊上的數(shù)值記錄下來，并且將數(shù)據(jù)輸入進(jìn)顏色生成器中，看生成的顏色是否符合待測(cè)顏色。下表為測(cè)試結(jié)果以及顏色生成器生成的目標(biāo)顏色。

表4-1 顏色識(shí)別裝置測(cè)試結(jié)果表