基于TCS230颜色传感器与51单片机的颜色辨别系统

基于TCS230颜色传感器与51单片机的颜色辨别系统摘要：颜色传感器的出现使辨别物体的颜色更便捷，使生产线能根据工件的颜色进行分拣，大大提高了工业自动化。在以前生产线上采用人工分拣有颜色的工件，自动化程度低，效率低，已经不能适应工业生产需要了。而TCS230颜色传感器具备分辨率高、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。本设计以STC89C51单片机为处理器，将TCS230采集的颜色信号经过单片机处理，再通过LCD1602液晶屏把数据显示出来。关键词：TCS230颜色传感器51单片机LCD1602液晶颜色辨别中图分类号：TP27文献标识码：A文章编号：1003-9082（2015）11-0286-02一、引言1.研究背景随着现代工业生产向高速化、自动化方向的发展，颜色辨别的技术广泛应用于工业检测和自动化控制领域。特别是微机技术的不断深入发展，从单片机到嵌入式系统一步一步的发展和迈向成熟，进而使自动化水平再上一个阶段。再者，顺应各类场所的传感器连续的出现，它们有着可靠性极高、能经受恶劣情况的考验、功能强大以及使用简单方便等强大优越特点，因此快速地占领自动控制领域产业，成为工业自动控制领域的领头产品。颜色分拣是工农行业的重要手段，而在当今竞争日益激烈的市场经济中，各厂家为赢得更广泛的客户群获得更多的利益，他们在成本控制、系统稳定性和流程控制等方面花了很大功夫，以求得在竞争对手中赢得上风。2.研究的目的与意义我国是制造业大国，对自动化提出越来越高的要求，同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。颜色分拣系统对工业的生产提出更高的要求，基本满足当代人的需求。实现自动控制的颜色分拣系统能够极大的提高生产效率和产品质量，明显消除靠人眼分拣产生的误差，有效减少员工的劳动强度并降低能源和资源的损耗。颜色辨别的技术广泛应用于各类工业检测和自动控制范畴，而生产过程当中长期以来由人眼起主导作用的颜色辨别工作将越来越多地被相关的颜色传感器所替换。如：各类物体外观颜色辨别如产品包装色标检测，产品外表特点颜色的检测等等。3.国内外研究状况在我国，颜色识别的分拣系统应用广泛，凡是涉及颜色的东西都可以进行分类。对于分拣方面在国外的研究也相当多，特别是日本，日本在上世纪80年代就已经根据经济发展需求提出自动分拣的观点，并且随后的发展逐步推进物流的信息化建设，发展物流信息管理系统的整体规划和建设，经过互联网使自动分拣系统加快获得实现和改善，同时对于怎么进一步加快分拣效率和减少物流本钱支付的研究也随之出现，但关于我国国内物流方面的介绍少之又少，多是因为国内物流行业发展到大规模扩张之间的时间较短，所以在分拣体系方面的研究当前来讲为数不多，这方面现有的有关建树的文献资料国内也缺乏。近几年国务院虽出台了部分鼓励物流成长的政策，但国内的物流业仍然处在一个劣势地位，智能化的分拣体系在国内几乎见不到踪迹，除邮政和顺丰如此之类的物流业巨头外，其他的物流企业仍然还在人工化的分拣方式，没有政府的资金鼓励，物流行业的发展步伐将很大地受到限制。二、颜色辨别系统基本概况本系统主要实现对红，绿，蓝三种颜色辨别的功能。1.系统组成结构颜色辨别系统的结构如图1所示，它是基于STC89C51单片机控制的基础上，再加上TCS230颜色传感器模块与LCD1602液晶显示模块。图1系统总体框图2.颜色辨别系统硬件设计2.1系统主要硬件介绍2.1.1LCD1602液晶显示屏基本技术参数：（1）显示容量：16*2个字符（2）芯片额定工作电压：4.5―5.5V（3）额定工作电流：2.0mA（5.0V）（4）模块最优工作电压：5.0V（5）字符大小：2.95*4.35（W*H）mm引脚功能说明：表2.1接口信号说明第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示偏压信号，主要用于调节显示的黑色明亮字符以及周围液晶点之间的对比度。第4脚：RS为数据、命令选择端，高电平时选择的是数据、低电平时选择的是命令。第5脚：R/W为读写选择端，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。在写入命令或者显示地址时，RS和R/W选择端必须都为低电平;在读忙信号时，RS为低电平且R/W为高电平;在写入数据时，RS为高电平且R/W为低电平。第6脚：E端为使能端，如果E端为高电平时则读取信息，负跳变时则执行命令。第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。2.1.2TCS230颜色传感器TCS230是TAOS公司推出的可编程颜色光到频率的转换器。它把可配置的硅光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红绿蓝（RGB）三种滤光器，是业界第一个有数字兼容接口的RGB颜色传感器。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，并且是能够实现每个颜色信道10位以上转换精度，因而不再需要A/D转换电路，使电路变得更简单。图2.1是TCS230的引脚和功能框图。