机器人大赛参考材料——颜色传感器TCS230(单片.docVIP

题　　目： 　 TCS230 可编程彩色光/频转换器TCS230及其应用内容摘要：TCS230可编程彩色光／频率转换器是为高分辨率彩色传感器提供PWM数字接口的首款集成器件，该器件在单芯片上集成了可配置的硅光电二极管阵列和一个电流／频率转换器。文中详细介绍了TCS230的基本结构、主要性能及应用信息。 １　概述 ＴＣＳ２３０ 是ＴＡＯＳ公司必威体育精装版推出的业界首款带数字兼容接口的ＲＧＢ彩色光／频率转换器，它内部集成了可配置的硅光电二极管阵列和一个电流／频率转换器，其结构框图如图１所示。ＴＣＳ２３０输出为占空比５０％的方波，且输出频率与光强度成线性关系。该转换器对光响应范围为２５００００～１，典型输出频率范围为２Ｈｚ～５００ｋＨｚ，用户可通过两个可编程引脚来选择１００％、２０％或２％的输出比例因子。ＴＣＳ２３０的输入输出引脚可直接与微处理器或其他逻辑电路连接。通过输出使能端ＯＥ将输出置于高阻状态可使多个器件共享一条微处理器输入线。 ＴＣＳ２３０可编程彩色光／频率转换器将红、绿和蓝滤波器集成在单芯片上，因此无需ＡＤＣ就可实现每彩色信道１０位以上的分辨率。芯片内含一个交叉连接的 ８×８光电二极管阵列，其中每１６个二极管提供一种色彩类型，共有红、蓝、绿和清除全部光信息四种类型，可最大限度地降低入射光幅射的不均匀性。所有同颜色的１６个光电二极管都是并联连接，工作时通过可编程的引脚来动态选择色彩，以此来增加精确度和简化光学电路。该芯片采用８引脚ＳＯＩＣ表面贴封装，适用于色度计的测量应用。 ＴＣＳ２３０的主要特点如下： ●可完成高分辨率的光照度／频率转换；●色彩和满度输出频率可编程调整；●可直接与微处理器通讯；●单电源工作，工作电压范围：２．７Ｖ～５．５Ｖ；●具备掉电恢复功能；●５０ｋＨｚ时非线性误差的典型值为０．２％；●稳定的２００ｐｐｍ／的温度系数。 ２ ＴＣＳ２３０的引脚功能ＴＣＳ２３０的引脚排列如图２所示，各管脚的功能描述见表１所列。 表1 TCS230管脚功能 ３ ＴＣＳ２３０的主要参数 ３.１ 电学特性参数 ＴＣＳ２３０在ＴＡ ＝２５ＶＤＤ＝５Ｖ条件下的电学特性如表２所列。其中，满度输出频率是指传感器在没有饱和时的最大输出频率。 表2 TCS230的电学特性参数 ３.２ 工作特性参数 ＴＣＳ２３０的工作特性参数如表３所列。其中，饱和度是指满度输出频率与光灵敏度之比；照明响应度Ｒｖ可通过发光功率值由光灵敏度计算得出；非线性度定义为输出频率ｆＯ偏离０和满度频率之间直线的程度，可表示为满度频率的百分比。所有测试均采用发光二极管做光源，以小角度入射辐射光进行测量。 表3 TCS230的工作特性参数#includereg52.h sbit s2=P1^6; //选择滤波类型 sbit s3=P1^7; unsigned int f; unsigned char bai,shi,ge; unsigned char a[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71}; void delay(unsigned int delay_time) { while(delay_time){delay_time--;} } void display() { //f=235; bai=f/100; shi=f%100/10; ge=f%10; P0=a[bai]; P1=0xfe; delay(50); P0=a[shi]; P1=0xfd; delay(50); P0=a[ge]; P1=0xfb; delay(50); } void main() { TMOD=0x51; TH0=0xdc; TL0=0x00; TH1=0x00; TL1=0x00; EA=1; ET0=1; ET1=0; TR0=1; TR1=1; while(1) { display(); } } void time() interrupt 1 { EA=0; f=(TH1*256+TL1)/10; TH0=0xdc; TL0=0x00; //EA=1; //TR1=0; TH1=0x00; TL1=0x00; EA=1; } ４　应用设计 ４.１ 光电二极管的选择 光电二极管的类型（蓝色、绿色、红色、清除）选择可通过控制两个逻辑输入Ｓ２ 和Ｓ３来实现，具体方法如表４所列。 表4 光电二极管类型选择 表5 输出频率分频比例选择 ４.２ 输出频率分频设定 输出频率分频比由两个逻辑输入Ｓ０和Ｓ１控制，如表５