基于STM32单片机颜色识别系统

Benso单片机

818人浏览 · 2025-10-14 14:28:10

Benso单片机 · 2025-10-14 14:28:10 发布

摘要

目前，随着现代工业科技的不断进步，不断发展。国内的市场越来越倾向于科学的高效率生产。快速发展的工业行业、自动控制行业以及生活行业都离不开色彩识别。对于色彩识别，人们不再限于通过眼睛来观察和判断，因为长时间使用眼睛来判断，会容易产生视觉疲劳，导致误差的增大。而本文就是介绍通过使用TCS3200颜色传感器如何来实现色彩识别的功能。
首先，通过对TCS3200颜色识别传感器的了解学习，以来实现TCS3200颜色传感器
的测量颜色功能。使其能够采集到R、G、B值。然后对其所采集到的值进行数据处理。
最后反馈到LCD1602的屏幕上。
传统的颜色识别是依靠人眼进行辨别，人眼可以简单明了的判断识别一些简单的颜色，但是这种人眼辨别的方法会有很多方面的局限性，导致误差提高。比如说受到光源的影响。并且随着现代工业化的飞速进步，传统的颜色识别的效率太低，以及误差较多，跟不上社会进步的步伐，已经逐渐满足不了自动化的需求。然而颜色对于工业生产产品又是重要的·项指标，所以在工业生产中能够高效率的识别和检测颜色就变得十分重要。因此，本次课题研究的是基于STM32单片机的颜色识别系统，研究的基本内容：选择合适的传感器与测量原理识别物体的颜色。以及可用LCD显示屏或者上位机显示识别到的颜色。

关键词：TCS3200颜色传感器；STM32F103C8T6单片机；LCD；色彩识别

第1章绪论

1.1研究背景
在工业化如今快速发展的现代社会中，人们已经不再满足用人眼进行简单的颜色识别，
这样不仅效率低下，还容易造成不可避免的疲惫误差。所以不仅在国内，国外也早早的开
始进行颜色识别检测系统的相关研究。
如今可以查询到的最早的颜色识别仪器是依据机器视觉作为基本原理米实现识别功
能的。但是这个仪器需要大量的复杂的数据处理量，因为它需要将获得的图像信息利用计
算机，将模拟信号转化为数字信号。然后还需要将这个信号发送给硬件模块。所以经过繁
琐的数据处理，最终才能够得到所需要检测的物体颜色。这个仪器之所以没有大量生产及
利用，不仅仅是因为数据处理复杂，更重要的是因为它价格并不便宜，不能够运用于需要
大量进行颜色识别检测的行业中。根据这些种种原因，使这个依据机器视觉作为基本原理
的颜色识别检测仪器逐渐退出市场竞争中。
但是在国内国外市场中，也因为这个最早的颜色识别仪器，渐渐打开了市场。很多大
型企业都投入了大量的资金与人才力量来研究颜色识别系统。就如今的色彩识别行业市场
中，我国的国内行业发展的不太优秀，没有自己的技术，也没有资本愿意投资创新，属于
初级阶段。
虽然我国在很多方面都已经遥遥领先于其他国家，甚至领先于一些发达国家。但是关
于颜色识别这一类的科学领域上，久久没有新的科学研究效果。所以就导致了我们经常需
要去国外的市场花巨资进口大量的颜色识别产品。这样又导致了价格的昂贵，而且又非常
不利于批量的使用。最值得思考的是，这样长期下去，我们会逐渐对国外的颜色识别类型
的产品产生依赖性，导致我们更加不能在这方面的领域取得进步和发展。
所以，伴随着各个产业对于颜色识别的不可或缺的性质，颜色识别技术必定会成为未
来科技发展以及自动化产业和智能化产业最不可缺少的重要部分。可以看出这个行业发展
前景十分美好。虽然我们现在处于落后的状态，但是我们需要大力发展颜色识别行业，研
发出属于我国市场的专用产品，既节约成本又能够提高我国科技发展在国际上的地位。

1.2研究目的及意义
本次课题研究的目的是基于STM32单片机的颜色检测识别系统，主要是需要以STM32F103C8T6单片机作为芯片，然后利用颜色传感器和OLED屏幕显示器，通过三者的关系来画出原理图，最后再搭建这三者的连接系统。其次，在合适的实验环境下，利用颜色传感器来采集物体颜色的R、G、B值，对被测物体进行检测，最后，将数据反馈到STM32F103C8T6芯片中，进行数据处理。紧接着就能得到被测物体所包含的R、G、B三原色的颜色值，之后再将数据反馈于OLED，这样屏幕上就会显示出来所识别的颜色。
现代化工业的迅速发展中，智能化的装置越来越普及，也有越来越多的产业需要用颜色识别来提高精度。国内外市场中的很多大企业也看中了这块领域的发展前景，知道谁能够先研究出来误差最低的颜色识别检测系统，谁就能抢占这方面的市场，从而获取更大的利益。所以关于颜色识别的误差，应该越低越好。所以，研究此课题的意义就在于提高颜色检测识别的精度，这样既保证了颜色识别智能化行业和其相关行业的发展，还为以后的关丁颜色识别领域的发展提出了自己的想法。

1.3 研究现状
1.3.1 国外研究现状
在上个世纪的60年代时候，IDL公司就已经开发出了关于颜色识别检测的最初原型。然后在70年代，美国Macbeth公司生产出了在线分光光度计，这个仪器能够再生产线上进行持续、实时的产品测色。比如说当产品颜色发生变化的时候，使其能够做出相应的处理，使整条生产线上的产品持续被监管，以识别颜色的色差和不合规格的产品。由于这个仪器的实用性以及价格不昂贵，当时很多人企业都是用这款产品。后来的市场中，日本有限公司开发了一款在线颜色检测识别系统，而且取得了很大的成功，收益了很大的成果。在工业化快速发展的今天，市场上大多数的一些颜色检测系统的主要技术都被国外的一些大型仪器仪表公司所控制生产。
1.3.2国内研究现状
虽然我国在很多领域中都已经领先于很多国家，但是我国的工业基础比起其他发达国家差了许多，对于颜色识别的检测技术一直处于相对落后的状态，在中国市场的一些企业，仍然采用最原始的颜色识别方法，即目视法。这样不仅工作的效率低下，而且会因为人为因素而产生不可避免的误差。而且以前大企业并没有在颜色识别这方面的领域投入资金.

2、简介

1、通过颜色识别模块可以识别颜色并做出判断
2、将识别到的颜色显示在oled上
3、可以通过按键校准颜色识别
4、当识别到颜色后rgb灯亮出相应的灯

3、组成

本设计由STM32F103C8T6单片机最小系统+oled液晶显示电路+颜色识别模块+rgb灯+电源电路组成。

4、实现效果

整体展示

5、设计原理

5.1STM32F103C8T6简介

STM32系列处理器是意法半导体ST公司生产的一种基于ARM 7架构的32位、支持实时仿真和跟踪的微控制器。选择此款控制芯片是因为本系统设计并非追求成本的最低或更小的功耗，而是在实现本设计功能的前提下能够提供更丰富的接口和功能以便于设计实验系统各实验项目所需的外围扩展电路。此款控制芯片在完成单片机课程的学习后上手较为容易，在医疗器械中应用广泛，具有很好的学习、实验研究价值。
一、STM32的主要优点：
（1）使用ARM最新的、先进架构的Cortex-M3内核
（2）优异的实时性能
（3）杰出的功耗控制
（4）出众及创新的外设
（5）最大程度的集成整合
（6）易于开发，可使产品快速将进入市场
二、STM32——最佳的平台选项
对于使用同一平台进行多个项目开发而言，STM32是最
佳的选择：
（1）从仅需少量的存储空间和管脚应用到需要更多的存储空间和管脚的应用
（2）从苛求性能的应用到电池供电的应用
（3）从简单而成本敏感的应用到高端应用
（4）全系列脚对脚、外设及软件的高度兼容性，给您带来全方位的灵活性。您可以在不必修改您原始框架及软件的条件下，将您的应用升级到需要更多存储空间或精简到使用更少存储空间/ 或改用不同的封装的规格。
STM32F103C8T6单片机核心板接口电路图如下图所示。