本教程将向大家介绍如何使用TCS230颜色识别模块进行物品分类设计，使用的硬件资源主要有：STM32F103/STM32F407控制器、TCS230颜色识别模块、按键模块、SG90舵机模块、TFTLCD触摸屏模块等。实现的功能是：系统运行后，进入白平衡校准，需提前一张白色卡纸（不透光）放在传感器1-2cm位置，蜂鸣器发出提示音。开始存储筛选的颜色，此时LCD会显示RGB颜色数值，并根据数值识别红、绿、蓝及其它颜色，选择要识别的颜色后按KEY0键保存，蜂鸣器发出提示音结束。进入颜色识别，当用保存的颜色色卡放置在传感器前，舵机开启一次选择物品，当其它颜色则无操作。整个过程LCD会显示识别的颜色及RGB值。通过本教程的学习，让大家能快速上手STM32单片机应用开发。

TCS230是美国TAOS公司生产的一种可编程彩色光到频率的转换器。该传感器具有分辨率高、可编程的颜色选择与输出定标、单电源供电等特点。它把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的CMOS电路上，同时在单一芯片上还集成了红绿蓝(RGB)三中滤光器，是业界第一个有数字兼容接口的RGB彩色传感器。TCS230的输出信号是数字量，可驱动标准的TTL或CMOS逻辑输入，因此可直接与微处理器或其它逻辑电路相连接。由于输出的是数字量，并且能够实现每个彩色信道10位以上的转换精度，因此不再需要A/D转换电路，使得电路变得更简单。模块管脚图如下： TCS230模块管脚功能如下： S0、S1：用于选择输出比例因子或电源关断模式； S2、S3：用于选择滤波器的类型； OE：频率输出使能引脚，可以控制输出的状态，当有多个芯片引脚共用微处理器的输入引脚时，也可以作为片选信号； OUT：频率输出引脚； GND、VCC：电源引脚；

传感器工作时，通过两个可编程的引脚来动态选择所需要的滤波器。该传感器的典型输出频率范围从2Hz~500KHz，用户还可以通过两个可编程引脚来选择100%、20%或2%的输出比例因子，或电源关断模式。输出比例因子使传感器的输出能够适应不同的测量范围，提供了它的适应能力。例如，当使用低速的频率计数器时，就可以选择小的定标值，使TCS230的输出频率和计数器相匹配。 从功能图可知：当入射光投射到TCS230上时，通过光电二极管控制引脚S2、S3的不同组合，可以选择不同的滤波器；经过电流到频率转换器后输出不同频率的方波（占空比是50%），不同的颜色和光强对应不同频率的方波；还可以通过输出定标控制引脚S0、S1选择不同的输出比例因子，对输出频率范围进行调整，以适应不同的需求。S0、S1及S2、S3的可用组合如下：

通常所看到的物体的颜色，实际上是物体表面吸收了照射到它上面的白光（日光）中的一部分有色成分，而反射出的另一部分有色光在人眼中的反应。白色是由各种频率的可见光混合在一起构成的，也就是说白光中包含着各种颜色的色光（如红R、黄Y、绿G、青V、蓝B、紫P）。根据三原色理论可知，各种颜色是由不同比例的三原色（红、绿、蓝）混合而成的。

由上面的三原色感应原理可知，如果知道构成各种颜色的三原色的值，就能够知道所测试物体的颜色。对于TCS230来说，当选定一个颜色滤波器时，它只允许某种特定的原色通过，阻止其它原色的通过。例如：当选择红色滤波器时，入射光中只有红色可以通过，蓝色和绿色都被阻止，这样就可以得到红色光的光强；同理，选择其它的滤波器，就可以得到蓝色光和绿色光的光强。通过这三个值，就可以分析投射到TCS230传感器上的光的颜色。

白平衡就是告诉系统什么是白色。从理论上讲，白色是由等量的红色、绿色和蓝色混合而成的。但实际上，白色中的三原色并不完全相等，并且对于TCS230的光传感器来说，它对这三种基本色的敏感性是不相同的，导致TCS230的RGB输出并不相等，因此在测试前必须进行白平衡调试，使得TCS230对所检测的“白色”中的三原色是相等的。进行白平衡调整是为后续的颜色识别作准备。在本装置中，白平衡调整的具体步骤和方法如下：将空的试管放置在传感器的上方，试管的上方放置一个白色的光源，使入射光能够穿过试管照射到TCS230上。根据前面所介绍的方法，依次选通红色、绿色和蓝色滤波器，分别测得红色、绿色和蓝色的值，然后就可以计算出需要的三个调整参数。

当用TCS230识别颜色时，就用这三个参数对所测试颜色的R、G、B进行调整。这里有两种方法来计算调整参数： ①依次选通三种颜色的滤波器，然后对TCS230的输出脉冲依次进行计数。当计数到255时停止计数，分别计算每个通道所用的时间。这些时间对应于实际测试时TCS230每种滤波器所采用的时间基准，在这段时间内所测得的脉冲数就是所对应的R、G和B的值。 ②设置定时器为一个固定时间（例如10ms），然后选通三种颜色的滤波器，计算这段时间内TCS230的输出脉冲数，计算出一个比例因子，通过这个比例因子可以把这些脉冲数变为255。在实际测试时，使用同样的时间进行计数，把测得的脉冲数再乘以求得的比例因子，然后就可以得到所对应的RGB值。

①颜色识别时要避免外界光线的干扰，否则会影响颜色识别的结果，最好把传感器、光源等放置在一个密闭、无反射的箱子中进行测试； ②对光源没有特殊的要求，但是光源发出的光要尽量集中，否则会造成传感器之间的相互干扰； ③当第一次使用TCS230时，或TCS230识别模块重启、更换光源等情况时，都需要进行白平衡调整。

本实验所需要的硬件资源如下： ①STM32F103或STM32F407开发板1个（自带TFTLCD触摸屏） ②SG90舵机模块1个 ③USB线1条（用于供电和程序下载） ④TCS230模块1个 ⑤杜邦线若干

接线说明： TCS230颜色识别模块–>单片机IO S0–>PC8 S1–>PC9 OE–>GND GND–>GND S3–>PC11 S2–>PC10 OUT–>PC7 VCC–>5V

本实验程序工程如下所示： Tcs230.c是TCS230模块驱动代码，pwm.c是舵机控制代码，tftlcd.c是触摸屏驱动代码，appdemo.c是项目整个综合应用代码。我们仅对appdemo.c相关代码进行讲解，其它代码看项目工程文件。

appdemo.c文件代码较多，实现了整个项目的逻辑控制。我们选择几个重要的函数讲解。

app_demo函数代码如下：：