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便携式颜色识别与重现系统的研究

作　者: 龚健
导　师: 孟迎军
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 便携式颜色识别颜色传感器单片机
分类号: TH74
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 266次
引　用: 7次
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内容摘要

颜色传感技术是现代颜色测量仪器核心技术之一,使用颜色测量仪器是对产品颜色进行客观评价的主要手段,它已发展为集光学、机械、电子于一体的系统。在分析了国内传统颜色测量设计方案的基础上,本文提出了由单片机开发设计的便携式颜色测量系统的全过程。研制了颜色识别系统中探测头部分,光电探测器由光电二极管和覆盖其上方的RGB滤色片组成,在整个可见光谱区间内,得到被测物体的颜色三刺激值X、Y、Z,并得到较好效果,该颜色传感器适合于本身不发光物体的表面颜色测量。研究了对采集得到的小信号的预处理方法,介绍了影响颜色检测准确度的几个参数。着重分析了模数和数模芯片和单片机的接口电路,由单片机对其进行控制;同时,根据色度学原理,研究了算法。最后,对根据整个系统流程进行软件编写,控制信号采集和模数和数模转换,并输出。系统对物体颜色的探测,信号的放大处理,获取被探测物的颜色信息。系统硬件电路设计合理,功能较全,软件设计实用性强。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
1 绪论  6-10
  1.1 论文的背景  6
  1.2 智能仪器的特征  6-7
  1.3 智能仪器的国内外研究现状与发展前景  7
  1.4 系统的理论意义和应用价值  7-8
  1.5 本文的工作  8-10
2 颜色测量原理分析  10-17
  2.1 颜色测量的基础  10-11
    2.1.1 光、颜色与视觉  10
    2.1.2 颜色的基本特性  10-11
  2.2 色度学原理  11-15
    2.2.1 CIE—RGB色度学  11-12
    2.2.2 CIE—XYZ系统  12-14
    2.2.3 颜色测量的光源  14-15
  2.3 系统中的颜色识别应用  15-16
  2.4 本章小结  16-17
3 传感器的设计  17-27
  3.1 颜色传感器  17-21
    3.1.1 多极光电二极管型色敏传感器  17-19
    3.1.2 运用滤光片的色敏传感器  19-21
      3.1.2.1 光电二极管的工作原理与类型  20
      3.1.2.2 光电二极管的主要特性与参数  20-21
      3.1.2.3 光电二极管的基本应用电路  21
  3.2 运用滤光片的色敏传感器  21-26
    3.2.1 传感器设计  21-26
      3.2.1.1 传感器的光源选择  22-23
      3.2.1.2 传感器探头结构设计  23-24
      3.2.1.3 探测器滤光片的设计原理  24-26
  3.3 滤色片色敏传感器的讨论  26
  3.4 本章小结  26-27
4 系统硬件设计  27-43
  4.1 系统的总体结构  27
  4.2 弱信号预处理  27-29
    4.2.1 信号的预处理电路  28
    4.2.2 次级放大电路  28-29
  4.3 影响精度的两个因素  29-31
    4.3.1 运算放大器参数的影响  29-30
    4.3.2 噪声的影响  30-31
  4.4 放大器的调整  31
  4.5 接口电路的形式  31-33
  4.6 单片机和外围设备  33-41
    4.6.1 AT89C51单片机原理及功能  33-34
    4.6.2 A／D变换的原理  34-37
    4.6.3 ADC0809与8051接口  37-38
    4.6.4 ADC0809工作过程  38
    4.6.5 D／A转换的原理  38
    4.6.6 DAC0832转换器及其接口  38-41
  4.7 本章小结  41-43
5 系统软件设计  43-50
  5.1 软件设计所要解决的问题  43-46
    5.1.1 中断系统及中断控制  43-44
    5.1.2 外部扩展的地址确定  44-46
  5.2 控制模块软件设计  46-49
  5.3 本章小结  49-50
结论  50-52
参考文献  52-55
附录  55-56

便携式颜色识别与重现系统的研究

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