系統的控制部分主要完成對顏色到電壓的轉換功能，通過顏色傳感器獲取外界環境的顏色值，然后通過處理把顏色值轉換為電致變色器件能夠精確顯示該顏色的電壓。本文提出了兩種自適應的顏色到電壓的轉換方法：第一種方法采用matlab的曲線擬合方法，通過擬合顏色-電壓曲線得到擬合參數，并得到顏色-電壓函數；系統在該函數的作用下自動根據顏色值輸出對應的電壓從而控制電致變色器件的顯示。第二種方法是采用比較大的存儲系統，通過控制部分不斷的給電致變色器件送入電壓，然后獲取對應的顏色數據，把電壓-顏色值存入存儲器建立一個數據庫；系統運行的時候，會把外界的顏色值和存儲的顏色值進行比對，若相同則把存儲的對應電壓值輸出。由于要頻繁的讀取存儲器，該方法的速度比第一種方法慢。通過對比兩種方法的優缺點本系統采用第一種方法來實現顏色重現。

　　2.2 便攜式顏色探測自適應電路硬件圖

　　本系統的硬件框圖如圖3所示。主要由4個模塊組成：穩壓電源模塊，顏色傳感器模塊，單片機處理模塊，電壓偏移模塊和藍牙通信模塊。

　　系統中的穩壓電源模塊可提供兩種不同的電壓值：9 V的電壓偏移模塊工作電壓和單片機3.3 V的工作電壓值（3.3 V也用來驅動顏色傳感器、藍牙模塊、存儲芯片），模塊中采用二極管來防止電源的反接而導致破壞系統的正常工作。

　　顏色傳感器采用的是TCS230，由于其工作電壓為3.3 V，因此直接與單片機進行接口設計，電路結構簡單。

　　單片機處理模塊中采用了EEPROM來存放擬合好的顏色-電壓參數值，系統在運行的時候會根據讀取的參數值給出顏色-電壓擬合函數，并在該函數的控制下進行顏色的重現。

　　電壓偏移模塊主要是負責對電壓進行極性的反轉和電壓的適當放大，由于電致變色器件的變色范圍有負電壓的出現，因此在本系統單電源供電的情況下必須采用偏移電路實現負極性電壓的輸出。

　　藍牙通信模塊是負責數據的上下位機通信，通過把獲取的顏色數據發送給上位PC機，PC機在matlab的處理下，擬合顏色-電壓曲線，并把得到的擬合參數發送下位單片機。由于PC機的處理速度快，因此擬合的時間很少，主要的時間是上下位機之間的通信時間。

       2.3 便攜式顏色自適應識別電路軟件設計

　　在系統工作之前必須通過軟件對系統進行自平衡校準，采用的方法是：通過設置單片機的定時器為固定時間，然后選通三種顏色的濾波器，計算這段時間內TCS230的輸出脈沖數，得出一個比例因子，通過這個比例因子可以把這些脈沖數變為255。在實際測試時，使用同樣的時間進行計數，把測得的脈沖數再乘以求得的比例因子，然后就可以得到所對應的R、G和B的值。校準后則開始系統的正常工作，程序主要的工作是進行信號的處理包括中值濾波，A／D轉換等，在環境顏色的跟蹤過程中需要運用一系列的算法來實現對復雜環境的顏色的提取，這需要對設計的程序進行不斷調試。

　　程序的功能（圖4）是程序設計的準則，在本系統的程序設計中，最主要的功能是命令識別和執行，命令用來對數據流的方向進行準確控制，只有通過上下位機的命令二者之間的通信才能順利完成。系統在命令的控制下實現顏色識別以及重現功能，通過控制對應的輸出接口才能輸出對應的電壓值，實現系統的設計目的。

　　程序的軟件框架圖則是軟件設計的算法的一種體現，本系統的主控程序（圖5）主要完成系統初始化、命令流、數據流的統一調度。通過主控程序的調度外圍部件能夠正常的完成系統的功能要求。

　　3 便攜式顏色識別自適應電路實物圖

　　按照設計的系統硬件電路圖，設計并制作了便攜式顏色自適應系統的裸版，如圖6所示。電路板采用兩層布線。通過對設計的電路進行測試，分析輸出的顏色參量，運用matlab對結果進行顏色一電壓曲線擬合，并最終在電致變色器件上面顯示出了顏色，該顏色和從顏色傳感器檢測到的顏色一致。表明本電路能實現所要求的功能。

　　4 結束語