由上面的介绍可知，这种可编程的彩色光到频率转换器适合于色度计测量应用领域，如彩色打印、医疗诊断、计算机彩色监视器校准以及油漆、纺织品、化妆品和印刷材料的过程控制和色彩配合。本文以TCS230在液体颜色识别中的应用为例，介绍它的具体使用。在开始介绍TCS230的颜色识别前，先来了解一些光与颜色的知识。
　　2.1 三原色的感应原理
　　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)。根据德国物理学家赫姆霍兹(Helinholtz)的三原色理论可知，各种颜色是由不同比例的三原色(红、绿、蓝)混合而成的。
　　2.2 TCS230识别颜色的原理
　　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。
　　2.3 白平衡和颜色识别原理
　　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整，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颜色的R、G和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R、G和B的值。
　　3 TCS230的应用
　　3.1 颜色识别电路
　　基于上述分析，采用89C51和TCS230设计了一个医用液体颜色识别装置。该装置具有结构简单、识别精度和效率高的特点，并且能够和上位机通信，以将识别的结果实时传送给上位机。由于是说明TCS230的使用情况，下面仅给出其中的TCS230识别电路，如图3所示。图3中用89C51的P1口的几个引脚来控制TCS230的各个控制引脚，而TCS230的输出引脚被连接到89C51的定时器/计数器1的输入端(P3.5)。设置89C51定时器/计数器为相应的工作方式，初始化89C51定时器为一个定值，再选择TCS230的输出比例因子，并使能输出引脚。实际使用中通过读取89C51计数器的值，就可以分别计算出TCS230的三种输出频率，进而确定R、G、B值及颜色。

　现结合上述分析给出相应的软件流程，如图4所示。

　　在程序流程中：系统初始化负责设置89C51的定时器/计数器的工作方式，选择TCS230的输出比例因子，使能输出引脚以及通信参数的设置。初始化完成后，检测是否需要进行白平衡调整。如有，调用白平衡子程序;否则，转到下一步，检测是否需要进行颜色识别。如没有，返回;如需要颜色识别，调用颜色识别子程序，直到颜色识别完毕。

　　4 应用中需要注意的问题

　　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。

　　结 语

　　文章从TCS230的结构特点出发，介绍了色光理论和颜色识别的知识，还介绍了白平衡的原理和进行调整的方法。结合一个具体的应用，给出了相应的硬件设计电路和软件流程图。该传感器和文中介绍的方法对进行其它的颜色识别，也有很大的帮助。