基于CW32系列MCU的GY-33顏色識別模塊設計

一、簡介

1.GY-33是一種基于TCS34725顏色傳感器的顏色識別模塊。TCS34725是一種高精度光學傳感器，能夠檢測紅、綠、藍三個基本色的光譜信息，從而實現對物體顏色的準確識別，該模塊的具體應用場景包括以下幾個方面：

（1）電子設備顏色校準：在電子設備制造過程中，顏色一致性非常重要。使用GY-33模塊可以幫助制造商檢測和校準電子設備的顏色，確保不同設備之間的顏色表現一致。

（2）色彩分析和精確匹配：GY-33模塊在顏色分析和匹配方面有廣泛應用。例如，在印刷行業中，可以使用該模塊來檢測和匹配顏色樣本，從而確保印刷品的準確顏色表現。

（3）機器人視覺系統：GY-33模塊可以用于機器人視覺系統，幫助機器人在環境中對不同顏色的物體進行識別和分類。這在物流、倉儲和自動導航系統中非常有用，機器人可以根據物體的顏色屬性執行相應的任務。

二、所需物料

本實驗使用到了CW32F030C8小藍板、GY-33顏色識別模塊、0.96寸OLED顯示屏，RGB全彩LED模塊、輕觸開關模塊及Keil5開發環境。

CW32F030C8小藍板

GY-33顏色識別模塊

RGB全彩LED模塊

實物展示

【GY-33與單片機連線】：VCC<-->+3.3V

GND<-->GND

DR<-->PA5

CT<-->PA4

【LED與單片機連線】：V<-->+3.3V

R<-->PA0

G<-->PA1

B<-->PA2

【輕觸開關與單片機連線】：VCC<-->+3.3V

GND<-->GND

OUT<-->PB9

此模塊有兩種方式讀取數據，即串口UART或者 MCU_IIC，本次實驗采用MCU_IIC的方式。

有簡單的7種顏色識別，單片機不參與數據處理工作，不需要計算RGB值，直接讀取吧 數據即可。需要特別注意的是：

三、核心代碼

main.c:
#include "main.h"
#include "RGB.h"
#include "GTIM.h"
#include "Delay.h"
#include "GY_33.h"
#include "OLED.h"
#include "Key.h"
#include "BTIM.h"


#define LENGTH 3   //讀取數據的長度
uint8_t press_flag=0; //按鍵按下標識
uint8_t data[LENGTH]={0}; //存放讀取到的RGB數據
uint8_t color[1]={0};  //存放模塊識別到的顏色數據
char *str[]={"blue","dblue","green","black","white","pink","yellow","red"};//模塊可以識別到的顏色


int main()
{  
  uint8_t i;  
  OLED_Init();      //OLED顯示
  RGB_GPIO_Init();  //RGB燈GPIO初始化
  GTIM2_Init();     //GTIM2初始化配置為PWM輸出模式
  I2C_GPIO_Init();  //GY-33模塊GPIO初始化
  Key_GPIO_Init();  //按鍵GPIO初始化
  BTIM_Init();      //BTIM定時器初始化，定時控制按鍵掃描周期
//  WriteData(GY33_ADDR,Config,0x51);  //啟動白平衡，等級亮度為5


  while(1)
  {
    if(press_flag==1)  //若按鍵標識已打開，代表有按鍵按下，執行按鍵功能
    {
      OLED_Clear(); //清屏
      if(ReadData(GY33_ADDR,R,data,LENGTH)) //讀取模塊檢測顏色并進行處理后返回的RGB值
      {
        OLED_ShowString(1,1,"RGB:");
        OLED_ShowNum(1,5,data[0],3);  //R值
        OLED_ShowNum(2,5,data[1],3);  //G值
        OLED_ShowNum(3,5,data[2],3);  //B值
      }
      RGB_Running(data);  //RGB全彩LED燈根據讀取到的RGB進行顯示
      Delay_ms(100);      //數據讀取間隔應不小于100ms
      if(ReadData(GY33_ADDR,Color,color,1))//讀取模塊檢測顏色并進行處理后的顏色信息返回值
      {
        for(i=0;i<8;i++) //8-bits數據，逐位判斷
        {
          if((color[0]>>i)==1) //判斷哪一位為1
          {
            OLED_ShowString(4,1,"Color:");
            OLED_ShowString(4,7,str[7-i]); //顯示對應顏色
            break;
          }
        }
      }
      press_flag=0; //執行完關閉按鍵標識
    }  
  }
}


void BTIM1_IRQHandler(void)  //BTIM1中斷服務函數
{
  static unsigned int cnt = 0;
  
  if(BTIM_GetITStatus(CW_BTIM1,BTIM_IT_OV))  
  {
    if(++cnt>=20)  //20ms定時，執行一次按鍵掃描
    {
      cnt = 0;
      if(Key_Scan()==1)  //返回值不為0時
        press_flag=1;    //打開按鍵標識
    }
    BTIM_ClearITPendingBit(CW_BTIM1,BTIM_IT_OV); //清除標志位
  }
}


GY-33.c:
#include "main.h"
#include "Delay.h"
#include "GY_33.h"


void I2C_GPIO_Init(void)   //GY-33顏色識別模塊GPIO初始化
{
  __RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; 
  GPIO_InitStruct.IT=GPIO_IT_NONE;
  GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_OD;      //開漏輸出
  GPIO_InitStruct.Pins=GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5;
  GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
  GPIO_Init(CW_GPIOA, &GPIO_InitStruct);
  
  SCL(1);
  SDA(1);
}


void I2C_Delay() //I2C延時函數
{
  Delay_us(time);
}


uint8_t I2C_Start(void)  //發送起始信號
{
  SDA(1);
  SCL(1);
  I2C_Delay();
  if(ReadSDA==0) return 0;
  SDA(0);
  I2C_Delay();
  if(ReadSDA==1) return 0;
  SCL(0);
  I2C_Delay();
  
  return 1;
}


void I2C_Stop(void)  //發送停止信號
{
  SDA(0);
  SCL(0);
  I2C_Delay();
  SCL(1);
  I2C_Delay();
  SDA(1);
}


void I2C_SendACK(uint8_t ackbit)  //發送應答
{
  SDA(ackbit);
  SCL(1);
  I2C_Delay();
  SCL(0);
  I2C_Delay();
}


void I2C_SendByte(uint8_t Byte)  //發送1字節（8-bit）的數據
{
  uint8_t i;
  SCL(0);
  for (i = 0; i < 8; i++)
  {
    if(Byte&0x80) SDA(1);
    else SDA(0);
    SCL(1);
    I2C_Delay();
    SCL(0);
    Byte<<=1;
    I2C_Delay();
  }
}


uint8_t I2C_ReceiveByte(void)  //接收1字節（8-bit）的數據
{
  uint8_t data,i;
  SDA(1);
  Delay_us(1);
  for(i=0;i<8;i++)
  {
    SCL(1);
    data<<=1;
    if(ReadSDA==1) data|=0x01;
    I2C_Delay();
    SCL(0);
    I2C_Delay();
  }
  
  return data;
}


uint8_t I2C_WaitAck(void) //等待應答
{
  uint16_t i;
  SDA(1);
  SCL(1);
  while(ReadSDA==1)
  {
    if(++i==500)
      break;
  }
  if(ReadSDA==1)
  {
    SCL(0);
    return 0;
  }
  I2C_Delay();
  SCL(0);
  I2C_Delay();
  
  return 1; 
}


uint8_t WriteData(uint8_t Slave_Addr,uint8_t REG_Addr,uint8_t data)  //寫操作
{
  if(I2C_Start()==0) RETURN
  
  I2C_SendByte(Slave_Addr);  
  if(I2C_WaitAck()==0) RETURN
    
  I2C_SendByte(REG_Addr);    
  if(I2C_WaitAck()==0) RETURN                
  
  I2C_SendByte(data);
  if(I2C_WaitAck()==0) RETURN              
  
  I2C_Stop();                    //發送停止信號
  
  return 1;
}


uint8_t ReadData(uint8_t Slave_Addr,uint8_t REG_Addr,uint8_t *data,uint8_t length) //讀操作
{  
  if(I2C_Start()==0) RETURN        
    
  I2C_SendByte(Slave_Addr);    
  if(I2C_WaitAck()==0) RETURN        
    
  I2C_SendByte(REG_Addr);            
  if(I2C_WaitAck()==0) RETURN
  
  if(I2C_Start()==0) RETURN
    
  I2C_SendByte(Slave_Addr+1); 
  if(I2C_WaitAck()==0) RETURN                
    
  while(--length)
{
    *data++=I2C_ReceiveByte();
    I2C_SendACK(0);
    Delay_ms(110);
  }
  *data=I2C_ReceiveByte();
  I2C_SendACK(1);
  I2C_Stop();                    //發送停止信號
  
  return 1;              
}

四、實物展示+效果演示

審核編輯：湯梓紅