ROC-RK3308-CC开发实例总结--TCS3200颜色传感器模块调试

颜色传感器介绍：
       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。关于这款颜色传感器的原理不过多介绍，更详细可参考数据手册，总结来说它就是可以识别出颜色的rgb值，从out引脚以脉冲的形式表达出来。这个颜色传感器在网上有大量的51单片机的驱动代码，而对于linux驱动的代码却是非常少。网上的驱动思路最常见的就是：固定时间（比如10ms），计算三颜色的脉冲个数，分别乘以比例因子，最后得到颜色的rgb值。

编写设备树：
       讲完大概的驱动思路，然后来看看如何在rk3308去实现该驱动。在设备树描述设备:

color_sensor: color_sensor {
   compatible= "firefly,color-sensor-demo";
   status= "okay";
   led_gpio=<&gpio0 RK_PA5 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
   out_gpio=<&gpio0 RK_PB7 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
   s2_gpio=<&gpio1 RK_PA5 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
   s3_gpio=<&gpio0 RK_PC4 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
  };

　　

这里描述了四个引脚，led引脚用来控制颜色传感器模块上的led，out引脚时输出三原色脉冲数，s2、s3是颜色传感器滤波器的配置引脚，引脚的详细介绍参考数据手册。

编写驱动
      配置完设备树后，来看看驱动代码，在代码里用一个结构体来描述颜色传感器，如下：

//描述颜色传感器的类型
struct color_sensor{
   unsigned int gpio_s2,gpio_s3;
   unsigned int gpio_led,gpio_out;
   unsigned int out_irq;
   unsigned int rgb_cnt[3];//0 r 1 g 2 b //rgb颜色的脉冲计数
   int rgb_value[3];                                        //rgb颜色的值
   unsigned char lbq_status;                    //颜色传感器的滤波器状态
   struct timer_list timer;                              //定时器
   struct semaphore sem;                          //信号量
   unsigned char flag;                                 //1 识别颜色 0 白色平衡校验
 };

　　

在中断里进行脉冲计数，如下：

static irqreturn_t color_sensor_irq_handler(int irq, void *data)
{
    switch(dev_sensor->lbq_status)
    {
        case 0://红色
            dev_sensor->rgb_cnt[0]++;
            break;
        case 1://绿色
            dev_sensor->rgb_cnt[1]++;
            break;
        case 2://蓝色
            dev_sensor->rgb_cnt[2]++;
            break;
    }
    return IRQ_HANDLED;
}

　　

在定时器的回调函数里进行计算，如下：

static void timer_callback(unsigned long data)
 {
         .....
             if(dev_sensor->flag==1)
             {
             dev_sensor->rgb_value[0]=pdata->rgb_cnt[0]*KR/10;
             dev_sensor->rgb_value[1]=pdata->rgb_cnt[1]*KG/10;
             dev_sensor->rgb_value[2]=pdata->rgb_cnt[2]*KB/10;
             }else
             {
              dev_sensor->rgb_value[0]=pdata->rgb_cnt[0];
              dev_sensor->rgb_value[1]=pdata->rgb_cnt[1];
              dev_sensor->rgb_value[2]=pdata->rgb_cnt[2];
             }
        .....     
 }

　　

完整的驱动代码在附件。

测试：
1.白色平衡校验
在串口终端进入/sys/color_sensor目录ls

# ls
color_sensor  white_blance
# 

　　

color_sensor用于颜色识别，white_blance用于白色平衡校验。
注意：一般更换环境或者掉电后都需要进行一次白色平衡校验，然后再用新的比例因子去进行识别颜色。

因此首先开发板上电后进入接口目录，将手机的背光调制最大，打开图库，换上一张纯白色的背景，然后将手机靠近颜色传感器。

# cat white_blance 
r:145 g:125 b:128 
# echo "kr17kg20kb20" >white_blance 
# 

　　

在白色背景下看到r:145 g:125 b:128 

换算成比例因子：
    10*255/145约等于17
    10*255/125约等于20
    10*255/128约等于20
通过 "krxxkgxxkbxx"的格式将新的比例因子写入。
注意：比例因子放大了10倍  


2.颜色的测试：
红色背景：

# cat color_sensor
r:192 g:26 b:38 

　　

黑色背景：

# cat color_sensor
r:5 g:4 b:4 

　　

蓝色背景：

# cat color_sensor
r:8 g:44 b:158 

　　

绿色背景：

# cat color_sensor
r:45 g:176 b:58

　　

黄色背景:

# cat color_sensor
r:235 g:189 b:84

　　

根据rgb值在下面颜色表里得出相应的颜色
http://www.atool.org/colorpicker.php

注意：笔者调试过程发现识别出的颜色值和测试的颜色背景会有一点误差，主要原因如下：
1.白色平衡校验受环境其他颜色影响，因此比例因子不准确。
2.颜色识别测试也受环境其他颜色影响。
3.比例因子的换算也会有一些误差

进入Firefly开发者社区可下载附件。