CN115883989A - 一种12位cmos数字rgb颜色传感器集成电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，涉及传感器技术领域，包括电源单元、高速处理器IC1、模数转换单元、数据设定单元、外部输入单元、放大倍数控制单元、电源保护单元、显示灯单元、显示控制单元，电源单元、模数转换单元、数据设定单元、外部输入单元、放大倍数控制单元、电源保护单元、显示灯单元、显示控制单元分别与高速处理器IC1相连。本申请在检测过程中，能够基于被检测物体的表面反光强度适应性的调整集成电路中检测部分的信号放大倍数，实现在检测物体时能够获得准确度和可靠性较高的检测结果，并提高集成电路在进行检测时的抗干扰性能及稳定性，进而使集成电路的稳定性和输出精度提高。

Description

一种12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，具体是一种12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路。

背景技术

光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器一般由发送器、接收器和检测电路三个部分构成。其具体工作步骤为：发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在接收器后面是检测控制电路，它能输出有效信号。

现有技术中光电传感器的检测电路，通常是由分立元件、单片机和PCB板等搭建而成，一般为了提高光电传感器的输出精度，在电路设计时，会选择与光电传感器中接收器、发送器相适配的电路元件，针对单种类型光电传感器进行检测电路的设计。这样做的好处是，提高了光电传感器的输出精度。但是，由于检测环境的多样性，在检测过程中，对于不同反光强度的物体进行检测时，传统的光电传感器的相对精度收到内部检测电路的放大倍数的影响，从而导致检测精度较差的问题出现，进而导致在对物体表面进行检测时，无法可靠的获取检测结果。

发明内容

本申请的目的在于提供一种12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

为实现上述目的，本申请公开了以下技术方案：一种12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，包括电源单元、高速处理器IC1、模数转换单元、数据设定单元、外部输入单元、放大倍数控制单元、电源保护单元、显示灯单元、显示控制单元，所述电源单元、所述模数转换单元、所述数据设定单元、所述外部输入单元、所述放大倍数控制单元、所述电源保护单元、所述显示灯单元、所述显示控制单元分别与所述高速处理器IC1相连；

所述电源单元配置为输出3.3V电源电压至电路中的其他用电单元中；

所述高速处理器IC1配置为对电路中的各个单元的运行进行控制和管理；

所述模数转换单元配置为进行模拟信号和数字信号的转换；

所述数据设定单元配置为对颜色检测设定的数据和三基色数据进行存储和管理；

所述外部输入单元配置为用于接收和传入外部输入的信号；

所述放大倍数控制单元配置为对放大倍数的选择，具体包括：在检测反光弱的物体时加大放大倍数、在检测反光强的物体时减小放大倍数；

所述电源保护单元配置为对输出至所述高速处理器IC1的电流进行保护；

所述显示灯单元配置为基于LED显示输出结果；

所述显示控制单元配置为对所述显示灯单元的显示进行控制。

作为优选，所述电源单元包括相连的电源管理芯片、稳压器，所述电源保护单元的输入端与所述稳压器的输出端相连，所述电源保护单元的输出端与所述高速处理器IC1的OUT1脚、OCPI脚相连。

作为优选，所述电源保护单元包括第一PNP三极管Q7、第一NPN三极管Q6、第二NPN三极管Q8；

所述第一PNP三极管Q7的发射极接入工作电源，所述第一PNP三极管Q7的集电极通过热继电器FH1与所述稳压器的输出端相连，所述第一PNP三极管Q7的基极通过电阻器R66与所述第一NPN三极管Q6的集电极相连，所述第一PNP三极管Q7的发射极与所述第一PNP三极管Q7的基极之间连接有电阻器R65；

所述第一NPN三极管Q6的发射极通过电阻器R58接地，所述第一NPN三极管Q6的基极通过电阻器R56与所述高速处理器IC1的OUT1脚相连，且所述第一NPN三极管Q6的基极通过电阻器R57接地，所述第一NPN三极管Q6的集电极与所述第一PNP三极管Q7的集电极之间连接有插接器JP；

所述第二NPN三极管Q8的基极通过电阻器R59连接于所述第一NPN三极管Q6的发射极和所述电阻器R58之间，所述第二NPN三极管Q8的发射极接地，所述第二NPN三极管Q8的基极与发射极之间连接有电容器C43，所述第二NPN三极管Q8的集电极与所述高速处理器IC1的OCPI脚相连，且所述第二NPN三极管Q8的集电极通过电阻器R63与3.3V电源电压相连，所述第二NPN三极管Q8的发射极与集电极之间连接有电容器C35。

作为优选，所述外部输入单元包括第二PNP三极管Q5、二极管D4，所述二极管D4的阴极与所述电源单元的输出端相连，所述二极管D4的阳极通过电阻器R51与所述第二PNP三极管Q5的基极相连；所述第二PNP三极管Q5的发射极通过电阻器R53接地、通过电阻器R52与3.3V电源电压相连，所述第二PNP三极管Q5的发射极、基极之间连接有电阻器R50，所述电阻器R50并联有电容器C33；所述第二PNP三极管Q5的集电极与所述高速处理器IC1的IN1脚相连，所述第二PNP三极管Q5的集电极通过电阻器R48接地、通过电阻器R49与3.3V电源电压相连，所述电阻器R48并联有电容器C31，所述电阻器R49并联有电容器C32。

作为优选，所述放大倍数控制单元包括光电三极管RX、第一运算放大器IC4A、第二运算放大器IC4B、双向开关IC5；

所述双向开关IC5的正极脚与5V电源的输出端相连，且通过电容器C12接地，所述双向开关IC5的负极脚接地；所述双向开关IC5包括第一电子开关和第二电子开关，所述第一电子开关的常闭触点与所述高速处理器IC1的SW2脚相连，所述第一电子开关的动触点与3.3V电源电压相连，且该动触点通过电阻R21与所述模数转换单元的AIN脚相连，所述第一电子开关的固定触点与所述模数转换单元的AIN脚相连；所述第二电子开关的固定触点依次通过电阻器R20、电容器C24与所述模数转换单元的AIN脚相连，所述第二运算放大器IC4B的输出端与所述第二电子开关的固定触点相连；所述第二运算放大器IC4B的输出端与反相输入端之间连接有电容器C22、电容器C23，所述电容器C22两端并联有电阻器R18，所述电容器C23两端并联有电阻器R19，所述第二电子开关的动触点连接于所述电阻器R18与所述电阻器R19之间；所述第二运算放大器IC4B的正相输入端与参考电压电路的第一个输出端VREF1相连，所述第二运算放大器IC4B的反相输入端依次通过电阻器R17、电容器C21与所述第一运算放大器IC4A的输出端相连，且所述第一运算放大器IC4A的输出端依次通过电阻器R16、电容器C20接地；所述第一运算放大器IC4A的输出端与反相输入端之间依次连接有电容器C19、电容器C18，所述电容器C19的两端并联有电阻器R15，所述电容器C18的两端并联有电阻器R14，所述第一运算放大器IC4A的正相输入端与所述参考电压电路的第二个输出端VREF2相连；所述第一运算放大器IC4A的反相输入端通过电容器C17与所述光电三极管RX的集电极相连，所述光电三极管RX的发射极接地，所述光电三极管RX的集电极依次通过电阻器R13、电阻器R12与5V电源的输出端相连，且所述电阻器R12与5V电源的输出端之间通过电容器C15接地，所述电阻器R13与所述电阻器R12之间通过电容器C16接地。

作为优选，所述参考电压电路包括电阻器R9、电阻器R10、电阻器R11、电容器C13、电容器C14、第一个输出端VREF1、第二个输出端VREF2，所述电阻器R9的第一端与5V电源的输出端相连，所述电阻器R9的第二端与所述电阻器R10的第一端相连，所述电阻器R10的第二端与所述电阻器R11的第一端相连，所述电阻器R11的第二端接地，所述第二个输出端VREF2与所述电阻器R9的第二端相连，所述第一个输出端VREF1与所述电阻器R10的第二端相连；所述电容器C13的第一端与所述电阻器R9的第二端相连，所述电容器C13的第二端与所述电阻器R11的第二端相连，所述电容器C14的两端分别与所述电阻器R11的两端相连。

作为优选，所述模数转换单元包括模数转换器IC2，所述模数转换器IC2的SCK脚、SDA脚、

脚分别与所述高速处理器IC1相连，所述模数转换器IC2的/>

脚通过电阻器R22接地，所述模数转换器IC2的GND脚接地，所述模数转换器IC2的VDD脚接3.3V电源电压，且所述模数转换器IC2的GND脚与VDD脚之间连接有电容器C25；

所述数据设定单元包括存储器IC3，所述存储器IC3的SCL脚、SDA脚分别与所述高速处理器IC1相连，所述存储器IC3的WP脚、A0脚、A1脚、A2脚、GND脚分别接地，所述存储器IC3的VCC脚接3.3V电源电压，且存储器IC3的VCC脚通过电容器C28接地，所述存储器IC3的VCC脚与SCL脚之间连接有电阻器R32，所述存储器IC3的VCC脚与SDA脚之间连接有电阻器R33。

作为优选，所述显示灯单元包括电阻器R67、正极与所述电阻器R7的第二端相连的LED1、电阻器R68、正极与所述电阻器R68的第二端相连的LED2、电阻器R69、正极与所述电阻器R69的第二端相连的LED3、电阻器R70、正极与所述电阻器R70的第二端相连的LED4，所述电阻器R67、所述电阻器R68、所述电阻器R69、所述电阻器R70的第一端分别与所述高速处理器IC1相连，所述LED1、所述LED2、所述LED3、所述LED4的负极分别接地。

作为优选，所述显示控制单元包括开关K1、开关K2，所述开关K1、所述开关K2的第一端分别与所述高速处理器IC1相连，所述开关K1、所述开关K2的第二端分别接地；所述开关K1的第一端依次通过电阻器R72、电阻器R71与所述高速处理器IC1的DISPC脚相连，且所述开关K1的第一端通过电容器C37接地；所述开关K2的第一端依次通过电阻器R73、所述电阻器R71与所述高速处理器IC1的DISPC脚相连，且所述开关K2的第一端通过电容器C38接地，所述电阻器R71与所述电阻器R73的连接端上连接有3.3V电源电压。

作为优选，该种12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路还包括RGB发光亮度调节单元；所述RGB发光亮度调节单元包括第三NPN三极管Q1、第四NPN三极管Q2、第五NPN三极管Q3、第六NPN三极管Q4、红色发光二极管RED、绿色发光二极管GREEN、蓝色发光二极管BLUE；所述第三NPN三极管Q1的基极通过电阻器R34与所述高速处理器IC1相连，且所述第三NPN三极管Q1的基极通过电阻器R44接地，所述第三NPN三极管Q1的集电极与所述红色发光二极管RED的负极端相连，所述第三NPN三极管Q1的发射极通过电阻器R38接地，且所述第三NPN三极管Q1的发射极通过电阻器R41与所述第六NPN三极管Q4的集电极相连；所述第四NPN三极管Q2的基极通过电阻器R35与所述高速处理器IC1相连，且所述第四NPN三极管Q2的基极通过电阻器R45接地，所述第四NPN三极管Q2的集电极与所述绿色发光二极管GREEN的负极端相连，所述第四NPN三极管Q2的发射极通过电阻器R39接地，且所述第四NPN三极管Q2的发射极通过电阻器R42与所述第六NPN三极管Q4的集电极相连；所述第五NPN三极管Q3的基极通过电阻器R36与所述高速处理器IC1相连，且所述第五NPN三极管Q3的基极通过电阻器R46接地，所述第五NPN三极管Q3的集电极与所述蓝色发光二极管BLUE的负极端相连，所述第五NPN三极管Q3的发射极通过电阻器R340接地，且所述第五NPN三极管Q3的发射极通过电阻器R43与所述第六NPN三极管Q4的集电极相连；所述第六NPN三极管Q4的基集通过电阻器R37与所述高速处理器IC1相连，且所述第六NPN三极管Q4的基集通过电阻器R47接地，所述第六NPN三极管Q4的发射极接地；所述红色发光二极管RED、所述绿色发光二极管GREEN、所述蓝色发光二极管BLUE的正极端相连，且通过极性电容器C11接地；所述红色发光二极管RED、所述绿色发光二极管GREEN、所述蓝色发光二极管BLUE的正极端通过电阻器R8与电压输入端相连，所述电压输入端通过电容器C10接地。

有益效果：本申请的12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，由电源单元、高速处理器IC1、模数转换单元、数据设定单元、外部输入单元、放大倍数控制单元、电源保护单元、显示灯单元、显示控制单元，在检测过程中，能够基于被检测物体的表面反光强度适应性的调整集成电路中检测部分的信号放大倍数，实现在检测物体时能够获得准确度和可靠性较高的检测结果。同时，在集成电路进行信号处理的过程中，基于对信号的多次滤波处理、RGB发光亮度调节、电源保护等，提高本申请12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路在进行检测时的抗干扰性能及稳定性，进而使集成电路的稳定性和输出精度提高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中高速处理器IC1的引脚图及其周边电路；

图2为本申请实施例中电源单元的电路原理图；

图3为本申请实施例中电源保护单元的电路原理图；

图4为本申请实施例中外部输入单元的电路原理图；

图5为本申请实施例中放大倍数控制单元的电路原理图；

图6为本申请实施例中参考电压电路的电路原理图；

图7为本申请实施例中模数转换单元的电路原理图；

图8为本申请实施例中数据设定单元的电路原理图；

图9为本申请实施例中显示灯单元的电路原理图；

图10为本申请实施例中显示控制单元的电路原理图；

图11为本申请实施例中RGB发光亮度调节单元的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文中，术语“包括”意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

请参阅图1-11

一种12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，包括电源单元、高速处理器IC1、模数转换单元、数据设定单元、外部输入单元、放大倍数控制单元、电源保护单元、显示灯单元、显示控制单元。其中，所述电源单元配置为输出3.3V电源电压至电路中的其他用电单元中；所述高速处理器IC1配置为对电路中的各个单元的运行进行控制和管理；所述模数转换单元配置为进行模拟信号和数字信号的转换；所述数据设定单元配置为对颜色检测设定的数据和三基色数据进行存储和管理；所述外部输入单元配置为用于接收和传入外部输入的信号；所述放大倍数控制单元配置为对放大倍数的选择，具体包括：在检测反光弱的物体时加大放大倍数、在检测反光强的物体时减小放大倍数；所述电源保护单元配置为对输出至所述高速处理器IC1的电流进行保护；所述显示灯单元配置为基于LED显示输出结果；所述显示控制单元配置为对所述显示灯单元的显示进行控制。在电路中，所述电源单元、所述模数转换单元、所述数据设定单元、所述外部输入单元、所述放大倍数控制单元、所述电源保护单元、所述显示灯单元、所述显示控制单元分别与所述高速处理器IC1相连。

具体来说

在本实施例中，如图1所示，高速处理器IC1的型号选用STM32F103C8-CB，其封装为LQFP48。

如图2所示，所述电源单元包括相连的电源管理芯片（型号为LP2981-3V3）、稳压器（型号为33063A及78L05），所述电源保护单元的输入端与所述稳压器的输出端相连，所述电源保护单元的输出端与所述高速处理器IC1的OUT1脚、OCPI脚相连。需要说明的是，在本本申请公开的技术方案中，电源单元的选用，可以是现有技术中的任意一种，在本实施方式中所采用的电源单元的具体电路结构为图2中示出的，本领域技术人员能够从图2中获取电源单元的具体结构构成，并由其结构构成获取相应的电气性能及电气参数，在此不做赘述。

如图3所示，所述电源保护单元包括型号为2SB736的第一PNP三极管Q7、型号为2SD780A的第一NPN三极管Q6、型号为2SC4081的第二NPN三极管Q8。所述第一PNP三极管Q7的发射极接入工作电源，所述第一PNP三极管Q7的集电极通过参数为100mA的热继电器FH1与所述稳压器的输出端（图2中的EOTT脚）相连，所述第一PNP三极管Q7的基极通过电阻值为10KΩ的电阻器R66与所述第一NPN三极管Q6的集电极相连，所述第一PNP三极管Q7的发射极与所述第一PNP三极管Q7的基极之间连接有电阻值为10KΩ的电阻器R65。所述第一NPN三极管Q6的发射极通过电阻值为2.2Ω的电阻器R58接地，所述第一NPN三极管Q6的基极通过电阻值为2.2KΩ的电阻器R56与所述高速处理器IC1的OUT1脚相连，且所述第一NPN三极管Q6的基极通过电阻值为20KΩ的电阻器R57接地，所述第一NPN三极管Q6的集电极与所述第一PNP三极管Q7的集电极之间连接有插接器JP。所述第二NPN三极管Q8的基极通过电阻值为1KΩ的电阻器R59连接于所述第一NPN三极管Q6的发射极和所述电阻器R58之间，所述第二NPN三极管Q8的发射极接地，所述第二NPN三极管Q8的基极与发射极之间连接有电容值为104pF的电容器C43，所述第二NPN三极管Q8的集电极与所述高速处理器IC1的OCPI脚相连，且所述第二NPN三极管Q8的集电极通过电阻值为47KΩ的电阻器R63与3.3V电源电压相连，所述第二NPN三极管Q8的发射极与集电极之间连接有电容值为104pF的电容器C35。

如图4所示，所述外部输入单元包括型号为2SA1576A的第二PNP三极管Q5、型号为BAV20WS的二极管D4。所述二极管D4的阴极与所述电源单元的输出端（具体为图2中的EIN脚）相连，所述二极管D4的阳极通过电阻值为10KΩ的电阻器R51与所述第二PNP三极管Q5的基极相连。所述第二PNP三极管Q5的发射极通过电阻值为0Ω的电阻器R53接地、电阻值为0Ω的通过电阻器R52与3.3V电源电压相连，所述第二PNP三极管Q5的发射极、基极之间连接有电阻值为47KΩ的电阻器R50，所述电阻器R50并联有电容值为103pF的电容器C33。所述第二PNP三极管Q5的集电极与所述高速处理器IC1的IN1脚相连，所述第二PNP三极管Q5的集电极通过电阻值为39KΩ的电阻器R48接地、通过电阻值为39KΩ的电阻器R49与3.3V电源电压相连，所述电阻器R48并联有电容值为103pF的电容器C31，所述电阻器R49并联有电容值为103pF的电容器C32。

如图5所示，所述放大倍数控制单元包括光电三极管RX、型号为LMV722的第一运算放大器IC4A、型号为LMV722的第二运算放大器IC4B、型号为74HCT2G66DC的双向开关IC5。所述双向开关IC5的正极脚与5V电源的输出端相连，且通过电容值为104pF的电容器C12接地，所述双向开关IC5的负极脚接地。所述双向开关IC5包括第一电子开关和第二电子开关，所述第一电子开关的常闭触点与所述高速处理器IC1的SW2脚相连，所述第一电子开关的动触点与3.3V电源电压相连，且该动触点通过电阻值为33KΩ的电阻R21与所述模数转换单元的AIN脚相连，所述第一电子开关的固定触点与所述模数转换单元的AIN脚相连，需要说明的是，在第一电子开关的动触点与常闭触点连接时，第一电子开关处于导通状态，第一电子开关的动触点与固定触点连接时，第一电子开关处于断开状态。所述第二电子开关的固定触点依次通过电阻值为100Ω的电阻器R20、电容值为103pF的电容器C24与所述模数转换单元的AIN脚相连，所述第二运算放大器IC4B的输出端与所述第二电子开关的固定触点相连。所述第二运算放大器IC4B的输出端与反相输入端之间连接有电容值为33pF的电容器C22、电容值为22pF的电容器C23，所述电容器C22两端并联有电阻值为15KΩ的电阻器R18，所述电容器C23两端并联有电阻值为15KΩ的电阻器R19，所述第二电子开关的动触点连接于所述电阻器R18与所述电阻器R19之间，需要说明的是，在第二电子开关的动触点与常闭触点连接时，第二电子开关处于导通状态，第二电子开关的动触点与固定触点连接时，第二电子开关处于断开状态。同时，第一电子开关和第二电子开关虽然设置于一体，但是二者是独立工作的，并由高速处理器IC1分别控制通断。

所述第二运算放大器IC4B的正相输入端与参考电压电路的第一个输出端VREF1相连，所述第二运算放大器IC4B的反相输入端依次通过电阻值为1KΩ的电阻器R17、电容值为102pF的电容器C21与所述第一运算放大器IC4A的输出端相连，且所述第一运算放大器IC4A的输出端依次通过电阻值为12KΩ的电阻器R16、电容值为103pF的电容器C20接地。所述第一运算放大器IC4A的输出端与反相输入端之间依次连接有电容值为5pF的电容器C19、电容值为22pF的电容器C18，所述电容器C19的两端并联有电阻值为100KΩ的电阻器R15，所述电容器C18的两端并联有电阻值为47KΩ的电阻器R14。所述第一运算放大器IC4A的正相输入端与所述参考电压电路的第二个输出端VREF2相连。所述第一运算放大器IC4A的反相输入端通过电容值为102pF的电容器C17与所述光电三极管RX的集电极相连，所述光电三极管RX的发射极接地，所述光电三极管RX的集电极依次通过电阻值为47KΩ的电阻器R13、电阻值为2.7KΩ的电阻器R12与5V电源的输出端相连，且所述电阻器R12与5V电源的输出端之间通过电容值为104pF的电容器C15接地，所述电阻器R13与所述电阻器R12之间通过电容值为225pF、耐压值为25V的电容器C16接地。

基于放大倍数控制单元的设置，在检测过程中，能够基于被检测物体的表面反光强度适应性的调整集成电路中检测部分的信号放大倍数，实现在检测物体时能够获得准确度和可靠性较高的检测结果。具体的，在检测黑色等反光弱的物体时，相应的电子开关断开使放大倍数增加；在检测黑色等反光强的物体时，相应的电子开关接通使放大倍数减小；进而有利于对检测物体表面进行更可靠的检测，获取更为精准的检测结果。

如图6所示，所述参考电压电路包括电阻值为4.7KΩ的电阻器R9、电阻值为10KΩ的电阻器R10、电阻值为2.7KΩ的电阻器R11、电容值为105pF且耐压值为25V的电容器C13、电容值为105pF且耐压值为25V的电容器C14、第一个输出端VREF1、第二个输出端VREF2。所述电阻器R9的第一端与5V电源的输出端相连，所述电阻器R9的第二端与所述电阻器R10的第一端相连，所述电阻器R10的第二端与所述电阻器R11的第一端相连，所述电阻器R11的第二端接地，所述第二个输出端VREF2与所述电阻器R9的第二端相连，所述第一个输出端VREF1与所述电阻器R10的第二端相连；所述电容器C13的第一端与所述电阻器R9的第二端相连，所述电容器C13的第二端与所述电阻器R11的第二端相连，所述电容器C14的两端分别与所述电阻器R11的两端相连。

如图7所示，所述模数转换单元包括型号为ADCS7476、封装为SOT26的模数转换器IC2，所述模数转换器IC2的SCK脚、SDA脚、

脚分别与所述高速处理器IC1的CK脚、DO脚、CS脚相连，所述模数转换器IC2的/>

脚通过电阻值为47KΩ的电阻器R22接地，所述模数转换器IC2的GND脚接地，所述模数转换器IC2的VDD脚接3.3V电源电压，且所述模数转换器IC2的GND脚与VDD脚之间连接有电容值为104pF的电容器C25。

如图8所示，所述数据设定单元包括24C系列的存储器IC3，所述存储器IC3的SCL脚、SDA脚分别对应的与所述高速处理器IC1的SCL脚、SDA脚相连，所述存储器IC3的WP脚、A0脚、A1脚、A2脚、GND脚分别接地，所述存储器IC3的VCC脚接3.3V电源电压，且存储器IC3的VCC脚通过电容值为104pF的电容器C28接地，所述存储器IC3的VCC脚与SCL脚之间连接有电阻值为2.2KΩ的电阻器R32，所述存储器IC3的VCC脚与SDA脚之间连接有电阻值为2.2KΩ的电阻器R33。

如图9所示，所述显示灯单元包括电阻值为1KΩ的电阻器R67、正极与所述电阻器R7的第二端相连的LED1、电阻值为8KΩ的电阻器R68、正极与所述电阻器R68的第二端相连的LED2、电阻值为8KΩ的电阻器R69、正极与所述电阻器R69的第二端相连的LED3、电阻值为1KΩ的电阻器R70、正极与所述电阻器R70的第二端相连的LED4，所述电阻器R67、所述电阻器R68、所述电阻器R69、所述电阻器R70的第一端分别对应的与所述高速处理器IC1的LED1脚、LED2脚、LED3脚、LED4脚相连，所述LED1、所述LED2、所述LED3、所述LED4的负极分别接地。

如图10所示，所述显示控制单元包括开关K1、开关K2，所述开关K1、所述开关K2的第一端分别对应的与所述高速处理器IC1的K1脚、K2脚相连，所述开关K1、所述开关K2的第二端分别接地。所述开关K1的第一端依次通过电阻值为47KΩ的电阻器R72、电阻值为4.7KΩ的电阻器R71与所述高速处理器IC1的DISPC脚相连，且所述开关K1的第一端通过电容值为103pF的电容器C37接地。所述开关K2的第一端依次通过电阻值为47KΩ的电阻器R73、电阻值为4.7KΩ的电阻器R71与所述高速处理器IC1的DISPC脚相连，且所述开关K2的第一端通过电容值为103pF的电容器C38接地，所述电阻器R71与所述电阻器R73的连接端上连接有3.3V电源电压。

在本实施例中，该种12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路还包括RGB发光亮度调节单元。如图11所示，所述RGB发光亮度调节单元包括型号为2SD1782K-AJR的第三NPN三极管Q1、型号为2SD1782K-AJR的第四NPN三极管Q2、型号为2SD1782K-AJR的第五NPN三极管Q3、型号为2SD1782K-AJR的第六NPN三极管Q4、红色发光二极管RED、绿色发光二极管GREEN、蓝色发光二极管BLUE。所述第三NPN三极管Q1的基极通过电阻值为1KΩ的电阻器R34与所述高速处理器IC1的LR脚相连，且所述第三NPN三极管Q1的基极通过电阻值为33KΩ的电阻器R44接地，所述第三NPN三极管Q1的集电极与所述红色发光二极管RED的负极端相连，所述第三NPN三极管Q1的发射极通过电阻值为561Ω的电阻器R38接地，且所述第三NPN三极管Q1的发射极通过电阻值为271Ω的电阻器R41与所述第六NPN三极管Q4的集电极相连。所述第四NPN三极管Q2的基极通过电阻值为1KΩ的电阻器R35与所述高速处理器IC1的LG脚相连，且所述第四NPN三极管Q2的基极通过电阻值为33KΩ的电阻器R45接地，所述第四NPN三极管Q2的集电极与所述绿色发光二极管GREEN的负极端相连，所述第四NPN三极管Q2的发射极通过电阻值为56Ω的电阻器R39接地，且所述第四NPN三极管Q2的发射极通过电阻值为47Ω的电阻器R42与所述第六NPN三极管Q4的集电极相连。所述第五NPN三极管Q3的基极通过电阻值为1KΩ的电阻器R36与所述高速处理器IC1的LB脚相连，且所述第五NPN三极管Q3的基极通过电阻值为33KΩ的电阻器R46接地，所述第五NPN三极管Q3的集电极与所述蓝色发光二极管BLUE的负极端相连，所述第五NPN三极管Q3的发射极通过电阻值为111Ω的电阻器R340接地，且所述第五NPN三极管Q3的发射极通过电阻值为82Ω的电阻器R43与所述第六NPN三极管Q4的集电极相连。所述第六NPN三极管Q4的基集通过电阻值为2.2KΩ的电阻器R37与所述高速处理器IC1的LI脚相连，且所述第六NPN三极管Q4的基集通过电阻值为33KΩ的电阻器R47接地，所述第六NPN三极管Q4的发射极接地。所述红色发光二极管RED、所述绿色发光二极管GREEN、所述蓝色发光二极管BLUE的正极端相连，且通过电容值为225pF、耐压值为50V的极性电容器C11接地，极性电容器C11的负极接地。所述红色发光二极管RED、所述绿色发光二极管GREEN、所述蓝色发光二极管BLUE的正极端通过电阻值为30Ω的电阻器R8与电压输入端相连，所述电压输入端通过电容值为224pF、耐压值为50V的电容器C10接地。

最后应说明的是：以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，其特征在于，包括电源单元、高速处理器IC1、模数转换单元、数据设定单元、外部输入单元、放大倍数控制单元、电源保护单元、显示灯单元、显示控制单元，所述电源单元、所述模数转换单元、所述数据设定单元、所述外部输入单元、所述放大倍数控制单元、所述电源保护单元、所述显示灯单元、所述显示控制单元分别与所述高速处理器IC1相连；

所述电源单元配置为输出3.3V电源电压至电路中的其他用电单元中；

所述高速处理器IC1配置为对电路中的各个单元的运行进行控制和管理；

所述模数转换单元配置为进行模拟信号和数字信号的转换；

所述数据设定单元配置为对颜色检测设定的数据和三基色数据进行存储和管理；

所述外部输入单元配置为用于接收和传入外部输入的信号；

所述放大倍数控制单元配置为对放大倍数的选择，具体包括：在检测反光弱的物体时加大放大倍数、在检测反光强的物体时减小放大倍数；

所述电源保护单元配置为对输出至所述高速处理器IC1的电流进行保护；

所述显示灯单元配置为基于LED显示输出结果；

所述显示控制单元配置为对所述显示灯单元的显示进行控制。

2.根据权利要求1所述的12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，其特征在于，所述电源单元包括相连的电源管理芯片、稳压器，所述电源保护单元的输入端与所述稳压器的输出端相连，所述电源保护单元的输出端与所述高速处理器IC1的OUT1脚、OCPI脚相连。

3.根据权利要求2所述的12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，其特征在于，所述电源保护单元包括第一PNP三极管Q7、第一NPN三极管Q6、第二NPN三极管Q8；

所述第一PNP三极管Q7的发射极接入工作电源，所述第一PNP三极管Q7的集电极通过热继电器FH1与所述稳压器的输出端相连，所述第一PNP三极管Q7的基极通过电阻器R66与所述第一NPN三极管Q6的集电极相连，所述第一PNP三极管Q7的发射极与所述第一PNP三极管Q7的基极之间连接有电阻器R65；

所述第一NPN三极管Q6的发射极通过电阻器R58接地，所述第一NPN三极管Q6的基极通过电阻器R56与所述高速处理器IC1的OUT1脚相连，且所述第一NPN三极管Q6的基极通过电阻器R57接地，所述第一NPN三极管Q6的集电极与所述第一PNP三极管Q7的集电极之间连接有插接器JP；

所述第二NPN三极管Q8的基极通过电阻器R59连接于所述第一NPN三极管Q6的发射极和所述电阻器R58之间，所述第二NPN三极管Q8的发射极接地，所述第二NPN三极管Q8的基极与发射极之间连接有电容器C43，所述第二NPN三极管Q8的集电极与所述高速处理器IC1的OCPI脚相连，且所述第二NPN三极管Q8的集电极通过电阻器R63与3.3V电源电压相连，所述第二NPN三极管Q8的发射极与集电极之间连接有电容器C35。

4.根据权利要求1所述的12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，其特征在于，所述外部输入单元包括第二PNP三极管Q5、二极管D4，所述二极管D4的阴极与所述电源单元的输出端相连，所述二极管D4的阳极通过电阻器R51与所述第二PNP三极管Q5的基极相连；所述第二PNP三极管Q5的发射极通过电阻器R53接地、通过电阻器R52与3.3V电源电压相连，所述第二PNP三极管Q5的发射极、基极之间连接有电阻器R50，所述电阻器R50并联有电容器C33；所述第二PNP三极管Q5的集电极与所述高速处理器IC1的IN1脚相连，所述第二PNP三极管Q5的集电极通过电阻器R48接地、通过电阻器R49与3.3V电源电压相连，所述电阻器R48并联有电容器C31，所述电阻器R49并联有电容器C32。

5.根据权利要求1所述的12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，其特征在于，所述放大倍数控制单元包括光电三极管RX、第一运算放大器IC4A、第二运算放大器IC4B、双向开关IC5；

所述双向开关IC5的正极脚与5V电源的输出端相连，且通过电容器C12接地，所述双向开关IC5的负极脚接地；所述双向开关IC5包括第一电子开关和第二电子开关，所述第一电子开关的常闭触点与所述高速处理器IC1的SW2脚相连，所述第一电子开关的动触点与3.3V电源电压相连，且该动触点通过电阻R21与所述模数转换单元的AIN脚相连，所述第一电子开关的固定触点与所述模数转换单元的AIN脚相连；所述第二电子开关的固定触点依次通过电阻器R20、电容器C24与所述模数转换单元的AIN脚相连，所述第二运算放大器IC4B的输出端与所述第二电子开关的固定触点相连；所述第二运算放大器IC4B的输出端与反相输入端之间连接有电容器C22、电容器C23，所述电容器C22两端并联有电阻器R18，所述电容器C23两端并联有电阻器R19，所述第二电子开关的动触点连接于所述电阻器R18与所述电阻器R19之间；所述第二运算放大器IC4B的正相输入端与参考电压电路的第一个输出端VREF1相连，所述第二运算放大器IC4B的反相输入端依次通过电阻器R17、电容器C21与所述第一运算放大器IC4A的输出端相连，且所述第一运算放大器IC4A的输出端依次通过电阻器R16、电容器C20接地；所述第一运算放大器IC4A的输出端与反相输入端之间依次连接有电容器C19、电容器C18，所述电容器C19的两端并联有电阻器R15，所述电容器C18的两端并联有电阻器R14，所述第一运算放大器IC4A的正相输入端与所述参考电压电路的第二个输出端VREF2相连；所述第一运算放大器IC4A的反相输入端通过电容器C17与所述光电三极管RX的集电极相连，所述光电三极管RX的发射极接地，所述光电三极管RX的集电极依次通过电阻器R13、电阻器R12与5V电源的输出端相连，且所述电阻器R12与5V电源的输出端之间通过电容器C15接地，所述电阻器R13与所述电阻器R12之间通过电容器C16接地。

6.根据权利要求5所述的12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，其特征在于，所述参考电压电路包括电阻器R9、电阻器R10、电阻器R11、电容器C13、电容器C14、第一个输出端VREF1、第二个输出端VREF2，所述电阻器R9的第一端与5V电源的输出端相连，所述电阻器R9的第二端与所述电阻器R10的第一端相连，所述电阻器R10的第二端与所述电阻器R11的第一端相连，所述电阻器R11的第二端接地，所述第二个输出端VREF2与所述电阻器R9的第二端相连，所述第一个输出端VREF1与所述电阻器R10的第二端相连；所述电容器C13的第一端与所述电阻器R9的第二端相连，所述电容器C13的第二端与所述电阻器R11的第二端相连，所述电容器C14的两端分别与所述电阻器R11的两端相连。

7.根据权利要求1所述的12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，其特征在于，所述模数转换单元包括模数转换器IC2，所述模数转换器IC2的SCK脚、SDA脚、

脚分别与所述高速处理器IC1相连，所述模数转换器IC2的/>

脚通过电阻器R22接地，所述模数转换器IC2的GND脚接地，所述模数转换器IC2的VDD脚接3.3V电源电压，且所述模数转换器IC2的GND脚与VDD脚之间连接有电容器C25；

所述数据设定单元包括存储器IC3，所述存储器IC3的SCL脚、SDA脚分别与所述高速处理器IC1相连，所述存储器IC3的WP脚、A0脚、A1脚、A2脚、GND脚分别接地，所述存储器IC3的VCC脚接3.3V电源电压，且存储器IC3的VCC脚通过电容器C28接地，所述存储器IC3的VCC脚与SCL脚之间连接有电阻器R32，所述存储器IC3的VCC脚与SDA脚之间连接有电阻器R33。

8.根据权利要求1所述的12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，其特征在于，所述显示灯单元包括电阻器R67、正极与所述电阻器R7的第二端相连的LED1、电阻器R68、正极与所述电阻器R68的第二端相连的LED2、电阻器R69、正极与所述电阻器R69的第二端相连的LED3、电阻器R70、正极与所述电阻器R70的第二端相连的LED4，所述电阻器R67、所述电阻器R68、所述电阻器R69、所述电阻器R70的第一端分别与所述高速处理器IC1相连，所述LED1、所述LED2、所述LED3、所述LED4的负极分别接地。

9.根据权利要求8所述的12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，其特征在于，所述显示控制单元包括开关K1、开关K2，所述开关K1、所述开关K2的第一端分别与所述高速处理器IC1相连，所述开关K1、所述开关K2的第二端分别接地；所述开关K1的第一端依次通过电阻器R72、电阻器R71与所述高速处理器IC1的DISPC脚相连，且所述开关K1的第一端通过电容器C37接地；所述开关K2的第一端依次通过电阻器R73、所述电阻器R71与所述高速处理器IC1的DISPC脚相连，且所述开关K2的第一端通过电容器C38接地，所述电阻器R71与所述电阻器R73的连接端上连接有3.3V电源电压。

10.根据权利要求1所述的12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路，其特征在于，该种12位CMOS数字RGB颜色传感器集成电路还包括RGB发光亮度调节单元；所述RGB发光亮度调节单元包括第三NPN三极管Q1、第四NPN三极管Q2、第五NPN三极管Q3、第六NPN三极管Q4、红色发光二极管RED、绿色发光二极管GREEN、蓝色发光二极管BLUE；所述第三NPN三极管Q1的基极通过电阻器R34与所述高速处理器IC1相连，且所述第三NPN三极管Q1的基极通过电阻器R44接地，所述第三NPN三极管Q1的集电极与所述红色发光二极管RED的负极端相连，所述第三NPN三极管Q1的发射极通过电阻器R38接地，且所述第三NPN三极管Q1的发射极通过电阻器R41与所述第六NPN三极管Q4的集电极相连；所述第四NPN三极管Q2的基极通过电阻器R35与所述高速处理器IC1相连，且所述第四NPN三极管Q2的基极通过电阻器R45接地，所述第四NPN三极管Q2的集电极与所述绿色发光二极管GREEN的负极端相连，所述第四NPN三极管Q2的发射极通过电阻器R39接地，且所述第四NPN三极管Q2的发射极通过电阻器R42与所述第六NPN三极管Q4的集电极相连；所述第五NPN三极管Q3的基极通过电阻器R36与所述高速处理器IC1相连，且所述第五NPN三极管Q3的基极通过电阻器R46接地，所述第五NPN三极管Q3的集电极与所述蓝色发光二极管BLUE的负极端相连，所述第五NPN三极管Q3的发射极通过电阻器R340接地，且所述第五NPN三极管Q3的发射极通过电阻器R43与所述第六NPN三极管Q4的集电极相连；所述第六NPN三极管Q4的基集通过电阻器R37与所述高速处理器IC1相连，且所述第六NPN三极管Q4的基集通过电阻器R47接地，所述第六NPN三极管Q4的发射极接地；所述红色发光二极管RED、所述绿色发光二极管GREEN、所述蓝色发光二极管BLUE的正极端相连，且通过极性电容器C11接地；所述红色发光二极管RED、所述绿色发光二极管GREEN、所述蓝色发光二极管BLUE的正极端通过电阻器R8与电压输入端相连，所述电压输入端通过电容器C10接地。

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