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美能达CS-100色度仪与计算机接口及应用

摘要:讨论了MinolLa的CS-100色度仪硬件接口信号,用AT 89C2051最小系统实现了与计算机接口,同时用Delphi 5实现了将其连接到计算机进行色温程控测量的驱动程序开发,并应用到LED模块颜色标定生产线。

概述

色度仪是光学测量物体色温(色坐标)的关键仪器,广泛应用在光学测量领域,特别是在图像显示设备的色彩标定领域,是关键设备中的核心设备。
美能达CS- l00色度仪是一款功能齐全的色度测试仪器,本身有一个选购件DP 101数据处理单元,但数据处理单元没有提供完善的计算机接口与适合生产场合的计算机驱动程序。文章基于CS- l00色度仪的接口规范,开发出接曰板和驱动程序,并且给出相应的应用实例。

接口信号和数据格式

CS- 100色度仪通过一个RP17- 13P- 12P标准插孔和外部设备接口。其中用到的信号包括DATA(数据线)、SCK(时钟线)、M REQ(测试触发信号线)。本处不详细列出仪器的接口信号时序和数据格式,只给出概要描述,具体可以参阅CS- 100色度仪的使用手册。手册名称为《CHROMA METER CS-100 INSTRUCTION MANUAL》,手册编号为9222-1852- 21。
接口数据信号为两线同步串行方式,通过SCK逐位将数据从DATA线扇出,时序与SPI接口类似,在SCK上升沿给出有效输出数据。CS- 100数据信号只有输出,http://color.hjunkel.com 没有输入。接曰信号M REQ可以启动仪器开始一轮测试,并给出测试结果,只要该信号为100ms以上的正脉冲,就可以有效触发。
CS- 100色度仪的测试数据格式为:每帧数据包含16个字,每个字16位,分为高8位和低8位,其中高8位为数据前缀(校验用),低8位为数据。数据前缀固定为F1H; 16个字中,首字为帧前缀,内容为F1FFH,末字为结束符,内容为80FFH。

接口板设计

构造一个ATMEL89C2051的最小系统,将P10连接到SCK,  P1. 1连接到DATA,  P1.2连接到M REQ,这是CS- 100色度仪方的接曰;计算机方则使用串曰进行连接,串曰的TX和RX线都需要连接,以使得计算机可以发送命令到接曰板,控制M REQ信号,从而为驱动程序控制CS- 100色度仪的自动测试提供手段。
CS- 100色度仪对M REQ信号的要求是不少于100 ms即可,而接曰板的晶振为110592 Hz,指令周期大约为1us,从而100乘500个循环,大约为150ms。同时,通过以上程序可以看出,计算机需要启动CS-100色度仪开始测试,只要发送一个字节到接口板即可,内容不限。
从上还可以看出,接口板只是机械地把数据从串行数据格式解码后发送到计算机,此外不做任何处理,可以认为,计算机接收到的内容在时序上与CS-100色度仪发送出来的完全一样。而利用计算机对接收到的数据进行帧组装和处理,从而降低接口板固件开发的复杂度,发挥软件优势,也为系统的灵活性打下基础。

系统应用

在中文Windows Me下,使用Delphi 5开发环境,将以上驱动程序成功应用于显小模块设备色彩校正调试生产线项目。如图2所小,系统可以自动对需要测试的产品进行测试,并在色坐标图上用十字义显小其色坐标位置和相关色温值。
操作人员可以设定标准色温,然后根据测试的结果对产品进行参数调整,直到最终符合色温要求,从而保证模块发光颜色的一致性,最终保证组装成产品的均匀度,提高产品质量。

 

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