一起玩儿物联网人工智能小车（ESP32）——53. GY33(TCS34725)颜色传感器的使用方法（二）

摘要：本文介绍颜色传感器模块GY33（TCS34725）的使用方法

前面已经介绍了GY-33模块的基本情况，接下来就来看一下，怎么用程序来驱动GY-33模块进行颜色的测量吧。

首先来看一下ESP32如何通过UART接口读取GY-33测量数据吧。在使用ESP32连接GY-33模块之前，先用厂家的调试软件连上GY-33模块，确保模块处于自动测量且输出RGB值的状态，如果不是，可以通过软件将其设置为该种状态，设置方法如下所示：

设置完成之后，就可以将GY-33模块与单片机相连接了。具体的连接方法如下：

GY-33模块	ESP32单片机
VCC	VCC
GND	GND
CT	P18
DR	P19

下面就通过程序，来把GY-33模块检测的颜色值输出到串口监视器中。程序代码如下所示：

/ /* GY33测试程序 VCC----VCC GND----GND CT-----P18 DR-----P19     @一起玩儿科技     2024-01-25 */ // unsigned char Re_buf[11], counter = 0;    // 接收缓冲区 unsigned char sign = 0;       // 接收完毕标识 byte rgb[3] = { 0 };    // 收到的颜色值 /**  * 初始化函数  */ void setup() {   Serial.begin(115200);   Serial2.begin(9600, SERIAL_8N1, 18, 19);   delay(1);   Serial.println("Init OK......"); } void loop() {   unsigned char i = 0, sum = 0;   if (sign == 1) {     sign = 0;     for (i = 0; i < 7; i++)   //计算校验和       sum += Re_buf[i];     if (sum == Re_buf[i])  //检查校验和     {       rgb[0] = Re_buf[4];       rgb[1] = Re_buf[5];       rgb[2] = Re_buf[6];       Serial.print("r:");       Serial.print(rgb[0]);       Serial.print(",g:");       Serial.print(rgb[1]);       Serial.print(",b:");       Serial.println(rgb[2]);     }   }   delay(50); } void serialEvent2() {   while (Serial2.available()) {     Re_buf[counter] = (unsigned char)Serial2.read();     if (counter == 0 && Re_buf[0] != 0x5A) return;  // 检查帧头     counter++;     if (counter == 8)  //接收到数据     {       counter = 0;  //重新赋值，准备下一帧数据的接收       sign = 1;     }   } }

在这个程序中，有两个地方需要解释一下。

1. 在这个程序中使用到了两个UART串口，一个用来输出调试信息，另一个用来与GY-33模块通信。与GY-33模块相连接的是UART 2控制器，所使用的引脚是P18和P19。因此，在初始化的时候，使用begin方法进行了相应的配置，代码如下：

Serial2.begin(9600, SERIAL_8N1, 18, 19);

1. 在程序中定义了void serialEvent2()函数，但在程序中并没有调用这个函数，那么这个数据是怎么接收的呢？这是Adruino的一个内部处理机制，如果你实现了serialEvent()方法，那么当有数据进来的时候，就会自动调用这个方法，你可以在这个方法中读取接收到的数据。这与中断有些类似，只不过不需要你绑定中断服务函数，而是使用的默认名字。这样的好处就是在你的主程序中，不需要不断地查询串口，等待数据的到来。但使用这个机制要注意的是，serialEvent()方法中断了loop()方法的执行，因此在serialEvent()方法中，不要有太多的处理，免得占用处理器时间太长而影响loop()函数之后的运行。

接下来看一下如何使用IIC协议来读取GY-33模块的测量结果。GY-33模块默认的是UART通信，因此在使用IIC协议的时候，首先需要进行跳线的设置，需要将GY-33模块的S0引脚设置为低电平，也就是与旁边的GND引脚用跳线帽或者杜邦线短路到一起。如下图所示：

接下来，将GY-33模块与ESP32采集器相连接，连接的方法如下：

GY-33模块	ESP32单片机
VCC	VCC
GND	GND
CT	P22
DR	P21

当使用IIC通信时，GY-33的地址为0x5A，在这种模式下，GY-33会将测量数据保存到内部寄存器中，具体内寄存器的地址和内容如下表所示：

0x00（只读）	RAW_RED_H	原始 Red AD 值高 8 位
0x01（只读）	RAW_RED_L	原始 Red AD 值低 8 位
0x02（只读）	RAW_GREEN_H	原始 Green AD 值高 8 位
0x03（只读）	RAW_GREEN_L	原始 Green AD 值低 8 位
0x04（只读）	RAW_BLUE_H	原始 Blue AD 值高 8 位
0x05（只读）	RAW_BLUE_L	原始 Blue AD 值低 8 位
0x06（只读）	RAW_CLEAR_H	原始 Clear AD 值高 8 位
0x07（只读）	RAW_CLEAR_L	原始 Clear AD 值低 8 位
0x08（只读）	Lux_H	亮度高 8 位
0x09（只读）	Lux_L	亮度低 8 位
0x0a（只读）	CT_H	色温高 8 位 6
0x0b（只读）	CT_L	色温低 8 位
0x0c（只读）	R	处理后 8bit r 值
0x0d（只读）	G	处理后 8bit g 值
0x0e（只读）	B	处理后 8bit b 值
0x0f（只读）	Color	简单颜色状态
0x10（读写）	Config	配置寄存器

简单颜色状态寄存器0x0f中存储了计算后的简单颜色：

Color	bit7	bit6	bit5	bit4	bit3	bit2	bit1	bit0
颜色	蓝色	深蓝色	绿色	黑色	白色	粉色	黄色	红色

注：Bit7-bit0:哪位置为1就表示检测的颜色为该位的颜色，例如Color=0x02表示当前物体为黄色。

配置寄存器0x10：

Config	bit7	bit6	bit5	bit4	bit3	bit2	bit1	bit0
配置	D4	D3	D2	D1	NC	NC	NC	白平衡

其中：

bit7-bit4：0-10，表示十一个等级调节LED的亮度，默认等级为3。

bit3-bit1：保留，值为0000，无意义

bit0 ：1表示白平衡校准；0不进行白平衡校准。

下面就来通过一个Arduino程序，读取被检测物体的原始检测值，也就是寄存器0x00~07中的数据。程序代码如下所示：

#include  #define GY33_ADDR 0x5A  // GY-33模块IIC地址 #define RAW_REG 0x00    // 原始数据寄存器 void setup() {   // put your setup code here, to run once:   Serial.begin(115200);     // 初始化串口   Wire.begin();       // 初始化IIC } void loop() {   // put your main code here, to run repeatedly:   // 读取IIC设备寄存器中的数据   Wire.beginTransmission(GY33_ADDR);   Wire.write(RAW_REG);   Wire.endTransmission();   Wire.requestFrom(GY33_ADDR, 8);   while (Wire.available() < 8)     ;   Serial.print("Red:");   Serial.print(Wire.read()<<8|Wire.read());   Serial.print(",Green:");   Serial.print(Wire.read()<<8|Wire.read());   Serial.print(",Blue:");   Serial.print(Wire.read()<<8|Wire.read());   Serial.print(",Clear:");   Serial.println(Wire.read()<<8|Wire.read());   delay(100); }

这个IIC协议读取数据的程序就不再解释了，如果不明白，请参考之前的文章。

接下来再尝试不适用GY-33的MCU处理器，直接使用IIC协议读取TCS34725寄存器内的检测数据。在直接读取TCS34725芯片的数据之前，需要先将S1引脚与旁边的GND相连接，这样就可以进入到仅使用TCS34725不使用MCU的工作模式。

在这种模式下的接线方法如下表所示：

GY-33模块	ESP32单片机
VCC	VCC
GND	GND
SCL	P22
SDA	P21

这个时候的IIC通信要使用模块上标注了SCL和SDA的引脚。TCS34725的默认地址为0x29，在使用这种模式的时候，就可以用别人开发好的库来直接操作这个模块了，不需要我们再去关注底层的协议。这次使用的库为：Adafruit TCS34725。先来安装一下这个库，如下图所示：

下面就来看一下直接访问TCS34725模块的测试程序，代码如下所示。在这个代码中，读取了原始测量数据，然后又计算了色温和照度值。

#include  #include "Adafruit_TCS34725.h" // 初始化Adafruit_TCS34725对象的实例，指定测量的时间和增益 Adafruit_TCS34725 tcs = Adafruit_TCS34725(TCS34725_INTEGRATIONTIME_614MS, TCS34725_GAIN_1X); void setup(void) {   Serial.begin(115200);   if (tcs.begin()) {     Serial.println("Found sensor");   } else {     Serial.println("No TCS34725 found ... check your connections");     while (1)       ;   } } void loop() {   uint16_t r, g, b, c, colorTemp, lux;   // 得到原始测量数据   tcs.getRawData(&r, &g, &b, &c);   // 计算色温值   colorTemp = tcs.calculateColorTemperature_dn40(r, g, b, c);   // 计算照度   lux = tcs.calculateLux(r, g, b);   Serial.print("色温: "); Serial.print(colorTemp, DEC); Serial.print(" K - ");   Serial.print("照度: "); Serial.print(lux, DEC); Serial.print(" - ");   Serial.print("R: "); Serial.print(r, DEC); Serial.print(" ");   Serial.print("G: "); Serial.print(g, DEC); Serial.print(" ");   Serial.print("B: "); Serial.print(b, DEC); Serial.print(" ");   Serial.print("C: "); Serial.print(c, DEC); Serial.print(" ");   Serial.println(" "); }

TCS34725这些方法具体是如何实现的，可以参考库文件的源代码。运行结果如下图所示：

好了，GY-33模块就介绍到这里了。