该项目的目标是创建一种测量光的 “颜色” 的设备。您可能知道，通常照亮人类生活的光实际上是无数不同波长的电磁辐射的混合物。可见光谱中的每个波长（从大约 400 nm 延伸到 700 nm）都对应于一种特定的颜色，我们的眼睛将这种颜色混合物解释为“白”光。

　　然而，根据主要的照明来源，生活看起来会有所不同。荧光灯和强烈的阳光看起来特别白，而白炽灯泡和蜡烛营造出更温暖的“淡黄色”氛围。之所以会出现这些变化，是因为不同的 “白” 光源会产生截然不同的颜色混合。强度和波长之间的这种关系称为光谱组成，这是用图像比用文字更容易解释的概念之一。看看这张来自 Popular Mechanics 的图片。

　　标题为灯泡测试：白炽灯 vs. 紧凑型荧光灯 vs. LED。它提供了有关不同灯泡的光谱特性的有趣而详细的信息，包括人们可能用来描述每个灯泡产生的光质量的一些词。
　　红色、绿色和蓝色

　　“RGB”一词如今非常普遍，它本身几乎是一个词。我们不想让这篇文章对原色和人类视觉的三色性进行广泛的讨论;可以说，标准的增材显示系统（例如计算机显示器）使用红光、绿光和蓝光的组合来生成各种不同的颜色。因此，我们可以结合使用红色、绿色和蓝色光电探测器来“测量”颜色。在白光的背景下，这样想可能更有帮助：通过使用对红、绿、蓝光敏感的单独（尽管相邻）探测器，我们可以根据可见光谱下三分之一（对应于蓝色探测器）、中间三分之一（对应于绿色）中的光能量来估计光谱组成， 和上三分之一（对应于红色）。在您思考下图后，这一点应该会更清楚，该图像传达了用于此项目的 RGB 传感器中红色、绿色、蓝色和透明光电探测器的相对光谱灵敏度（来自 Rohm 的 p/n BH1745NUC）。

　　单像素 RGB 显示屏
　　除非我们有某种方法来结果，否则我们的颜色测量不会很有用。我们将使用 RGB LED 模块来实现这一点：可以根据 RGB 光电探测器的输出调整每个 LED 的强度（又名亮度），因此模块的整体颜色将类似于照亮 BH1745NUC 传感器 IC 的颜色。在本文中，我们将讨论 LED 控制器，在下面的文章中，我们将此功能与从 BH1745NUC 读取数据相结合。
　　本项目使用定制设计的 PCB，其中包括一个 EFM8 通用 Bee 微控制器（部件号 EFM8UB20F64G-A-QFP32，单击此处查看数据表，单击此处查看参考手册）、一个四通道 DAC（德州仪器 （TI） 的部件号 DAC084S085）、一个四通道运算放大器（德州仪器 （TI） 的部件号 LMV614）、一个 RGB LED（部件号 ASMT-YTB7-0AA02来自 Avago）和 BH1745NUC。
　　强度和电流之间的关系是线性的;电流和电压之间的关系是高度非线性的，这意味着强度和电压之间的关系也是高度非线性的。因此，如果我们想以可预测和直接的方式控制强度，我们需要调整电流，而不是电压。
　　从电压源到电流源

　　DAC 是一个 4 通道、8 位、电压输出器件，通过 SPI 进行控制。EFM8 提供 2.4 V 参考电压。因此，DAC 输出电压在 0 V 至 2.4 V 范围内以 （2.4 V）/（28） = 9.4 mV。我们希望将此电压转换为电流，使 LED 从零强度变为强度。为此，我们需要一个运算放大器和一些负反馈;一般方法如下：

　　这里的基本原理是运算放大器将以任何必要的方式调整其输出，以使负输入端的电压等于正输入端的电压。反馈电阻 （RFB的） 将通过 LED 的电流转换为电压，这样施加到正输入的控制电压将决定 LED 的正向电流，从而决定其强度。以下是本项目中使用的电路的设计过程：
　　选择正向电流。我们将使用 20 mA，这远低于绿色和蓝色 LED 的指定值 25 mA（红色 LED 的值为 50 mA）。请记住选择可以安全提供如此大电流的运算放大器。
　　使用电阻分压器将控制电压降低 10 倍。这允许我们使用更小的反馈电阻，从而增加可用于 LED 正向压降的输出电压比例。
　　调整反馈电阻的大小，使电流下的反馈电压等于除以 10 控制电压：
　　\[\left（2.4\ V\div10\right）=R_{FB}\times20\ mA\ \ \ \rightarrow\ \ R_{FB}=\frac{240\ mV}{20\ mA}=12\ \Omega\]

　　以下是实际电路的原理图：