一、设计背景

在光的色彩和颜色的学习中，学生对于色光的混合、在不同光照环境下物体的颜色的认识上往往只能停留在理论层面，不能很好地理解和实践。结合我自己之前的硬件电子工程师的工作经历，我对光源的控制很有心得，于是我决定用AVR单片机来控制红绿蓝三色光源来实现任意色光的组合来实现不同的光照环境，以此来验证课本上的理论与实践之间关系，变抽象为直观。学生在科学实践的亲身体验过程中，感悟科学研究的过程，培养了科学素养，形成科学意识，提高了探究能力，还可以组织学生将“不同光照环境下物体的颜色”为课题来发表一篇科技小论文。

二、项目原理

硬件电路：

1. 控制板具体方案如下：

A、CPU采用AVR单片机atmega16，编译器采用ICCAVR。

B、恒流源电路采用运放加三极管驱动方式。

       C、亮度调节采用控制运放前端电压的方式，LED常亮。

D、运放前端电压采用DA模拟信号的方式，共8路。

2. 单片机资源利用与分配

       A、定时器，定时器0在同步脉冲到来时依次启动各个LED然后在相机采图后关断LED，定时时间大约为100us。定时器1用来对采样的次数进行计数，当计到最大值65535时，软件计数增1。定时器2用于计数并产生16路PWM波形用于调整LED亮度，PWM频率1MHz，等级为8级。

科学理论：

1．不透明物体的颜色：

?     有色的不透明物体反射什么色光，它就是什么颜色。不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。

?     有色的不透明物体只反射与它本身相同颜色的光，而其它颜色的光都被它吸收。

?     白色的物体反射所有颜色的光。

?     黑色的物体吸收所有颜色的光。

2．透明物体的颜色：

?     有色的透明物体透过什么色光，它就是什么颜色。透明物体的颜色是它透过的色光决定的。

?     有色的透明物体只透过与它本身相同颜色的光，而其它颜色的光都被它吸收。

?     白色的透明物体透过所有颜色的光。

?     黑色的透明物体吸收所有颜色的光。

3．色光的混合

（1）白光是由七种色光混合而成的

（2）光的三基色：红、绿、蓝

（3）红、绿、蓝三种色光按相同比例混合后得到白光

三、项目用途

提供各种颜色的色光环境，供学生探究不同颜色的物体在不同光照条件下的颜色变化，理论联系实践，从实践的角度再认识理论。

该项目的最大改进就是可以灵活自主地提供光照环境，可以不受其它光源的影响，是主动光源类型。