基于单片机的金属探测器的课程设计报告
毕业设计(论文)-基于单片机的金属探测器的设计
基于单片机的金属探测器的设计学生：指导教师：内容摘要：本文着重介绍了一种基于AT89S52单片机控制的智能型金属探测器的硬件组成、软件设计、工作原理及主要功能。
该金属探测器以AT89S52单片机为核心，采用线性霍尔元件UGN3503作为传感器，来感应金属涡流效应引起的通电线圈磁场的变化，并将磁场变化转化为电压的变化，单片机测得电压值，并与设定的电压基准值相比较后，决定是否探测到金属。
系统软件采用汇编语言编写。
在软件设计中，采用了数字滤波技术消除干扰，提高了探测器的抗干扰能力，确保了系统的准确性。
此外，文中还对影响金属探测器的灵敏度与稳定性的因素进行了探讨，认为仪器的工作频率、检测线圈的尺寸及匝数等是影响灵敏度的主要因素;而应用现场的环境温度、湿度及线圈的制作工艺和供电电源的稳定程度是仪器稳定性的影响因素。
关键词：单片机金属探测器线性霍尔元件电磁感应灵敏度Design for vending machine's PLC systemAbstract: This paper describes the composition of hardware and software,working principles and the functions of an intelligent metal detector which mainly consists of AT89S52 Single-Chip Microcomputer and linear Hall-Effect Sensor. The equipment adopts UGN3503U linear hall-effect sensor as probe to detect the magnetic field change of the centre of a search coil resulted from eddy current effect and turn this magnetic field change into voltage change.The Single-Chip Microcomputer measures the peak value of voltage and compares it with reference voltage.Then determine whether detect metel or not.In case of detection of a metallic mass,the Metal Detector porvides an acoustical and optical alarm.The systems software adopts the assmbler language to be written.Inside the software,the digital filter technology is utilized to eliminate the jamming.So the stability of system and measuring veracity are improved.The effect of all factors on sensitivity and stability of Metel Detetor are discussed in this paper.It is concluded that the operating frequency,the size of the search coil and turns are the main factors effected on the sensitivity of the instrument: the environment temperature and humidity in site,the winding technology of coils and the stability of power supply are the factors effected on stability of instrument.KEY WORDS:Single-Chip Microcomputer metal detector linear hall-effect sensor electric-magnetic induction sensitivity目录前言 (1)1 分析探测金属的理论根据 (2)1.1 理论描述 (2)1.1.1线圈介质条件变化.............................. . (2)1.1.2 涡流效应 . (3)2 硬件电路设计 (3)2.1 系统组成 (3)2.2 硬件电路功能描述 (4)2.2.1 线圈振荡电路 . (4)2.2.2 数据采集 . (5)2.2.3 A/D转换电路 . (8)2.2.4 系统控制单元 (11)2.2.5 键盘控制电路 . (12)2.2.6 显示报警电路 (13)2.2.7 电源电路 (14)2.3 整机工作原理描述 (15)3 系统软件设计.................................................................................... (16)3.1 软件设计思想 (16)3.2 数字滤波及算法说明 (16)3.3 主程序流程图 (17)3.3.1 键盘控制程序设计 (18)3.3.2 数字滤波程序设计 (19)3.3.3 显示与报警程序设计 (20)4 主要技术指标分析 (21)4.1 主要技术指标分析 (21)4.4.1 工作频率 (21)4.4.2 灵敏度分析 (21)4.4.3 稳定性分析 (22)5 仿真、调试结果及分析 (22)5.1 仿真、调试目的与内容 (22)5.2 仿真结果及分析 (22)5.3 试验总结 (24)6 结论 (24)附录1：电路原理图.............................................................................. . 25附录2：各模块程序清单 (26)参考文献 (32)基于单片机的金属探测器的设计前言随着社会的发展金属探测器已经成为一种重要的检查设备，广泛地被应用到社会生活和工业生产当中。
基于单片机的金属探测器
华北水利水电学院毕业设计任务书设计题目：基于单片机的金属探测器的设计专业：测控技术与仪器班级学号：姓名:指导教师：宋小娜设计期限：2014年2月24日开始2014年5月30日结束院、系：机械学院2014年2月22 日一、毕业设计的目的随着电子技术和计算机技术的飞速发展，单片机性能不断完善，性能价格比显著提高，技术日趋完善。
由于单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等特点，因而在国民经济建设、军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。
本设计任务是主要针对传感器和单片机的应用，利用新型传感器测量方法，实现金属探测功能，了解单片机系统设计流程，以及电路板的实际制作和调试能力。
同时也加强对数字电路、单片机和微机原理等课程知识的实际应用能力，也为同类产品的进一步发展奠定理论和实践基础。
二、主要设计内容利用单片机设计一个手持金属探测器，它可以检测到人体所携带的金属物品，并发出报警。
三、重点研究问题1．掌握单片机开发设计的过程2．探测方案的确定四、主要技术指标或主要设计参数1.系统响应时间为2s；五、设计成果要求1、在设计初期阶段进行认真调研。
在调研和充分理解课题内容和要求的基础上，写出3000字左右的开题报告(其中包括文献综述)。
要求查阅文献在10篇以上，开题报告中引用的文献资料在5篇以上。
2、在设计初期进行毕业实习，实习时间为2周左右。
实习过程应听从指导教师的指挥，写出实习日记。
实习结束后，对实习过程进行总结，提交实习报告（不少于2000字）。
3、在设计过程中，能运用一门外语翻译与课题有关的外文资料。
要求译文准确、通顺，字数在2000汉字以上。
4、在毕业设计后期，提交毕业设计论文一本。
要求内容完整，含中外文摘要，条理清楚，文字通顺，书写规范。
要求中文摘要字数在400字左右，关键词3～5个，论文正文字数应在10000字以上。
5、提交设计部分的硬件电路图和单片机系统设计的软件源码，以及能够正常工作的单片机系统电路板。
《基于单片机的金属探测器设计开题报告2600字》
4、技术路线和技术关键
金屈探测器探测金属是采用线圈的电磁感应原理进行的。依据电磁感应原理，如有金属物体靠近通电线圈的平面附近时，会发生线圈介质条件变化和祸流效应两个现象。而高频振荡线圈的振荡频率会因为线圈磁场强度的变化而产生变化，通过检测振荡线圈的振荡频率改变量可以判断出是否有金属存在。
整体硬件电路分为接收模块、AD转换模块、发射驱动模块、与上位机或PLC的通信模块、电源模块、人机界面(键盘模块、显示模块)、输出驱动模块和主控模块等。整个探测系统以8位单片机A T89S52作为控制核心,先将磁场的变化转化为电压的变化，再将电路采集到的电压处理后送入单片机中，通过程序的设定完成报警部分。
[14]Wang Q Q. Design of residual current fire monitoring detector based on single chip microcomputer[J]. Automation & Instrumentation, ainst Theft Detector Design Based on Single Chip Microcomputer Signal Processing Technology[J]. Advanced Materials Research, 2015, 1079-1080:1064-1067.
基于单片机的金属探测器设计任务书
基于单片机的金属探测器设计任务书一、任务背景随着科技的发展和社会的进步，金属探测器在安全检查、资源勘探等领域扮演着重要角色。
基于单片机的金属探测器由于其低成本、高性能的特点，成为了当前研究的热点。
本任务书旨在设计一个基于单片机的金属探测器，以满足实际应用需求。
二、任务目标1. 设计一个基于单片机的金属探测器原型；2. 实现金属探测器对金属目标的准确探测和报警功能；3. 优化设计方案，提高金属探测器的性能和可靠性。
三、任务内容1. 硬件设计：(1) 选择合适的传感器：根据金属探测的需求，选择适用于单片机的金属传感器，如电磁感应传感器、电阻传感器等。
(2) 搭建电路：根据传感器的特性和单片机的工作要求，设计并搭建合适的电路，包括传感器接口电路、信号放大电路、滤波电路等。
(3) 选择合适的单片机：根据金属探测器的功能要求和硬件设计方案，选择合适的单片机进行控制和信号处理。
(4) 设计电源模块：为金属探测器提供稳定、可靠的电源，设计合适的电源模块。
2. 软件设计：(1) 编写单片机控制程序：根据金属探测器的功能需求，编写合适的单片机控制程序，实现对传感器的数据采集、信号处理和报警控制等功能。
(2) 开发用户界面：设计直观友好的用户界面，使用户可以方便地操作金属探测器并获取探测结果。
(3) 优化算法：对探测信号进行合理的算法处理，提高金属探测器的探测准确性和灵敏度。
3. 软硬件集成：(1) 将硬件和软件部分进行集成，实现金属探测器的整体功能。
(2) 进行系统测试和性能评估，对金属探测器进行功能和可靠性测试，确保其满足设计要求。
四、任务计划1. 第1周：调研金属探测器的基本原理和技术，确定硬件设计方案；2. 第2周：完成金属传感器的选择和电路搭建；3. 第3周：完成单片机的选择和控制程序的编写；4. 第4周：开发用户界面和优化算法；5. 第5周：进行软硬件集成，进行系统测试和性能评估；6. 第6周：完善任务书和项目报告，进行总结和展望。
单片机的金属探测器设计的课程设计
单片机的金属探测器设计的课程设计一、引言在现代化社会中，金属探测器在安全、军事、文化遗产保护等领域起到了重要作用。
本课程设计旨在设计一款基于单片机的金属探测器，通过单片机的计算和控制能力，实现对金属目标的探测和检测。
本文将详细介绍该课程设计的整体设计思路、硬件电路的设计与实现、软件程序的编写与调试、以及对实际探测效果的验证与改进。
二、整体设计思路金属探测器的工作原理是通过电磁感应原理来检测金属目标。
当金属目标在金属探测器的工作线圈中穿过时，会产生感应电流，从而改变线圈谐振频率，进而通过单片机进行信号处理和判别。
本课程设计的整体设计思路如下：1.硬件设计：设计金属探测器的电路，包括金属探测线圈、放大电路和滤波电路等。
2.软件设计：编写单片机程序，实现金属探测信号的处理和判别。
3.信号处理：对金属探测信号进行滤波、放大和去噪等处理。
4.信号判别：通过设定合适的阈值和算法，对处理后的信号进行判别，确定是否探测到金属目标。
5.验证与改进：通过实际探测测试，对金属探测器的性能进行验证，并根据测试结果进行改进和优化。
三、硬件电路设计与实现1. 金属探测线圈设计金属探测线圈是金属探测器的核心部分，它能够产生感应电流，从而检测金属目标。
在设计线圈时，需要考虑线圈的形状、材料和匝数等因素。
一般来说，线圈的匝数越多、面积越大，探测的灵敏度越高。
2. 放大与滤波电路设计为了增强金属探测信号的强度，需要设计一个放大电路。
放大电路可以通过运算放大器实现，其中包括差分放大和低通滤波等功能。
放大电路能够提高信号的信噪比，减小噪声的影响。
3. 数模转换电路设计在金属探测器中，需要将模拟信号转换为数字信号进行处理。
为此，需要设计一个数模转换电路，将模拟信号转换为单片机可以处理的数字信号。
四、软件程序的编写与调试1. 单片机选型与环境搭建根据金属探测器的设计需求，选择合适的单片机进行编程。
在选择单片机的同时，需要配置相应的软件开发环境，例如Keil或者IAR。
单片机的金属探测器设计的课程设计
单片机的金属探测器设计的课程设计一、课程设计背景在现代社会中，金属探测器已经成为了非常重要的安全检测工具。
它可以用于各种场合，例如机场、车站、商场等公共场所的安全检查，也可以用于金属制品的质量检测等领域。
因此，学习和掌握金属探测器的原理和设计方法对于电子工程专业的学生来说是非常有必要的。
二、课程设计目标本次课程设计旨在通过单片机实现一个简单的金属探测器，并使学生能够深入了解金属探测器的原理和设计方法，同时提高他们的电路设计能力和程序编写能力。
三、课程设计内容1. 金属探测器原理首先，我们需要了解金属探测器的原理。
简单来说，金属探测器利用电磁感应原理来检测隐藏在地下或其他物体中的金属物品。
当一个导体被放置在外部磁场中时，会在导体内部产生感应电流。
这个感应电流会产生一个反向磁场，并且这个反向磁场会影响外部磁场。
当一个金属物品接近探测器时，它会改变探测器的磁场，从而产生一个感应电流。
这个感应电流可以通过放大电路进行检测和处理。
2. 金属探测器设计接下来，我们需要设计一个金属探测器。
我们将使用单片机来实现这个金属探测器。
具体来说，我们需要设计以下几个模块：（1）磁场发生器模块：这个模块用于产生外部磁场。
我们可以使用一个线圈来产生外部磁场。
（2）放大电路模块：这个模块用于放大感应电流，并将其转换为数字信号。
我们可以使用运算放大器和ADC芯片来实现这个模块。
（3）控制模块：这个模块用于控制整个金属探测器的工作。
我们可以使用单片机来实现这个模块。
3. 程序编写最后，我们需要编写程序来实现金属探测器的功能。
具体来说，我们需要编写以下几个函数：（1）初始化函数：用于初始化单片机和外部硬件设备。
（2）磁场发生函数：用于产生外部磁场。
（3）ADC采样函数：用于采样并转换感应电流信号。
（4）数据处理函数：用于处理采样到的数据，并判断是否检测到金属物品。
（5）控制函数：用于控制整个金属探测器的工作流程。
四、课程设计步骤1. 硬件设计首先，我们需要进行硬件设计。
单片机金属探测器课程设计
单片机金属探测器课程设计
单片机金属探测器课程设计是一门电子工程学科，旨在设计并实现一种具有金属探测功能的电子器件。
该设计主要涉及到硬件和软件两个方面的内容。
硬件方面，需要选择合适的传感器和控制模块。
传感器可以是金属感应线圈，用于检测磁场变化，也可以是热释电传感器，用于检测金属物品的温度变化。
控制模块可以选用单片机，通常使用基于AT89C2051的单片机，具有较高的性能和可靠性。
电路设计需要根据传感器的类型进行相应的电路设计，如信号放大电路和信号处理电路等。
软件方面，需要编写单片机程序。
程序需要对传感器检测到的信号进行处理，并输出相应的结果。
通常使用C语言进行编程，包括硬件初始化、数据采集、数据处理和输出等功能。
程序需要具有较好的抗干扰能力和响应速度。
总体而言，单片机金属探测器课程设计需要考虑到电路设计和程序设计两个方面，同时需要注意器件的选用和电路的稳定性。
基于5单片机的金属探测器本科设计
基于5单片机的金属探测器本科设计基于51单片机的金属探测器摘要本文着重介绍了一种基于AT89S52单片机控制的智能型金属探测器的硬件组成、软件设计、工作原理及主要功能。
该金属探测器以AT89S52单片机为核心，采用线性霍尔元件UGN3503作为传感器，来感应金属涡流效应引起的通电线圈磁场的变化，并将磁场变化转化为电压的变化，单片机测得电压值，并与设定的电压基准值相比较后，决定是否探测到金属。
系统软件采用汇编语言编写。
在软件设计中，采用了数字滤波技术消除干扰，提高了探测器的抗干扰能力，确保了系统的准确性。
此外，文中还对影响金属探测器的灵敏度与稳定性的因素进行了探讨，认为仪器的工作频率、检测线圈的尺寸及匝数等是影响灵敏度的主要因素;而应用现场的环境温度、湿度及线圈的制作工艺和供电电源的稳定程度是仪器稳定性的影响因素。
关键词：单片机，金属探测器，线性霍尔元件，电磁感应，灵敏度ABSTRCTThis paper describes the composition of hardware and software,working principles and the functions of an intelligent metal detector which mainly consists of AT89S52 Single-Chip Microcomputer and linear Hall-Effect Sensor. The equipment adopts UGN3503U linear hall-effect sensor as probe to detect the magnetic field change of the centre of a search coil resulted from eddy current effect and turn this magnetic field change into voltage change.The Single-Chip Microcomputer measures the peak value of voltage and compares it with reference voltage.Then determine whether detect metel or not.In case of detection of a metallic mass,the Metal Detector porvides an acoustical and optical alarm.The systems software adopts the assmbler language to be written.Inside the software,the digital filter technology is utilized to eliminate the jamming.So the stability of system and measuring veracity are improved.The effect of all factors on sensitivity and stability of Metel Detetor are discussed in this paper.It is concluded that the operating frequency,the size of the search coil and turns are the main factors effected on the sensitivity of the instrument: the environment temperature and humidity in site,the winding technology of coils and the stability of power supply are the factors effected on stability of instrument.KEY WORDS: Single-Chip Microcomputer, metal detector, linear hall-effect sensor, electric-magnetic induction, sensitivity目录前言 (1)第1章分析探测金属的理论依据 (3)1.1理论描述 (3)1.1.1线圈介质条件的变化 (3)1.1.2涡流效应 (4)第2章硬件电路设计 (6)2.1系统组成 (6)2.2硬件电路功能描述 (6)2.2.1线圈振荡电路 (7)2.2.2数据采集电路 (8)2.2.3 A/D转换电路 (12)2.2.4系统控制单元 (15)2.2.5键盘控制电路 (16)2.2.6显示报警电路 (17)2.2.7电源电路 (18)2.3整机工作原理描述 (19)第3章系统软件设计 (20)3.1软件设计思想 (20)3.2数字滤波及算法说明 (21)3.3主程序流程图 (21)3.3.1键盘控制程序设计 (23)3.3.2数字滤波程序设计 (23)3.3.3显示与报警程序设计 (25)第4章主要技术指标分析 (26)4.1主要技术指标分析 (26)4.4.1工作频率 (26)4.4.2灵敏度分析 (26)4.4.3稳定性分析 (26)第5章仿真、调试结果及分析 (27)5.1 仿真、调试目的与内容 (27)5.2 仿真结果及分析 (27)5.3 试验总结 (29)第6章结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录1 电路原理图 (33)附录2 各模块程序清单 (34)代做本论文毕业设计实物。
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摘要本文着重介绍了一种基于AT89S52单片机控制的智能型金属探测器的硬件组成、软件设计、工作原理及主要功能。
该金属探测器以AT89S52单片机为核心，采用线性霍尔元件UGN3503作为传感器，来感应金属涡流效应引起的通电线圈磁场的变化，并将磁场变化转化为电压的变化，单片机测得电压值，并与设定的电压基准值相比较后，决定是否探测到金属。
系统软件采用汇编语言编写。
在软件设计中，采用了数字滤波技术消除干扰，提高了探测器的抗干扰能力，确保了系统的准确性。
适用于对邮件、行李、包裹及人体夹带的伤害性金属物品(如:刀具、枪械、武器部件、弹药和金属包装的炸药等)的检测，可用于海关、机场、车站、码头的安全检查。
目录第1章分析探测金属的理论依据 (1)第2章硬件电路设计 (1)2.1系统组成 (1)2.2硬件电路功能描述 (1)2.3整机工作原理描述 (4)第3章系统软件设计 (5)3.1软件设计思想 (5)3.2数字滤波计算法说明 (6)3.3主程序流程图 (6)第4章仿真、调试结果分析 (8)4.1仿真、调试目的与内容 (8)4.2仿真结果分析 (8)4.3试验总结 (9)第5章结论 (10)参考文献 (10)附录 (11)第1章分析探测金属的理论依据金属探测器是采用线圈的电磁感应原理来探测金属的。
根据电磁感应原理，当有金属物靠近通电线圈平面附近时，将发生线圈介质条件的变化和涡流效应两个现象。
当有金属物靠近通电线圈平面附近时，无论是介质磁导率的变化，还是金属的涡流效应均能引起磁感应强度B的变化。
对于非铁磁性的金属μr≈1，σ较大，可以认为是导电不导磁的物质，主要产生涡流效应，磁效应可忽略不计;对于铁磁性金属μr很大，σ也较大，可认为是既导电又导磁物质，主要产生磁效应，同时又有涡流效应。
本设计正是基于这样的理论，来寻找一种适合的传感器来感应线圈的磁场变化，并把磁场信号的变化转变成电信号的变化，从而实现单片机的控制。
第2章硬件电路设计2.1 系统组成如图1所示，整个探测系统以8位单片机AT89S52作为控制核心，其硬件电路分为两个部分，一部分为线圈振荡电路，包括：多谐振荡电路、放大电路和探测线圈；另一部分为控制电路，包括：UGN3503型线性霍尔元件、前置放大电路、峰值检波电路ADC0809模数转换器、AT89S52单片机、LED显示电路、声音报警电路及电源电路等。
具体电路原理图参看附录1。
图1 系统结构框图2.2 硬件电路功能描述2.2.1 线圈振荡电路图2 线圈振荡电路原理图 电路原理图如图2所示。
工作过程中，由555定时器构成一个多谐振荡器，产生一频率为24KHz 、占空比为2/3的脉冲信号。
振荡器的频率计算公式为：2ln )2(1111110C R R f +=图示参数对应的频率为24KHz ，选择24KHz 的超长波频率是为了减弱土壤对电磁波的影响。
从多谐振荡器输出的正脉冲信号经过电容C8输入到Q1的基极(Q1为β≥125的9013H)，使其导通，经Q1放大之后，就形成了频率稳定度高、功率较大的脉冲信号输入到探测线圈L1中，在线圈内产生瞬间较强的电流，从而使线圈周围产生恒定的交变磁场。
2.2.2 数据采集电路图3 数据采集电路 电路原理图如图3所示。
由线性霍尔传感器、放大和峰值检波电路构成。
线性霍尔传感器选用的是美国ALELGRO 公司生产的UGN3503U ，主要功能是可将感应到的磁场强度信号线性地转变为电压信号。
由于UGN35O3U 线性霍尔元件采集到的电压信号是一个毫伏级的信号，信号十分微弱，所以，在对其进行处理前，首先要进行放大。
经前级运算放大器放大的信号经耦合电容C2输入到后级峰值检测电路中。
峰值检测电路由两级运算放大器组成，通过峰值检波和后级缓冲放大电路，将采集到的微弱电压信号放大至0V-5V的直流电平。
2.2.3 A/D转换电路图4 A/D转换电路为了将采集到的模拟量信息，转换为单片机能够直接处理的数字信息，这里选用了ADC0809型A/D转换器，完成由模拟量到数字量的转换。
当地址锁存允许信号ALE=1时，3位地址信号A、B、C送入地址锁存器，选择8路模拟量中的一路实现A/D变换。
本设计使用通道NI0，所以，地址译码器ABC直接接地为000，采用线选法寻址。
ADC0809的数据输出口直接于单片机的数据总线P0口相连接，这里利用AT89S52提供的地址锁存允许信号ALE经计数器74LS163构成的4分频器分频获得。
ALE引脚的频率是单片机时钟频率的1/6,单片机时钟频率为12MHZ，则ALE引脚频率约为2MHZ，再经4分频后为500kHZ，所以ADC0809能可靠工作。
ADC0809的模拟输入范围:单极性0~5V，设计中采用+5V单电源供电。
电路原理图如图4所示。
2.2.4 系统控制单元单片机AT89S52与AT89C52相比较，其优点在于AT89S52片内含8K Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，还兼具AT89C52的其他优点：AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机。
40个引脚，8K Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，32个外部双向输入/输出(I/O)口，看门狗定时(WDT)电路，2个数据指针，3个16位可编程定时计数器，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个全双工串行通信口，片内时钟振荡器。
其工作电压为5V，晶振频率采用12MHz。
2.2.5 键盘控制电路键盘控制电路K1键作为功能键设置灵敏度△U，灵敏度是可调的，K2和K3分别作为加1，减1键来调节灵敏度，K4是确定键，当K4键按下时，灵敏度值确定。
2.2.6 显示报警电路AT89S52的串行口RXD和TXD为一全双工串行通信口，但在工作方式0下可作同步移位寄存器用，其数据由RXD（P3.0）端输出或输入；当键盘控制部分各键按下时，LED 显示相对应灵敏度数值，显示电路如图5所示。
图5 显示报警电路一旦发现金属出现，则被测物理量超限由单片机I/O口P1.0输出信号驱动发光二极管发光报警，P1.6触发无源蜂鸣器用声报警提醒检测人员注意，进行必要的定位搜身检查。
2.2.7 电源电路电路原理图如图6所示，电源供电由9V电池和板内稳压电源组成。
图6 电源电路2.3整机工作原理描述在工作过程中，由555定时器构成的多谐振荡器产生一个频率为24KHz的脉冲信号，此脉冲信号经过缓冲和放大之后，形成频率稳定度高、功率较大的脉冲信号输入到探测线圈中，通电的线圈周围就会产生磁场，此时，固定在线圈L1中心的霍尔元件UGN3503U 就会感应到线圈周围的磁场，并将磁场强度信号线性地转变成电压信号。
在无金属的情况下，假设霍尔输出电压为u0，该电压信号u0很微弱，属mV级信号，u0经过放大电路放大，再通过峰值检波电路，得到相应的0V~5V的峰值输出电压U0，以满足ADC0809的量程，经A/D转换后，将U0的数字量输入到单片机储存起来。
此后，以该电压信号作为基准电压，与A/D转换器采集到的电压信号进行比较判断。
当探测线圈L1靠近金属物体时，由于电磁感应现象，会使探测电感值发生变化，从而使其周围的磁场发生变化，霍尔元件感应到该变化的磁场，并将其线性地转变成电压信号ux，该变化的电压经放大电路、峰值检波电路后，得到相应的0V-5V的峰值输出电压Ux，然后经A/D转换后，输入到CPU，由CPU完成Ux与基准电压U0的比较，二者比较׀ Ux—U0׀得到一个差值，此差值与预设的灵敏度△U再作比较。
灵敏度由键盘控制电路中各键输入，显示电路部分则显示各键按下后的相应数值，当然，△U大小的设定决定着系统精度的高低。
若|Ux-U0|>△U，就确定为探测到金属，CUP输出口P1.0输出信号驱动发光二极管发光报警，同时P1.6控制蜂鸣器发出声响，进行声音报警。
第3章系统软件设计3.1 软件设计思想主程序初始化以后置位AT89S52的中断控制位EA，使CPU开放中断。
通过检测RAM 中21H中数值的值来判断是否采集基准电压U0，如果未采集过U0，则启动ADC0809对NIO通道的模拟输入量进行A/D转换。
在电路设计中，ADC0809与AT89S52是采用中断方式连接的，所以系统的数据采集处理功能是在中断服务程序中完成的，从原理图看出，ADC0809的EOC端通过反相器接AT89S52的NIT1端，作为中断申请。
采用中断方式，可大大节省CPU时间。
软件编程允许AT89S52响应外部中断1，且设置其响应方式为边沿触发。
当A/D转换完毕后，ADC0809的EOC端向AT89S52的INT1的返向端送入一个中断申请信号，AT89S52接此信号后响应中断请求，调用中断服务子程序INTl，中断服务程序进行压栈，保护现场，读取来自ADC0809数据输出口的8位数字量，并将数字量储存到单片机RAM中，然后启动ADC0809的下一次转换。
经过数据软件滤波之后将其存放在单片机RAM 21H中，作为基准电压U0。
反复实验测得的灵敏度△U的值被存放在单片机RAM地址为20H的存储器中。
在检测过程中，将A/D转换器采集到的电压信号经数据软件滤波后存入内部RAM以30H为首址的数据存储器中，然后将此数据Ux二和基准电压U0进行比较，二者差值U存放在单片机ARM地址为22H的存储器中。
而后再通过判据算法将此差值U与灵敏度△U进行比较，以确定是否报警键盘控制电路各键控制灵敏度的值，并在显示电路部分显示按键后的对应数值。
3.2 数字滤波及算法说明金属探测器的噪声抑制能力是金属探测器的主要设计指标。
由于在采集电压量时经常会碰到各种瞬时干扰，而采用硬件滤波存在硬件电路复杂等诸多弊端，因此本设计中采用算术平均滤波法，即在一次电压量的采集中，在很短的时间内对它进行6次采集，将它转换为数字量后求和，分析出6次输入中的最大值和最小值，然后减去最大值和最小值，除以4得到平均值的方法，完成一次数据采集的软件滤波。
用软件代替硬件，从而省去了复杂的硬件，而且能够取得好而精确的效果。
在一个采样周期内，对信号X的N次测量值进行算术平均，作为时刻K的输出x(k)，即∑==NiixNkx11)(（3-1）其中N为采样次数，xi为第i次的采样值。
显然N越大，信号平滑度越高，灵敏度就会降低，但是本设计中需要较高的灵敏度，所以N取值不易过大，这里我选择了N=6，选择取6个数进行计算的原因，就是因为在汇编中做计算是非常麻烦的，取6个数，减去最大值和最小值后，取平均值是除4，计算机的内部计算都是二进制，而二进制每除一个2，实际上是向右移一次。
所以为了计算方便，我选择取6个数，最后在算除法的时候，只需要用单片机自带的右移位命令移2次就行了。