基于单片机的金属探测器的设计阅读毕业设计(论文)

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毕业设计(论文)-基于单片机的金属探测器的设计

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

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任务书

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。

金属探测器毕业论文

金属探测器毕业论文

金属探测器毕业论文摘要本文利用电子技术的知识设计了金属探测器,可以探测地毯下的金属或硬币。

本设计包括电容三点式振荡电路,用以产生40KHZ的高频信号;电压放大电路,用以对高频信号进行放大;整流滤波电路,用以对交流信号进行整流、滤波,变为直流信号;三极管开关电路及二极管指示电路,发出光信号用以指示是否有金属。

本设计具有结构简单,性能可靠的优点。

关键词:金属探测器电容三点式振荡电路放大电路整流滤波电路AbstractIn this paper, knowledge of the use of electronic technology metal detector designed to detect metal under the carpet or coins. The design includes three-point oscillator circuit capacitance, used to generate high-frequency signal 40KHZ; voltage amplifier for the amplification of high-frequency signals; rectifier filter circuit for the rectification of AC signals, filtering, into a DC signal; triode switch circuit and diode circuits instructions issued instructions for the optical signal whether there is metal. The design is simple in structure, the advantages of reliable performance.Key words:metal detectors capacitance three-point oscillator circuit amplifier rectifier filter circui目录引言 (1)第1章绪论1.1 金属探测器的发展现状及发展趋势 (2)1.2 金属探测器的应用 (3)第2章设计要求及技术指标2.1 设计要求 (4)2.2 技术指标 (4)第3章设计方案3.1 总体设计方案框图及分析 (5)第4章单元电路设计4.1 电容三点式振荡电路的设计 (7)4.1.1 反馈型振荡器的基本工作原理 (7)4.1.2 三点式振荡电路 (9)4.1.3 电容三点式振荡器 (10)4.2 电压放大电路设计 (11)4.2.1 概述 (11)4.2.2 放大电路的分析 (13)4.3 整流滤波电路 (17)4.3.1 整流电路 (17)4.3.2 滤波电路 (17)4.4 三极管开关电路 (18)系统的原理图 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)引言谈起金属探测器,人们就会联想到探雷器,工兵用它来探测掩埋的地雷。

基于单片机的金属探测器的设计阅读

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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。

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 (2)1.1理论描述 (2)1.1.1线圈介质条件的变化 (2)1.1.2涡流效应 (3)第2章硬件电路设计 (5)2.1系统组成 (5)2.2硬件电路功能描述 (5)2.2.1线圈振荡电路 (6)2.2.2数据采集电路 (7)2.2.3 A/D转换电路 (11)2.2.4系统控制单元 (14)2.2.5键盘控制电路 (15)2.2.6显示报警电路 (16)2.2.7电源电路 (17)2.3整机工作原理描述 (18)第3章系统软件设计 (19)3.1软件设计思想 (19)3.2数字滤波及算法说明 (20)3.3主程序流程图 (20)3.3.1键盘控制程序设计 (22)3.3.2数字滤波程序设计 (22)3.3.3显示与报警程序设计 (24)第4章主要技术指标分析 (25)4.1主要技术指标分析 (25)4.4.1工作频率 (25)4.4.2灵敏度分析 (25)4.4.3稳定性分析 (25)第5章仿真、调试结果及分析 (26)5.1 仿真、调试目的与内容 (26)5.2 仿真结果及分析 (26)5.3 试验总结 (28)第6章结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录1 电路原理图 (32)附录2 各模块程序清单 (33)前言金属探测器作为一种最重要的安全检查设备,己被广泛地应用于社会生活和工业生产的诸多领域。

基于单片机的智能型金属探测器的设计毕业论文

基于单片机的智能型金属探测器的设计毕业论文

基于单片机的智能型金属探测器的设计毕业论文基于单片机的智能型金属探测器的设计毕业论文目录1 引言 (4)2 综述 (6)3 方案论证 (8)3.1 基于单片机的金属探测器的设计方案 (8)3.2MD—898K金属探测器 (9)3.3 基于霍尔器件的数字金属探测器...................... 错误!未定义书签。

4 总体设计 (9)4.1 硬件电路设计 (10)4.2软件结构设计 (13)4.2.1前端程序结构设计 (28)4.2.2 外围数据处理与显示程序结构设计 (29)5 单元电路设计 (30)5.1 振荡电路设计 (30)5.2放大电路和脉冲变换电路 (31)5.3 单片机系统 (33)5.4外围设置与显示系统 (34)6 软件模块设计 (35)6.1 前端软件设计 (36)6.2外围数据处理与显示模块设计 (40)7实现与性能分析.............................................. 错误!未定义书签。

7.1 硬件电路焊接与调试................................... 错误!未定义书签。

7.1.1 振荡电路的焊接与调试.......................... 错误!未定义书签。

7.1.2 放大电路与脉冲转换电路的焊接与调试 ....... 错误!未定义书签。

7.1.3 单片机系统的焊接与调试 ....................... 错误!未定义书签。

7.1.4 外围数据处理与显示模块的焊接与调试 ....... 错误!未定义书签。

7.2 软件模块的调试与集成................................. 错误!未定义书签。

7.2.1 前端金属探测模块的调试与集成 ............... 错误!未定义书签。

7.2.2 外围数据处理与显示模块的调试与集成 ....... 错误!未定义书签。

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

基于单片机的金属探测器的设计作者:徐连成来源:《电子世界》2013年第14期【摘要】该金属探测器是以单片机为核心,通过霍尔传感器测量线圈磁场的变化间接测量电压的变化,和基准电压值相比较,来判断是否探测到金属。

【关键词】单片机;霍尔传感器;金属探测器1.引言金属探测器是一种专门用来探测金属的仪器,用于探测地雷,隐蔽的电缆、水管,甚至能够地下探宝,发现埋藏在地下的金属物体。

机场和车站的安检。

考场防作弊之金属探测等。

金属探测器是采用的线圈的电磁感应原理来进行探测金属的。

由电磁感应原理:当金属物体靠近通电线圈平面时,线圈介质条件会发生变化并产生涡流效应。

2.电路总体框图探测系统以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。

系统组成框图如图1所示:3.系统硬件设计3.1 线圈振荡电路由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。

线圈振荡电路如图2所示:3.2 数据采集电路线性霍尔传感器UGN3503U--以电涡流传感器为传感元件,将金属接近传感器的距离转化为电感;金属物体使通电线圈周围磁场发生变化,霍尔元件磁场的变化转变成电压信号。

3.3 放大和峰值检波电路放大和峰值检波电路:由前置放大电路和峰值检波电路组成。

3.3.1 前置放大电路霍尔传感器采集到是毫伏级的微弱的电压信号,需用LM324运算放大器进行放大。

LM324特点:输入阻抗高、漂移较小、共模抑制比高,集成运放。

具有优良的保持性能和传输性能。

如图3所示:用函数信号发生器模拟霍尔传感器毫伏级信号,C6C7是耦合电容,反馈电位器RP1调节前置放大级的放大倍数。

金属探测器的设计毕业设计论文

金属探测器的设计毕业设计论文

南京机电职业技术学院毕业设计(论文)题目金属探测器毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

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毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

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作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。

4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订教研室(或答辩小组)及教学系意见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 (2)1.1理论描述 (2)1.1.1线圈介质条件的变化 (2)1.1.2涡流效应 (3)第2章硬件电路设计 (5)2.1系统组成 (5)2.2硬件电路功能描述 (5)2.2.1线圈振荡电路 (6)2.2.2数据采集电路 (7)2.2.3 A/D转换电路 (11)2.2.4系统控制单元 (14)2.2.5键盘控制电路 (15)2.2.6显示报警电路 (16)2.2.7电源电路 (17)2.3整机工作原理描述 (18)第3章系统软件设计 (19)3.1软件设计思想 (19)3.2数字滤波及算法说明 (20)3.3主程序流程图 (20)3.3.1键盘控制程序设计 (22)3.3.2数字滤波程序设计 (22)3.3.3显示与报警程序设计 (24)第4章主要技术指标分析 (25)4.1主要技术指标分析 (25)4.4.1工作频率 (25)4.4.2灵敏度分析 (25)4.4.3稳定性分析 (25)第5章仿真、调试结果及分析 (26)5.1 仿真、调试目的与内容 (26)5.2 仿真结果及分析 (26)5.3 试验总结 (28)第6章结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录1 电路原理图 (32)附录2 各模块程序清单 (33)前言金属探测器作为一种最重要的安全检查设备,己被广泛地应用于社会生活和工业生产的诸多领域。

比如在机场、大型运动会(如奥运会)、展览会等都用金属探测器来对过往人员进行安全检测,以排查行李、包裹及人体夹带的刀具、枪支、弹药等伤害性违禁金属物品;工业部门(包括手表、眼镜、金银首饰、电子等生产含有金属产品的工厂)也使用金属探测器对出入人员进行检测,以防止贵重金属材料的丢失;目前,就连考试也开始启用金属探测器来防止考生利用手机等工具进行作弊。

由此可见,金属探测器对工业生产及人身安全起着重要的作用。

而为了能够准确判定金属物品藏匿的位置,就需要金属探测器具有较高的检测精度。

目前,国外虽然已有较为完善的系列产品(如EIPaso、CeiaUSA、Ranger&Metoerx等厂商的产品),但价格极其昂贵;国内传统的金属探测器则是利用模拟电路进行检测和控制的,其电路复杂,探测灵敏度低,且整个系统易受外界环境如温度、湿度、电焊等诸因素的干扰。

本文介绍的基于单片机控制的智能型金属探测器,采用灵敏度极高的线性霍尔元件作为传感器,感应由于金属出现引起的探测线圈周围磁场的变化,提高了检测精度;处理部件则采用AT89S52单片机作为检测和控制核心,对检测结果进行分析判断,有效地保证了检测原理的实施;此外,利用软件滤波的方法代替了传统探测器复杂的模拟电路器件,大大提高了系统的可靠性、灵敏度和抗干扰性。

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。

也可用于探测隐藏于墙内、护墙板内侧、空洞和土壤中的上述物品和其他金属物。

第1章分析探测金属的理论依据1.1理论描述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。

[1]1.1.1线圈介质条件的变化当金属物接近通电线圈时,将使通电线周围的磁场发生变化,如图1-1,图1-1对于半径为R的单匝圆形电感线圈,当其中通过交变电流I=Icos wt圈周m围空间产生交变磁场,根据毕奥一萨伐尔定律可计算线圈中心轴线上一点的磁感应t R x I R R x IR r IR dl r R r I dB dB B m r r x ωμμμμπμθπcos )(2)(224sin 2/322202/322232202+=+=====⎰⎰⎰(1-1) 其中,μ=μ0μr ,μ为介质的磁导率,μr 为相对磁导率,μ0为真空磁导率。

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