基于单片机控制的金属探测器设计

摘要

本论文主要介绍一种基于AT89S52单片机的手持金属探测器的电路组成、软件实现、工作原理及主要性能。以AT89S52单片机为核心的该金属探测器，主要由信号采集部分和信号处理部分组成。通过涡流传感器探测到的感应信号经过放大、峰值检波、模数转换后经由单片机进行信号的处理与判断，从而判定是否探测到金属，并报警。另外，本文还通过探讨认为影响仪器灵敏度的主要因素是检测线圈的尺寸和匝数及仪器的工作频率;影响仪器稳定性的因素是线圈的制作工艺、应用现场环境的温度、湿度及供电电源的稳定度。
　　该金属探测器的设计还给它添加了接口可以和外围的系统进行通讯，这里实现了与外围液晶显示，键盘和AT89S52组成的外围数据处理与显示模块的通信，对前端探测到的数据进行再处理和分析，并将结果显示在液晶屏幕上，并可以通过键盘对前端的探测精度进行设置。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 金属探测器研究的背景及意义

1．1．1 金属探测器的研究背景

1．1．2 金属探测器的研究意义

1．2 金属探测器的国内外现状

1．2．1 国外现状

1．2．2 国内现状

1．3 论文的主要内容及工作安排

1．4 主要设计思想和技术创新

2 金属探测器的基本理论

2．1 电磁感应原理

2．2 涡流效应

2．3 涡流传感器

2．3．1 涡流传感器的工作原理

2．3．2 高频反射式电涡流传感器的结构形式

2．3．3 测物体对电涡流传感器特性的影响

2．4 金属探测器的基本原理及介绍

2．4．1 差拍式金属探测器

2．4．2 自激感应式金属探测器

2．4．3 耗能式金属探测器

2．4．4 平衡式金属探测器

2．5 手持式金属探测器的设计思路、分析

2．5．1 频率的选择

2．5．2 系统工作分析

2．6 小结

3 硬件电路

3．1 线圈振荡电路

3．1．1 振荡电路工作原理

3．1．2 电容式三点振荡电路

3．2 接收控制电路

3．2．1 峰值检波电路

3．2．2 放大电路设计

3．2．3 脉冲转换电路

3．2．4 单片机处理系统

3．2．5 报警电路

3．3 外围设置与显示部分

3．3．1 键盘输入电路

3．3．2 液晶显示

3．4 电源电路

3．5 小结

4 软件设计

4．1 检测系统软件主要功能

4．2 系统软件平台的选择

4．3 软件模块设计

4．3．1 前端软件设计

4．3．2 外围数据处理与显示模块设计

4．4 小结

5 系统测试及性能分析

5．1 系统测试结果及分析

5．1．1 静态数字显示测试

5．1．2 按键功能测试

5．1．3 设计原理验证

5．2 性能分析

5．2．1 基准频率测定方法的优缺点分析

5．2．2 金属探测的精度

5．3 系统的抗干扰措施

5．3．1 电磁屏蔽技术

5．3．2 双绞线传输

5．3．3 变压器隔离传输

5．3．4 光电耦合器隔离

5．4 小结

N 结论

攻读学位期间获奖和发表论文情况

致谢

参考文献

附录