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基于51单片机的金属探测器.doc
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基于51单片机的金属探测器.doc
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龙岩学院
毕业设计
题目: 基于 51 单片机的金属探测器
专业: 电子信息工程
2016 年 5 月 28 日
基于 51 单片机的金属探测器
【摘 要】随着社会的发展,人们越来越重视生命财产的安全,金属检测也被
广泛地应用于社会生活、工业生产等许多领域。传统的金属探测系统检测方式单
一,价格昂贵且报警范围小,很容易产生误报。因此对于金属探测系统的研究有
着重要的发展方向,拥有实际运用价值和广阔的市场发展前景。本设计选择以单
片机 STC89C52RC 作为控制核心的方案设计。根据电磁感应原理制成,由涡流变
化产生磁场,引起原磁场的变化,并将这种变化转化为电压、频率和幅值等,供
电路进行检测。当检测到的物品含有金属时,金属线圈会产生振荡,频率也会发
生变化,系统检测到这样的情况会发出声光报警,则代表检测到金属器件。同时
也可根据需求进行其他功能的扩展。
【关键词】 线圈振荡电路 金属探测报警 STC89C52RC
Metal detector based on 51 single chip
microcomputer
【 Abstract 】 With the development of the society, people pay more and more
attention to life and property safety, metal detection has been widely used in social
life, industrial production and many other fields. Traditional way of metal detection
system of the single, the price is expensive and the alarm range is small is easy to
produce false positives. So for metal detection system of study has an important
development direction, has a broad market development and practical application
value. This chapter introduces the design scheme is based on SCM STC89C52RC as
control core. According to the principle of electromagnetic induction, offered to do
metal detection circuit, the process is the magnetic field generated by the eddy current
changes that caused the change of the original magnetic field, and this change can be
converted to voltage, frequency and amplitude, etc. When detected items contain
metal, metal coil can produce oscillation, frequency would change, the system
detected the case will be send out sound and light alarm, represents metal device
detected. At the same time also can according to the requirements for the expansion of
the other features.
【Keywords】 Coil oscillation circuit Metal detection alarm STC89C52RC
目录
第 1 章 引言.........................................................1
1.1 金属探测系统的研究意义......................................1
1.2 金属探测系统的发展与现状....................................1
1.3 研究的主要内容及产品的分析..................................1
第 2 章 系统的总体设计..............................................3
2.1 设计思路.....................................................3
2.2 系统结构组成及其各模块的主要功能 ............................3
2.3 系统的结构特点 ..............................................4
第 3 章 硬件的电路设计...............................................5
3.1 系统的组成 ..................................................5
3.2 单片机的选择................................................5
3.3 单片机最小系统模块 ..........................................6
3.4 金属线圈检测模块 ............................................7
3.4.1 电容三点式振荡电路 ....................................7
3.4.2 LM393 电压比较器 ......................................8
3.5 键盘输入模块................................................9
3.6 液晶显示模块...............................................10
3.7 蜂鸣器报警模块.............................................10
第 4 章 软件的电路设计..............................................12
4.1 软件设计的总体思路.........................................12
4.2 系统流程图 .................................................12
4.3 键盘接收 ...................................................13
4.4 液晶显示 ...................................................14
4.5 蜂鸣器报警 .................................................15
第 5 章 系统的安装与调试............................................16
第 6 章 结论........................................................18
致谢...............................................................19
参考文献...........................................................20
附录...............................................................21
附录一 系统总原理图............................................21
附录二 系统 PCB 图..............................................21
附录三 实物图..................................................22
附录四 主程序..................................................23
第 1 章 引言
本章主要介绍金属探测系统的研究意义、金属探测系统的发展与现状,并
根据此依据提出本次论文的研究主题和产品分析。
1.1 金属探测系统的研究意义
随着社会的发展,人们越来越重视生命财产的安全,金属检测也被广泛地应
用于社会生活、工业生产等许多领域。比如机场、车站、码头、商场、展览会等
都会对来往人员进行检测,以防贵重物品的丢失或是刀具枪支等伤害性的违禁物
品,甚至用于对高考禁带物品的检查等领域。如今一些比较单一的金属探测器已
经不能满足当今时代的发展需求,它需要一款能够明确指定物品的藏匿之处,具
有较高的金属检测系统来实现。目前,我国虽然已经有了比较齐全的金属可检测
产品,但由于价格昂贵,电路相对复杂,检测灵敏度比较低,容易受到外界环境
的干扰(如温度、湿度等)。例如,车站所用的手持式金属检测,主要是检测身
体是否携带的金属物品,针对重要部分进行检测,灵敏度较低,安全性也低。
1.2 金属探测系统的发展与现状
在这个飞速发展的时代,人民的生活水平也不断的提高,同时也推动了城市
化的进程,而金属的探测系统有巨大的市场前景,出现了许多不同类型的产品。
虽然金属探测系统所研发产品结构和特点都有所相同,但总体的来说,我国现有
的金属探系统有以下几种类型:通道式金属探测、手持式金属探测、台式金属探
测、便携式金属探测等等。随着科学技术的发展,人们已经步入数字时代,金属
探测器也会跟着时代的发展,无论金属探测系统在网络上还是技术整合方面,都
需要强大的数字电路来对信息进行分析和处理,之后在进行传送。因此,数字金
属探测器的发展是这个时代的需求。
本次金属探测器是一种基于单片机的数字金属探测器,对金属报警的判断都
是在数字单片机内完成的,可拓展性很强,在外围功能电路也实现网络化。
1.3 研究的主要内容及产品的分析
本设计所研究的内容是针对市场的不足之处提出的。系统采用新一代高速、
低功耗、超强抗干扰,选择以单片机 STC89C52RC 作为系统的核心模块,通过编
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