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基于51单片机的智能型金属探测器设计.pdf
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基于51单片机的智能型金属探测器设计.pdf
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基于 51 单片机的智能型金属探测器设计
任务书
1.设计的主要任务及目标
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。进行总体方案设计;了解各功能模块的实现原理并画出硬
件原理图;完成软件流程图并给出软件编程程序。
2.设计的基本要求和内容
(1) 查阅相关文献资料,完成开题报告; (2) 系统总体设计; (3) 进行系统硬件设
计;(4) 系统软件设计; (5) 毕业设计说明书
3.主要参考文献
[1] 孙涵芳 ,徐爱卿 ,MCS-51/96 系列单片机原理及应用 [M] 北京航天航空大学出版
社,1999,1~72
[2] 房小翠 ,王金凤 ,单片机实用系统设计技术 ,[M] 国防工业出版社 2002,142~159
[3] 涂有瑞 .霍尔传感元器件及其应用 [J].电子元器件应用 ,2002,4(3):53~57.
[4] AD526Data Sheet[S].Analog Device Inc.,1999.
4.进度安排
设计(论文)各阶段名称 起 止 日 期
1
阅读任务书,查资料 , 完成开题报告和答辩 2013 年 12 月-2014 年 3 月
2
硬件设计 2014 年 3 月-2014 年 4 月
3
软件设计 2014 年 4 月-2014 年 5 月
4
编写操作原理说明,对系统进行调试仿真 2014 年 5 月-2014 年 6 月
5
编写设计说明书,完成论文及答辩 2014 年 6 月-2014 年 6 月
基于 51 单片机的智能型金属探测器设计
摘要:本文介绍了一种基于 AT89S52单片机控制的智能型金属探测器重点研究了它的
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。
关键词 :AT89S52单片机 , 金属探测器 , 线性霍尔元件 , 电磁感应
AN INTELLIGENT METAL DETECTOR BASED ON AT89C51
Abstract: 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 Micyoco and linear Hall-Effect Sensor. The equipment adopts
UGN3503U linear hall-effect sensor as probe to detect the field change of the centre of a
search coil resulted from eddy current effect and turn this magnetic field change into
voltage change. The SCM measures the peak value of voltage and compares it with
reference voltage. Then determine whether detect metal or not. In case of detection of a
metallic mass, the Metal Detector provides an acoustical and optical alarm. The systems
software adopts the assembler language to be written. Inside the software, the digital filter
technology is utilized to eliminate the jamming. So the stability of system and the
measuring veracity are improved.
Key word :AT89S52SCM (Single Chip Micyoco) metal detector, electromagnetic,the
effect of inductance
I
目 录
1 绪论 ……………………………………………………………………………… 1
1.1 引言 …………………………………………………………………………… 1
1.2 探测器的发展状况及应用 …………………………………………………… 1
1.3 本文研究的主要内容 ………………………………………………………… 4
2 系统的总体设计 ………………………………………………………………… 5
2.1 系统设计的理论依据 ………………………………………………………… 5
2.1.1 线圈介质条件的变化 ……………………………………………………… 5
2.1.2 涡流效应 …………………………………………………………………… 6
2.2 系统组成 ……………………………………………………………………… 6
3 系统硬件设计 …………………………………………………………………… 8
3.1 系统硬件选型 ………………………………………………………………… 8
3.2 系统电路设计 ……………………………………………………………… 13
3.2.1 系统组成框图 …………………………………………………………… 13
3.2.2 电路原理图 ……………………………………………………………… 14
3.2.3 线圈振荡电路 …………………………………………………………… 14
3.2.4 数据采集电路 …………………………………………………………… 16
3.2.5 A/D 转换电路 …………………………………………………………… 17
3.2.6 显示报警电路 …………………………………………………………… 18
3.2.7 整机工作原理描述 ……………………………………………………… 19
3.2.8 灵敏度分析 ……………………………………………………………… 20
4 系统软件设计…………………………………………………………………… 21
4.1 软件设计思想………………………………………………………………… 21
4.2 软件流程……………………………………………………………………… 21
4.2.1 主程序流程图 …………………………………………………………… 21
4.2.2 中断服务程序 …………………………………………………………… 23
4.2.3 初始化子程序 …………………………………………………………… 23
4.2.4 数字滤波程序设计 ……………………………………………………… 24
结 论 …………………………………………………………………………… 27
II
参考文献 ………………………………………………………………………… 28
致 谢 …………………………………………………………………………… 29
附录一 电路原理图 ……………………………………………………………… 30
附录二 程序清单 ………………………………………………………………… 31
1
1 绪论
1.1 引言
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灵敏度。目前。国外虽然已
有较为完善的系列产品,但价格及其昂贵;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干扰 [1] 。
1.2 探测器的发展状况及应用
金属探测器因其功能和市场应用领域的不同, 分为以下几种: 通道式金属探测器
(又称:金属探测门;简称:安检门) 、手持式金属探测器、便携式金属探测器、台
式金属探测器、工业用金属探测器和水下金属探测器。
全球第一台金属探测器诞生于 1960 年,步入工业时代最初的金属探测器也主要
应用于工矿业,是检查矿产纯度、提高效益的得力帮手。随着社会的发展,犯罪案件
的上升,1970 年金属探测器被引入一个新的应用领域———安全检查, 也就是今天我
们所使用的金属探测门雏形,它的出现意味着人类对安全的认知已步入一个新纪元
[2] 。
一个产品的出现带动了一个行业的发展, 于是安检这个既陌生又熟悉的行业开始
进入市场。 40 多年过去了, 金属探测器经历了几代探测技术的变革, 从最初的信号模
拟技术到连续波技术直到今天所使用的数字脉冲技术, 金属探测器简单的磁场切割原
理被引入多种科学技成果。无论是灵敏度、分辨率、探测精确度还是工作性能上都有
了质的飞跃。应用领域也随着产品质量的提高延伸到了多个行业。
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资源评论
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