基于51单片机的智能型金属探测器毕业设计论文
基于51单片机的智能型金属探测器设计
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 AT89C51Abstract: 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)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。
基于单片机的金属探测系统设计
基于单片机的金属探测系统设计摘要在烟草、塑料、食品、制药、水泥、造纸、纺织、木材加工等很多行业中,经常会由于在物料中混有金属而导致设备损坏,产品质量下降,严重影响了正常生产,使得厂家和广大消费者都蒙受损失。
针对以上问题,本系统设计提出了金属探测、坐标定位、坐标数据存储与显示等解决方案,为后续的金属剔除设备提供了数据支持。
本系统设计基于把500*500mm的未知区域区虚拟均匀分割成250000个1*1mm的坐标格,用以确定金属的位置坐标,实现了高精度金属坐标定位(坐标误差小于±1mm)。
本设计以MSP430F149单片机为系统控制核心,以轴承导轨作为系统金属检测框架系统,以TS3384N8三相24V步进电机作为金属检测动力系统及坐标采集系统,并配以金属检测电路、信号调理电路、声光报警电路、液晶显示电路等外设电路,实现了对未知区域的进行全自主、高精度的金属检测。
本设计实现了以轴承导轨载体平台、全自主无死角探测、高精度坐标定位显示及坐标存储、智能声光报警等功能。
全自主高速检测系统提高了工作效率,为以后扩展安装在工业自动化流水线上奠定了基础。
关键字:金属探测;巡回扫描;坐标显示;金属定位Design Of Intelligent Metal Detecting SystemBased On MCUAbstractIn tobacco, plastics, food, pharmaceutical, cement, paper, textile, wood processing and many other industries, because the materials are mixed with metal, the machines are damaged, which lead to lower-quality product. The normal production is seriously affected, and manufacturers and consumers suffer losses.To solve these problems, the metal detector, coordinate position, and other coordinate data storage and display are proposed,which provide data support for the subsequent metal removing device.The system design is based on the 500 * 500mm unknown even regional area which is divided into 250 000 of the grid which is1*1mm. It realizes high precision metal coordinate positioning (coordinates error is less than ± 1mm). The design useMSP430F149 microcontroller as the core,bearing guide rail as metal detector frame,TS3384N8 24V three-phase stepper motor as the metal detection power system and coordinate collection system. The SCM combines with metal detector, signal conditioning circuits, alarm of sound light circuit, LCD circuit and other peripheral circuits,which realizes precision metal detection for an unknown region.The design realizes fully autonomous detection without dead ends, high-precision positioning, displaying,storing the coordinates, intelligent sound and light alarming which is based on bearing guide rai.It improves the efficiency through fully autonomous high-speed detection system,and lays the foundation for the future expansion in industrial automation lines.Keyword:Metal detecting; tour scanning; coordinate display; metal Positioning目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1 金属探测系统的发展历史 (1)1.2 设计背景和意义 (2)1.3 研究现状与发展趋势 (3)1.4 本设计的实际意义 (4)第2章设计方案论证 (5)2.1 以智能小车为载体平台的扫描式探测 (5)2.2 以导轨支架为载体平台的扫描式探测 (6)2.3 方案对比与选择 (8)第3章硬件系统设计 (11)3.1 机械结构设计 (11)3.1.1 轴承在系统中的应用 (11)3.1.3 滑块在系统中的应用 (12)3.1.4 齿轮在系统中的应用 (13)3.2 硬件电路系统设计 (14)3.2.1 核心控制器系统 (14)3.2.2 金属检测系统 (20)3.2.3 坐标显示系统 (21)3.2.4 电机控制系统 (22)3.2.5 声光报警系统 (24)第4章软件系统设计 (26)4.1 金属检测软件系统设计 (27)4.2 步进电机控制系统软件设计 (27)4.3 坐标显示系统软件设计 (28)4.4 报警系统软件设计 (30)图4-5 报警系统程序流程图 (30)第5章系统结论 (31)参考文献 (32)谢辞 (35)附录一 (37)附录二 (38)第1章绪论金属探测系统是用来探测金属的电子检测系统[1]。
基于单片机的金属探测器的设计阅读
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51单片机的智能车毕业设计(论文)
基于80C51的电动智能单片机摘要80C51单片机是一款八位单片机,它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
这里介绍的是如何用80C51单片机来实现长春工业大学的毕业设计,该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。
本系统以设计题目的要求为目的,采用80C51单片机为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。
整个系统的电路结构简单,可靠性能高。
实验测试结果满足要求,本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。
采用的技术主要有:(1)通过编程来控制小车的速度;(2)传感器的有效应用;(3)新型显示芯片的采用.关键词80C51单片机、智能、光电检测器、PWM调速、电动小车Design and create an intelligence electricity motive small carAbstract80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze.The adoption of technique as:(1)Reduce the speed by program the engine;(2)Efficient application of the sensor;(3)The adoption of the new display chip.Keywords 80C51 single chip computer, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car目录第一章前言 (1)第二章方案设计与论证 (3)一直流调速系统 (3)二检测系统 (4)三显示电路 (9)四系统原理图 (9)第三章硬件设计 (10)一 80C51单片机硬件结构 (10)二最小应用系统设计 (11)三前向通道设计 (12)四后向通道设计 (15)五显示电路设计 (17)第四章软件设计 (20)一主程序设计 (20)二显示子程序设计 (24)三避障子程序设计 (25)四软件抗干扰技术 (26)五“看门狗”技术 (28)六可编程逻辑器件 (29)第五章测试数据、测试结果分析及结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录A 程序清单 (33)附录B 硬件原理图 (41)第一章前言随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。
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。
基于51单片机的智能型金属探测器毕业设计论文
基于51单片机的智能型金属探测器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:单片机金属探测器线性霍尔元件电磁感应.ABSTRACTThis 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.KEYWORDS: SCM (Single Chip Micyoco) metal detector .目录第一章绪论 (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 (2)第二章系统的总体设计 (3)2.1系统设计的理论依据 (3)2.1.1线圈介质条件的变化 (3)2.1.2涡流效应 (4)2.2系统组成 (4)第三章硬件电路设计 (6)3.1系统组成框图 (6)3.2电路具体介绍 (6)3.2.1.线圈振荡电路 (8)3.2.2系统控制单元. (13)3.2.3显示告警电路 (21)3.2.4.电源电路 (21)第四章系统软件设计 (222)4.1软件算法 (222)4.2软件流程 (222)4.2.1主程序流程图 (22)4.2.2数字滤波程序设计 (23)第五章.结论. (25)致谢 (26)参考文献 (27)代做本论文毕业设计实物。
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。
基于单片机的金属探测器的设计
331键盘控制程序设计23
332数字滤波程序设计23
333显示与报警程序设计25
第4章 主要技术指标分析26
41主要技术指标分析26
441工作频率26
442灵敏度分析26
443稳定性分析26
第5章 仿真调试结果及分析27
51 仿真调试目的与内容27
52 仿真结果及分析27
53 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
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
112涡流效应4
第2章 硬件电路设计6
21系统组成6
22硬件电路功能描述6
221线圈振荡电路7
222数据采集电路8
223 AD转换电路12
224系统控制单元15
225键盘控制电路16
226显示报警电路17
227电源电路18
23整机工作原理描述19
第3章数字滤波及算法说明21
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
基于单片机的智能型金属探测器
参赛作品班级:电气0906姓名:徐金磊学号:0401090603电气工程系河南工业职业技术学院1.1 摘要本文介绍的是一种基于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。
1.2 简介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、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。
本文介绍的基于单片机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,有效地保证了检侧原理的实施;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。
基于单片机的金属探测器的设计阅读毕业设计(论文)
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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基于单片机的金属探测仪
基于单片机的金属探测仪摘要:由于一些工业生产中,对金属杂质的检测十分严格,存在着检测难、灵敏度低、准确度低等问题,这就对金属的检测提出了更高的要求。
尽管目前已有很多金属检测设备,但对金属的检测还远远不够,究其原因,主要是灵敏度和准确度不够高。
对于绝大多数的金属探测仪设备,如果它的检测效率能够大大提高,就可以提高工业生产的效率。
关键词:51单片机,涡流,LC振荡,自动化1 引言以AT89C51为核心的检测金属技术的产生,它的诞生是金属探测器技术发展史上的一次创新和转折点,这个技术把原来的检测并观察单一的磁场变化革新成很多磁场相互叠加的磁场检测,再把被检测的区域分为很多个小的检测区域,把得到的检测区域在金属探测仪上形成一个检测的区域,这样金属探测仪就有了检测固定区域,如果一旦检测到金属,将信号传递给单片机并可及时报警。
2 基本原理本项目设计是采用AT89C51作为主核心芯片的金属探测器。
该金属探测器以AT89C51单片机为主要控制核心,采用电感式外设模块,来感应并且检测由金属涡流效应引起的铜线圈磁场的变化,然后把由前面产生打的变化的磁场间接转化为单片机可测的的电压,再由单片机LCD1602显示具体的电压,然后与我们设定阈值的电压值进行对比,最后对比的结果判断有没有探测到金属。
3 模块原件介绍3.1 LCD1602液晶LCD1602显示外设模块是普遍使用的显示外设模块。
它的组成部分有:字符型的液晶显示屏、显示模块的主驱动电路HD44780和扩展驱动电路HD44100,一些限流分压的电阻、电容等电子元器件一起焊在已经画好的电路PCB板子上。
有些厂家生产设计的LCD1602所用的芯片可能不一样,但是其使用的方法规范是一样的。
很多商家为了减少生产制造的成本,很多厂商都是直接将其裸芯片及电路设计做到PCB板子上。
[1]3.2 检测模块主要电子元器件是STC89C51和NE555时基电路。
它的工作时序为:CPU向单片机的I/O口输出一个很小的脉冲用于打开MOS管以及给振荡电路进行充电。
基于单片机控制的金属探测器系统的设计
3A学习网----中国最专业的学习网站基于单片机控制的金属探测器系统的设计system which bases on the technology of one-chip computer This system is take the one-chip computer AT89C51 as a core. .First it produces the pulse signal by the multivibratorwhich is consisted of 555 timer and send in the detecting coil to form the alternating magnetic field, then it asopts UGN3503 linear half-effect as prode to the magnetic field change into the voltage signal change,after enlargement electric circuit and peak value examination electric circuit,the signal be treated to send into ADC0809 modulus converter change moduluses, then the digital signal after the modulus converter \nscribed the system hardware circuit design e including each module design and the function as well as the complete machine principle of work and the description of complete machine, the software system design and the subroutine compilation are introduced in the fourth chapter. Finally we introduces the main design target , the design experience and the advantage and disadvantage of the design.就会在周围产生交变磁场,当有金属靠近线圈时,金属就会产生涡流磁场的去磁作用会削弱线圈磁场的变化,金属的电导率越大,交变电流的频率越大,则涡电流的强度就大,对原磁场的抑制作用就越强。
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基于51单片机的智能型金属探测器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:单片机金属探测器线性霍尔元件电磁感应.ABSTRACTThis 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.KEYWORDS: SCM (Single Chip Micyoco) metal detector .目录第一章绪论 (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 (2)第二章系统的总体设计 (3)2.1系统设计的理论依据 (3)2.1.1线圈介质条件的变化 (3)2.1.2涡流效应 (4)2.2系统组成 (4)第三章硬件电路设计 (6)3.1系统组成框图 (6)3.2电路具体介绍 (6)3.2.1.线圈振荡电路 (8)3.2.2系统控制单元. (13)3.2.3显示告警电路 (21)3.2.4.电源电路 (21)第四章系统软件设计 (222)4.1软件算法 (222)4.2软件流程 (222)4.2.1主程序流程图 (22)4.2.2数字滤波程序设计 (23)第五章.结论. (25)致谢 (26)参考文献 (27)代做本论文毕业设计实物。
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淘宝交易:QQ: 1226388638第一章绪论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。
1.2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。
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。
70年代随着航空业迅速发展,劫机和危险事件的发生使航空及机场安全逐渐受到重视,于是在机场众多设备中金属探测门扮演着排查违禁物品的重要角色。
同样在70年代,由于金属探测门在机场安检中的崭露头角,大型运动会(如奥运会)展览会及政府重要部门的安全保卫工作中开始启用金属探测门作为必不可少的安检仪器。
发展到80年代,监狱暴力案件呈直线上升趋势,如何及早有效预防并阻止暴力案件发生成了监狱管理工作中的重中之重,在依靠警员对囚犯加强管理的同时,金属探测门再次成为了美国、英国、比利时等发达国家监狱管理机构必备的安检设备,形成平均每300个囚犯便使用一台金属探测门用于安检;与此同时西方兴起的“寻宝热”,也使手持式、便携式金属探测器得到长足的发展。
进入90年代,迅速升温的电子制造业成了这个时代的宠儿,大型的电子公司为了减少产品流失、结束员工与公司之间的尴尬局面,陆续采用金属探测门和手持式金属探测器作为管理员工行为、减少产品流失的利刃。
于是金属探测器又有了它新的角色———产品防盗。
9.11事件以后,反恐成为国际社会一个重要议题。
爆炸案、恐怖活动的猖獗使恐怖分子成了各国安全部门誓要打击的对象。
此时国际社会对“安全防范”的认知也被提到一个新的高度。
受9.11事件影响,各行各业都加强了保安工作的部署,正是受此影响金属探测器的应用领域也成功地渗透到其他行业。
如:娱乐场所。
公共娱乐场所的治安问题历来是社会各界关注的焦点,也是治安管理工作的难点。
据统计,每年娱乐场所恶性打架斗殴事件和刑事案件发案率占60%以上,其作案凶器均是消费者随身带入娱乐场所。
然而,此时简单的通道式金属探测门已不能完全满足安检的要求,安保人员需要的是一种能准确判定金属物品藏匿位置的安检产品。
于是多区位金属探测技术孕育而生,它的诞生是金属探测器发展历史上的又一次变革,原来单一的磁场分布变成了现在相互叠和而又相对独立的多个磁场,再根据人体工程学原理把门体分为多个区段使之与人体相对应,相应的区段在金属探测门上形成相对的区域,这样金属探测门便拥有了报警定位功能。
1.3本文研究的主要内容本文介绍的基于单片机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,有效地保证了检侧原理的实施;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、空洞和土壤的上述物品和金属物。
第二章 系统的总体设计2.1系统设计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,当有金属靠近通电线圈平面附近时,将发生如下现象和效应:图2.1 线圈介质条件的变化2.1.1线圈介质条件的变化当金属物接近通电线圈时,将使通电线圈周围的磁场发生变化如图2.1,对于半径为R 的单匝圆形电感线圈。
当其中通过交变电流t ωcos =I I m 时,线圈周围空间产生交变磁场,根据毕奥-萨伐尔定律可计算出线圈中心轴线上一点的磁感应强度B 为:=dl r R ∫∫π4I μ=θsin dB =∫B d =B Rμ20r 2x =r 2R I μ32()R +x 23R 2222I μ=()wt cos 2R +x 23I m R 2μr μ022 (2-1) .其中,为介质的,μ=μμr μ0磁导率,μr 为相对磁导率,μ0为真空磁导率。
对于紧密缠绕N 匝的线圈,线圈中心轴线上一点的磁感应强度则为:()wt cos R +x 2I R μμN =B 222/3m 2r 0 (2-2) 由公式(2-2)可知,当线圈有效探测范围内无金属物时,1=μr (非金属的相对磁导率),线圈中心磁感应强度B 保持不变,当线圈有效探测范围内出现铁磁性金属物时,μr 会变大,B 随μr 也会变大。
2.1.2涡流效应根据电磁理论,我们知道,当金属物体被置于变化的磁场中时,金属导体内就会产生自行闭合的感应电流,这就是金属的涡流效应。
涡流要产生附加的磁场,与外磁场方向相反,削弱外磁场的变化。
据此,将一交流正弦信号接入绕在骨架上的空心线圈上,流过线圈的电流会在周围产生交变磁场,当将金属靠近线圈时,金属产生的祸流磁场的去磁作用会削弱线圈磁场的变化。
金属的电导率σ越大,交变电流的频率越大,则祸电流强度越大,对原磁场的抑制作用越强。
通过以上分析可知,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。