基于单片机的金属零部件加工测控系统的设计与研究论文
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
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。
毕业设计论文基于单片机的智能型金属探测器的设计00
长沙航空职业技术学院2012届毕业设计(论文）基于单片机的智能型金属探测器的设计学院（部）：航空电子电气工程系专业：应用电子技术学生姓名：梁艺钟班级: 电子0901 学号 67 指导教师姓名: 谢佳君职称助教最终评定成绩2012年5月摘要金属探测器是专门用来探测金属的仪器。
广泛应用于工业生产、安检、娱乐等领域.这里我们设计的是一个基于单片机的手持金属探测器。
它可以检测到人随身携带的金属物品,如小刀、钢笔甚至可以检测到香烟盒(内部有铝薄膜)。
可随身携带，使用方便。
金属探测是根据电磁感应原理制成的，将一金属置于变化的磁场当中时，根据电磁感应原理就会在金属内部产生涡流，涡流产生的磁场反过来又影响原磁场，这种变化可以转换为电压幅值的变化，供相关电路进行检测。
它也可以表现为振荡电路频率的变化，用检测频率的办法进行检测,这里使用的是后者,振荡部分由电容三点式振荡电路组成，产生的正弦波进行放大和脉冲转换电路，再送入单片机，由单片机探测它频率的变化。
当遇见金属时由于电磁感应原理原先建立起来的振荡将受到影响，频率将发生变化，单片机探测到这种变化后进行报警。
本次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进度进行设置。
关键字:金属探测;电磁感应原理；单片机；涡流;振荡电路ABSTRACTMetal detector is an instrument which use for detecting metal specially。
it has been extensively used in produce ,Safety inspection, entertainment and so on。
Here we designed a handheld metal detectors which based on the MCU. It can detect people carrying metal items such as knives，pens and even boxes of cigarettes （within the aluminum film）. Portable， easy to use.It is made according to principle of electromagnetism induction。
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。
基于单片机金属材料加工设备控制系统设计
基于单片机金属材料加工设备控制系统设计王昶【期刊名称】《《世界有色金属》》【年(卷),期】2019(000)017【总页数】3页(P35-37)【关键词】单片机; 金属材料; 设备控制【作者】王昶【作者单位】武汉轻工大学电气与电子工程学院湖北武汉 430023【正文语种】中文【中图分类】TP273单片微型计算机简称单片机或称为微控制器，是微型计算机的一个重要分支。
由于其电路芯片上集成了多个接口电路及中断系统、晶振等部件，使其具有功能强、体积小、可靠性高及价格低廉等优点；成为传统工业技术改造及新产品更新换代的理想机种。
本文对单片机金属材料加工设备控制系统设计，为提升工业领域的应用的控制力度奠定良好基础[1]。
1 总体设计在金属零件加工设备控制系统当中，由很多模块构成，其中，STC89C52单片机是其中最为关键的一部分，一方面用来对金属材料信息管理系统，另一方面对加工设备控制。
从金属材料信息收集的角度来说，需要在设备的内部，安装相应的金属离子传感器，由其自动采集并传输信息。
通过市场进行调查可知，在我国市场内，存在很多类型的金属加工设备传感器，针对这些设备的特点与性能，结合经济型原则，在设计过程中，采用相应的导线进行替换，即利用导线的形式，根据不同的工业要求，单片机控制系统不同于通用微机系统，它具有自己独特的特点，即其专用性和可靠性。
通过对键盘的控制，设定出标准金属材料参数，与传统方法相比，现在的开发工具具有不可比的先进性，方便性，可以提高金属生产效率，缩短开发周期。
2 硬件部分设计2.1 单片机单片机是该系统当中最为重要的一部分，相当于人类的大脑，各项活动的执行均需要由其发布命令与控制。
所以，在硬件部分设计时，首先需要选择最佳的单片机[2，3]。
在科学技术快速发展的今天，单片机技术不断更新与换代，逐渐研制出很多不同型号的单片机，如AT型、AVR型、PIC型等，不同型号的单片机内部结构、功能等均存在一定差异。
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STM32单片机的金属物体探测定位器系统的设计与实现
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｅｎｏｒ ＬＤＣ１０００ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｔａ ｌ ｏｂｊｅｃｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａ ｎｄ ｌｏｃａｔｉｎｇ 转 换 器 ＬＤＣ１０００为 目标 区域 金 属 物 体 探 测 定位 系统 的 探 头 ，为 感 测 系统 的 设 计 提 供 了低 功 耗 、
小封装 、低成本 的解决方案。设计的金属物体探 测定位 器基 于 ＳＴＭ３２单片机 为核心微控 器，以 ＬＤＣ１０００传 感器为无线遥
控 小车的探 头 ，通过 扫描 探测 目标 区域 的金属 物体 ，当 ＬＤＣ１０００传感器在水 平或者垂直距 离检测 、运动检 测、金 属成分检
测 （合金检测 ）到被 测物体 时，串行外设接 口 （ＳＰＩ）将获取的检测信号传递 给微控 制器处理 ，通过 外围的声光 电路 指示 ，定
位金属 物体 的 实际位置 。该装 置适 用性强、检 测技 术稳定、性价 比高 ，可以应 用在 汽车、消费电子 、计算机 、工业 、通信和 医
２０１６拄
第 ４期
仪 表 技 术 与 传 感 器
Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ Ｓｅｎｓｏｒ
２０１６ Ｎｏ．４
基 于 ＳＴＭ３２单片 机 的金 属 物体 探测 定 位 器 系统 的设 计 与 实现
李艳 红 ，李 自成 ，孙仕 琪
（１．武 汉 工 程 大 学 邮 电 与信 息 工 程 学 院 ，湖 北 武 汉 ４３００７０；２．武 汉 工 程 大 学 电气 学 院 。湖 北 武 汉 ４３００７０）
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。
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。
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。
基于单片机的金属探测器控制系统设计
１ 金属探厕器控制系统总体方案设计
金 属探 测器 控 制系 统 的原理 框 图如 图１ 所示。
图２ Ｅ Ｐ 为线 圈振 荡 电路 的 电路 图 ，Ｃ 左 边 的部 分为 ５ ５ ５ 定 时器 的 时钟 电路 。其 产 生 的脉冲 频率２ ４ Ｋ Ｈ ｚ ， 占空 比三 分之 二 【 ４ ， ５ 】 。 ２ ＿ ２ 放 大与 峰值 检 波 电路 经过霍 尔元件输 出的电压变量 会 比较 小， 因此 需要先将 该 电压 进 行放大， Ｏ Ｈ ４ ９ Ｅ 元件输 出的 电压经过 放大 电路放 大 。经过 上述的处 理 电 压 信号从端 口１ 输入Ａ Ｄ Ｃ ０ ８ ０ ９ ，Ａ ＤＣ ０ ８ ０ ９ 准换好 的８ 位数字信 号再输入 单片机Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２ 的Ｐ １ 引脚 ，利 用单片机 经过进一步 的处理 。 ２ ． ３ 报警 电路 金属 探测 器 的报 警部 分 是不 可缺 少 的 ，市场 上 的该 产 品的 报警 方式 有很 多种 ，该系 统我 们采 用 蜂鸣 器和 发光 二 极管 显示 的报 警 电 路 。输入 信 号 是接 收 的单 片机 信 号 ］ ，报 警 电路 中的 限流 电阻大 小 应 合 适 ，不仅 要 起到 保护 电路 的作用 还要 保证 电路 中的 电流 不至 于 太 小 导致报 警 不 明显 ，如 图３ 所示 。
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｏ ＮＩ Ｃ Ｓ ＷＯ Ｒ Ｌ Ｄ・ 搡索 与观 察
基于单片机 的金属探测器控制系统设 计
郑州航空工业管理学院机 电工程 学院 陈建威 李 玲 王嘉丛
【 摘要 】 在 电子技术高度发迭 的今天 ，金属探测器应用到 了各种行业中，在我们的生活中也起着非常重要的作用。我们对安全 问题 的重 视 ，让金 属 探 测 器 有 了更加 快 速 的 发展 ，不仅 安 检 方 面 广泛 的 应 用 ，在 各 种 探 测 方 面也 有 着运 用 。本 文设 计 的金 属探 测 器 系统 主要 是 由 Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２ 、Ａ ＤＣ ０ ８ ０ ９ 等 组成 的 ，其原 理是 通 过振 荡电路 产生 震 荡 电流 ，该 电路 会 在 线 圈 中形 成一 个 不断 变化 的磁 场 ，通过 霍 尔元件 感 应磁 场 强度 的 变化 ，再 将数 据进 行 处理传 入 单 片机 ， 由单 片机 连接 显 示部 分与 报警 部分 。金 属探 测 器通 过 网络化 可 以让 我们 对其进 行 远程 控制 ，甚 至 实现 无人控 制 的全 自 动 操作 ，可 以在 许 多危 险 的地 方减 少人 员 的伤 亡， 其在 现 实生活 中有 着重要 的作 用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于单片机的金属零部件加工测控系统的设计与研究摘要：本文对金属零部件加工的单片机测控技术的有关方面进行了深入的研究，将arm单片机技术与金属零部件检测技术相结合开展了相应的实践研究，提出了一套完整的软硬件解决方案。
关键词：零部件加工单片机测控技术
引言
金属零部件的加工在机械制造业中占有重要地位，通过对加工工件或加工过程参数的测量，运用测量数据对加工过程进行控制，可以很好地解决加工工件质量一致性和增效降本问题。
机械加工过程测控技术就是运用对工件或过程的测量数据，控制加工过程，以保证加工过程的稳定和可靠。
测控技术的应用已成为机械制造业中金属加工提升产品品质，增效降本的有效途径[1]。
1 金属零部件加工测控系统总体构成
金属零部件加工测控系统包括实现试验要求的机械台架、驱动执行部件、各类传感器、下位机以及相关的计算机硬件系统，如图1所示。
在零部件试验参数中，被加工的零部件转速、产生的应力、温度、振动量、噪音等物理量都是测控系统的主要数据采集处理的对象。
金属零部件加工测控系统应能将试验数据以及分析结果以一定的形式显示出来，以供测试者判断产品运行中的状态情况，或根据输出数据及结果作进一步处理。
2 加工测控系统的硬件设计
本系统的硬件结构大致可划分为三部分：上位机数据处理及显示部分、下位机信号调理、数据采集部分、上下位机之间的通讯部分。
上位机为普通的计算机，它通过usb接口与下位机相连。
下位机则是以arm为核心器件的数据采集卡。
通讯部分则为通用串行总线（usb）接口。
下位机测试设备从功能角度可以分为六个模块：主控模块、信号采集模块、输出执行单元、人机交互单元、通讯模块等组成[2]。
金属零部件加工测控系统硬件结构如图2所示。
数据采集卡是试验系统中的关键部分，它是连接传感器与计算机的桥梁，是信号调理的关键部分，它决定了采集信号是否能够完整再现汽车零部件在试验中的实际状态，是获取正确试验结果的基础。
我们采用上下位机模式的测控系统，即数据采集卡在pc机外部，通过标准通信端口usb与pc机相联。
采用这种方案不仅避免了pc机内部的噪声，而且具有体积小、控制简单、接口方便、实时性好、抗干扰能力强等诸多优势[3]。
主控模块是该下位机部分的核心，主要负责测试现场信号的采集、调理，进行简单的分析与处理，同时能接收上位机发出的控制信号，进行智能控制，实现人机接口，以及实现lcd显示工况进程等。
主控芯片采用三星公司arm内核芯片s3c2440， arm微处理器是32位嵌入式risc微处理器，低功耗、高性能、低成本。
该控制器还具有强大的信号处理功能，能够实现程序控制等多种复杂的控制功能。
输出控制模块即系统的输出控制信号装置，包括开关量控制信
号和模拟量控制信号，开关量控制信号需要光电隔离及电平转换，而模拟量控制信号则需d/a转换、隔离放大、功率驱动等处理。
人机接口模块负责各种工作参数的输入，以及设置运行状态的切换。
显示模块负责当前设置和工作状态的显示。
通讯模块是上位机与下位机联系的一个桥梁，它通过usb把下位机采集到的数据传输到pc机上，并传输来自上位机的控制信号。
3 加工测控系统的软件设计
金属零部件加工测控系统软件主要包括两部分，一部分是上位机软件的编写，另一部分是下位机软件的编写。
3.1 pc机操作系统的选择
基于金属零部件加工测控系统要求实时处理数据的功能，windows xp所具有的基于消息驱动、基于抢占式的多任务内核，可固化、可剪裁、具有高稳定性和可靠性、多线程等特点，能够保证系统在任务不堪重载的情况下具有较好的实时性，完全能够满足测控系统的实时性要求。
3.2下位机软件的选择
c语言是一门比较常用的、灵活的中级语言，即可以对硬件进行很好的操作，同时又具有很高的编程灵活性和可移植性，下位机软件主要是初始化arm单片机及其外围资源，实现硬件电路的驱动程序的编写（如usb、键盘、lcd、数据采集等），最终为应用程序层提供一个良好的、透明的硬件层接口，方便应用程序的调用[4]。
4 结论
本文对金属零部件加工的单片机测控技术的有关方面进行了深入的研究，将arm单片机技术与金属零部件检测技术相结合开展了相应的实践研究，通过研究合作，提出了一套完整的软硬件解决方案，并调试成功，具有一定的推广价值。
参考文献：
[1]张勇.arm原理与c程序设计[m].西安：西安电了科技大学出版社，2009.04.
[2]侯冬睛，李建锋，朱长城.arm技术原理与应用[m].北京市：北京交通大学出版社清华大学出版社，2009.03.
[3]沈祥鸿，于亚征.基于atmega8的电动机绕组温度测控系统的设计[j].微计算机信息，2008，29（7）：131-132.
[4]张润莲，张向利，叶进.案例教学法及其运用[j].桂林电子工业学院学报， 2004，24（4）：102-105 .
作者简介：沈祥鸿（1971—）男，河南商丘人，商丘职业技术学院讲师，主要从事计算机应用与自动化教学与研究；王海港（1974—），男，河南商丘人，商丘职业技术学院讲师，主要从事机械制造与自动化教学与研究.。