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。
图３报警电路
图 １控 制 系 统 框 图 图 ４显 示 电 路
２ ． ４ 显 示 电路 为 了方 便我 们使 用 ，该系 统 还设 计 了显 示 部分 。在Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２ 的
图２线圈振荡 电路
输 出端连 接 了一 个 四位 的数 字数 码管 。输 出 Ｉ Ｓ Ｉ Ｐ ０ 确 定 四个 数字 的位 数 ，输 出 口Ｐ ２ 确 定 每一 位上 的 八个 段 的亮 灭 。上面 显示 出来 的即为 电路 中的 电压值 。显示 电路 如 图４ 所示。
金 属探测 器 的原理 如 图１ 。第 一步 先产 生一 个一 定大 小的 电流脉 冲信 号 。经 过放大 电路放 大 ，通 过探测 线圈 。当金属探 测器接 触到金 属 时，该 线圈原有 的磁场 强度会 发生很 大的 改变 。霍 尔元件输 出端 的 电压 也会发 生变化 。该 电压信号 较弱需通 过放大 及峰值 检测 ，产生 的 电压信 号 ，产 生 的电压信 号经过Ａ Ｄ Ｃ ０ ８ ０ ９ 在进 入Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２ 单片机 中 。 经过处 理再将输 出的信号输入报 警与显示 系统 。
【 关键词 】 金属探测器；Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２ ；振 荡电路 ；霍尔元件
路 、信 号处 理及 报警 显示 电路 的 设计 。 ２ ． １ 线圈振 荡 电路
０ 引言
自从 １ ９ ３ １ 年 金属 探测 器 被制 造 出来 ，它 就被 使用 在 各个 方 面 。 从 最初 的安检 检 测到 工业 上 的各 种探 测 、检 测都 体现 它 不可 缺少 的 作 用 。在 对 安全 问题 越 来越 重要 的今 天 ，金 属探 测器 又 进入 了一个 高速 的发 展 阶段 。从 以前使 用模 拟信 号 至 当前 的数字 信 号 ，它 由开 始 的 电磁 感应 原 理 ，发展 到后 来 各类 技 术方 面都 有涉 及 。在 测量 精 准 度 ，反应 快 慢等 方 面都 有 了很 高 的提 升 。使用 范 围也 随之 运用 到 了航 空行业 、监 狱 的监 管和 防盗 等 行业 【 １ ］ 。
（ 下转第２ ３ 页）
２ 金属探测器控 制系统硬 件电路设计
控制系统硬件电路主要是振荡 电路 、放大 电路、峰值检波 电
基金项目：２ ０ １ ６ 年河南省科技 攻关计划项 目 “ 储能式轻轨列车牵引系统的节能优化研究” （ 项 目号：１ ６ ２ １ ０ ２ ２ １ ０ １ ５ ３ ）资助。
３ 金属探测器控制 系统软件设计
在 发 展迅 速 的今 天 ，软件 显 示 出 了非 常 重要 的地 位 。软 件 能够 更 好地 简 化系 统 的硬 件 电路 ，从 而提 高系 统 的稳 定性 。对 硬 件采 集 到的数 据 进行 数据 化 处理 ，下面 就是 软件 的具体 设计 。从 图上 可 以 看 出非常 直观 的 看 出前端 软件 的 作用 。他 指 挥着 整个 系 统对 信 号 的 处 理 。在 系 统 检测 到 金 属 时能 够及 时 的报 警 。主 程 序流 程 图 如 图５ 所示 。
电． － ７ － ｔ ｌ ｌ Ｒ ・ ２１・