基于单片机的金属探测器设计

论文编号:JD276       论文字数:25174页数:56

人们习惯上总是认为金属探测器是用来探测枪支和刀具的，它们的外形和基本功能相差无几。金属探测器是一种探测用的电子仪器，金属探测技术推广应用于各个领域。在军事上，利用探测器探测金属地雷；在公安部门，探测随身携带或隐藏的武器及作案工具；在考古方面，可发现埋藏有金属物品的古墓，发现古墓中的金银财宝、首饰和各种硬币；在工程地质中，用于探测地下金属埋设物，管道，管线等；在矿产勘探中用来探测和发现自然金颗粒及金块；工业上可用于在线监测中，如检测棉花，煤炭，和食品中的金属杂物等。
 前  言
事实上，今天的金属探测器不但可从事的工作相当繁多，而且它们当中的一部分看起来根本就不像传统的金属探测器。它们可被制成诸如椅子等形状的物品，亦可被藏匿在门框上。它们重量极轻，可随身携带，运用自如。探测的物品不仅仅局限于标准的武器或刀具，还可以探测到小到计算机芯片之类的元件以及微量的黄金碎渣。据了解在我国中成药的生产中，对其成品药丸中混入直径1um以下、长2-3um的铜丝都要进行探测；在香肠等食品行业的成品检测中，同样要求检测出大头针和订书针一半以下的金属物。
制造厂商正在开始为其最终用户研制具有各种特殊要求和性能的探测器，用来测量贵重金属、刀片或手铐钥匙等物品。除此之外，他们还不断地为专业市场研制金属探测器，如总统卫队、监狱、学校等机构。尽管目前市场上通用型的金属探测器还具有一定的市场，但是众多的厂家己经将工作重心转向了更为专业的一面。
本文所阐述的智能型金属探测器就是为了适用于食品行业速冻食品、水产品等含水分较多的食品安全探测而设计的，达到通用性和专用性的统一结合。马克思主义认为凡是存在的事物必有其存在的必然性，金属探测器的产生、发展都是和社会文明发展以及人们对事物的深入认识分不开的，同时也是人们改造世界的一个成果。

 目  录
目  录 I
1 绪  论 1
1.1  前  言 1
1.2  研究状况与发展 1
1.2.1 目前的技术现状 1
1.2.2 金属探测器的发展历史 2
1.3  问题的提出 3
1.4  本课题的主要研究内容与关键技术 3
1.4.1 主要研究内容 3
1.4.2 关键技术 4
2 综  述 5
2.1  单片机的发展概况 5
2.2  单片机的特点及应用 5
2.2.1 单片机的特点 5
2.2.2 单片机应用 6
2.2.3 多机应用 6
2.3  单片机的基本概念 6
2.3.1 单片机的发展 6
2.3.2 单片机的内部结构框图 7
2.3.3 单片机的外部引脚说明 8
2.4  并行输入/输出接口 11
3 金属探测器工作原理 13
3.1  探测金属的理论依据 13
3.2  基本原理框图及介绍 14
3.2.1 差拍式检测电路 14
3.2.2 自激感应式检测电路 15
3.2.3 平衡式检测电路 15
3.2.4 耗能式（功率吸收式）检测电路 17
4 检侧装置的总体方案和硬件组成 18
4.1  检测装置的总体方案 18
4.2  检测装置的硬件组成 19
4.2.1 电容三点式LC正弦振荡器电路 19
4.2.2 信号放大电路 20
4.2.3 施密特触发器进行波形变换 21
4.3  液晶显示模块的设计 22
4.4  中断模块的设计 25
4.5 提高系统稳定性 28
5 软件的设计实现和仿真 30
5.1  检测系统软件的总体设计 30
5.2  频率计算的设计 30
5.2.1 等精度数字测频的工作原理 30
5.2.2 硬件连线图和软件流程图 31
5.3  定时控制 34
5.4  金属探测器的仿真 37
5.4.1 Proteus 6 Professional简介 37
5.4.2 金属探测器的仿真 40
5.5  调试与制作方法 42
6 方法研究及可靠性分析 43
6.1  方法研究及其实现 43
6.2  可靠性分析 43
7 结论与展望 44
致  谢 45
参考文献 46
附录一  电路原理图 47
附录二  PCB板图 48
附录三  源程序代码 49