基于51單片機的金屬探測器

龍巖學院畢業(yè)設計 題目： 基于51單片機的金屬探測器 專業(yè)： 電子信息工程 學號： 2014041839 作者： 鐘藝紅 指導教師(職稱)： 陳晶晶 講師 2016年5 月 28日1基于51單片機的金屬探測器基于51單片機的金屬探測器【摘 要】隨著社會的發(fā)展，人們越來越重視生命財產的安全，金屬檢測也被廣泛地應用于社會生活、工業(yè)生產等許多領域。傳統(tǒng)的金屬探測系統(tǒng)檢測方式單一，價格昂貴且報警范圍小，很容易產生誤報。因此對于金屬探測系統(tǒng)的研究有著重要的發(fā)展方向，擁有實際運用價值和廣闊的市場發(fā)展前景。本設計選擇以單片機STC89C52RC作為控制核心的方案設計。根據電磁感應原理制成，由渦流變化產生磁場，引起原磁場的變化，并將這種變化轉化為電壓、頻率和幅值等,供電路進行檢測。當檢測到的物品含有金屬時，金屬線圈會產生振蕩，頻率也會發(fā)生變化，系統(tǒng)檢測到這樣的情況會發(fā)出聲光報警，則代表檢測到金屬器件。同時也可根據需求進行其他功能的擴展?！娟P鍵詞】 線圈振蕩電路 金屬探測報警 STC89C52RCMetal detector based on 51 single chip microcomputer【Abstract】With the development of the society, people pay more and more attention to life and property safety, metal detection has been widely used in social life, industrial production and many other fields. Traditional way of metal detection system of the single, the price is expensive and the alarm range is small is easy to produce false positives. So for metal detection system of study has an important development direction, has a broad market development and practical application value. This chapter introduces the design scheme is based on SCM STC89C52RC as control core. According to the principle of electromagnetic induction, offered to do metal detection circuit, the process is the magnetic field generated by the eddy current changes that caused the change of the original magnetic field, and this change can be converted to voltage, frequency and amplitude, etc. When detected items contain metal, metal coil can produce oscillation, frequency would change, the system detected the case will be send out sound and light alarm, represents metal device detected. At the same time also can according to the requirements for the expansion of the other features.【Keywords】 Coil oscillation circuit Metal detection alarm STC89C52RC目錄第1章 引言11.1 金屬探測系統(tǒng)的研究意義11.2 金屬探測系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀11.3 研究的主要內容及產品的分析1第2章 系統(tǒng)的總體設計32.1 設計思路32.2系統(tǒng)結構組成及其各模塊的主要功能32.3系統(tǒng)的結構特點4第3章 硬件的電路設計53.1系統(tǒng)的組成53.2 單片機的選擇53.3單片機最小系統(tǒng)模塊63.4金屬線圈檢測模塊73.4.1電容三點式振蕩電路73.4.2 LM393電壓比較器83.5 鍵盤輸入模塊93.6 液晶顯示模塊103.7 蜂鳴器報警模塊10第4章 軟件的電路設計124.1 軟件設計的總體思路124.2系統(tǒng)流程圖124.3鍵盤接收134.4液晶顯示144.5蜂鳴器報警15第5章 系統(tǒng)的安裝與調試16第6章 結論18致謝19參考文獻20附錄21 附錄一 系統(tǒng)總原理圖21附錄二 系統(tǒng)PCB圖21附錄三 實物圖22附錄四 主程序23第1章 引言 本章主要介紹金屬探測系統(tǒng)的研究意義、金屬探測系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀，并根據此依據提出本次論文的研究主題和產品分析。1.1 金屬探測系統(tǒng)的研究意義隨著社會的發(fā)展，人們越來越重視生命財產的安全，金屬檢測也被廣泛地應用于社會生活、工業(yè)生產等許多領域。比如機場、車站、碼頭、商場、展覽會等都會對來往人員進行檢測，以防貴重物品的丟失或是刀具槍支等傷害性的違禁物品，甚至用于對高考禁帶物品的檢查等領域。如今一些比較單一的金屬探測器已經不能滿足當今時代的發(fā)展需求，它需要一款能夠明確指定物品的藏匿之處，具有較高的金屬檢測系統(tǒng)來實現(xiàn)。目前，我國雖然已經有了比較齊全的金屬可檢測產品，但由于價格昂貴，電路相對復雜，檢測靈敏度比較低，容易受到外界環(huán)境的干擾（如溫度、濕度等）。例如，車站所用的手持式金屬檢測，主要是檢測身體是否攜帶的金屬物品，針對重要部分進行檢測，靈敏度較低，安全性也低。 1.2 金屬探測系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀在這個飛速發(fā)展的時代，人民的生活水平也不斷的提高，同時也推動了城市化的進程，而金屬的探測系統(tǒng)有巨大的市場前景，出現(xiàn)了許多不同類型的產品。雖然金屬探測系統(tǒng)所研發(fā)產品結構和特點都有所相同，但總體的來說，我國現(xiàn)有的金屬探系統(tǒng)有以下幾種類型：通道式金屬探測、手持式金屬探測、臺式金屬探測、便攜式金屬探測等等。隨著科學技術的發(fā)展，人們已經步入數字時代，金屬探測器也會跟著時代的發(fā)展，無論金屬探測系統(tǒng)在網絡上還是技術整合方面，都需要強大的數字電路來對信息進行分析和處理，之后在進行傳送。因此，數字金屬探測器的發(fā)展是這個時代的需求。本次金屬探測器是一種基于單片機的數字金屬探測器，對金屬報警的判斷都是在數字單片機內完成的，可拓展性很強，在外圍功能電路也實現(xiàn)網絡化。1.3 研究的主要內容及產品的分析本設計所研究的內容是針對市場的不足之處提出的。系統(tǒng)采用新一代高速、低功耗、超強抗干擾，選擇以單片機STC89C52RC作為系統(tǒng)的核心模塊，通過編寫該程序KEIL軟件，采用C語言做為編寫語言。AD軟件設計實現(xiàn)硬件電路的設計與PCB的設計，采用模塊化的獨立設計結構，便于后面的修改和調試。制作出一款防盜、防傷害性物品近身，防考場作弊等功能為一體的金屬檢測器。1本課題研究的內容有：（1） 對現(xiàn)今市場上的金屬探測系統(tǒng)普遍存在的問題及不足之處進行分析和比較；（2） 依據分析結果對金屬探測系統(tǒng)的功能重新做出需求分析和進行可行性分析；（3） 針對需求闡述，可以做出硬件電路設計和軟件電路設計；（4） 檢測系統(tǒng)信息采集數據和通信相結合，優(yōu)化金屬探測系統(tǒng)的算法；（5） 控制系統(tǒng)的硬件設計與完成，從電源模塊設計開始，完成啟動狀態(tài)檢測、金屬線圈檢測模塊、按鍵輸入模塊、液晶顯示模塊以及蜂鳴器報警模塊等的設計。本次設計的重點在于對金屬探測器做出產品需求分析和可行性分析。在分析的過程中，我們還要簡化一些需求，保證每一個功能都是用戶需求的，而不是簡單的功能疊加，同時前期正確的產品需求分析也有利于產品的順利開發(fā)，避免了一些不必要的麻煩，如功能問題等。除此之外，還必須對產品整體設計進行可行性分析，確保產品無誤。產品需求分析：（1） 可以通過按鍵輸入對頻率的設置以及數據的修改；（2） 當檢測到金屬物品時，則該金屬物品的頻率是多少時會顯示在液晶屏幕上；（3） 當檢測物品頻率超過所設定值的時，LED會出現(xiàn)閃爍，接著蜂鳴器也發(fā)出報警的提示； 產品可行性分析：（1）擁有較高的靈敏度，能檢測出各種金屬的頻率； （2）具有較高的穩(wěn)定度，能夠抵抗各種外來環(huán)境的干擾如穩(wěn)定，濕度等；（3）能夠快速完成檢測數據的采集、處理、顯示、存儲和標記等任務；本系統(tǒng)采用的是STC89C52RC這款控制芯片，內部的EEPROM，數據一次性寫入芯片內部，并經加密處理，具備很強的儲存系統(tǒng)； （4）具有比較好的人機互交，能夠靈便的修正參數，有儲存的功能； 第2章 系統(tǒng)的總體設計2.1 設計思路本設計所研究的是一款比較簡單、便捷的金屬探測器，選擇以單片機STC89C52RC作為控制核心，采用1*2矩陣按鍵來設置控制系統(tǒng)金屬精度的啟動，從而起到一個防盜、防傷害物品近身的輔助作用。金屬檢測部分采用電磁感應原理，使含有金屬的物體被檢測出來，并根據金屬頻率判斷是否超出設定范圍，再通過系統(tǒng)處理，在液晶顯示屏上顯示該金屬物體的頻率，使安檢人員方便看清是否攜帶金屬物品，一旦金屬頻率超標時，LED燈將會閃爍，蜂鳴器將會發(fā)出報警，使安檢人員能夠立馬抓出攜帶金屬物品的人。2.2系統(tǒng)結構組成及其各模塊的主要功能本設計的系統(tǒng)主要是由CPU作為控制核心、按鍵輸入、金屬線圈檢測、液晶顯示、蜂鳴器報警組成。系統(tǒng)框圖如圖2-1所示。按鍵輸入CPUSTC89C52RC液晶顯示蜂鳴器報警金屬線圈檢測圖2-1 系統(tǒng)框圖該系統(tǒng)主要由三個部分組成：第一是金屬探測系統(tǒng)的硬件設計，一個好的硬件構架可以減少不必要的調試麻煩；第二是信號檢測處理，要求傳感器檢測系統(tǒng)要能快速檢測到信號變化以及信號準確輸出，確保不會出現(xiàn)誤報警；第三是通信系統(tǒng)的可靠性，保證安檢人員能夠及時收到報警信號。 該系統(tǒng)選擇以STC89C52RC為控制核心部分，最小系統(tǒng)的啟動狀態(tài)信號（上、下）。按鍵輸入模塊作為金屬頻率的設置，修改數據時必須通過該模塊才能進行設置。金屬線圈檢測模塊則是本設計最重要的組成部分，用來判斷金屬的頻率是否超過設置值為整個系統(tǒng)使用的依據。液晶顯示模塊則為人機通信使用，將檢測到的金屬頻率顯示出來，也是該系統(tǒng)不可或缺的一部分。蜂鳴器報警模塊則是經過頻率判斷金屬頻率是否超過設定值，一旦超過則蜂鳴器產生報警。2.3系統(tǒng)的結構特點基于51單片機的金屬探測器，具有以下幾個特點：(1) 本設計選擇STC89C52RC作為控制核心部分，最小系統(tǒng)由復位電路和晶振電路組成，輔助LED和LCD組成數據采集部分，用戶可獨自完成對數據的采集、計算、分析、判斷、處理等過程。(2) 系統(tǒng)體積較小，占用的空間不大，功耗較低、性價比高，且具有可靠的穩(wěn)定性。(3) 軟件系統(tǒng)采用KEIL軟件對其進行程序的編寫，采用功能強大的C語言做為編寫語言，并將系統(tǒng)模塊化，方便對數據的處理。(4) 可以有效的實現(xiàn)輔助防盜、防傷害性物品近身，防考場作弊的功能。 （5）成本低，技術簡單且容易實現(xiàn)卻功能強大。具有市場優(yōu)勢，容易實現(xiàn)商業(yè)化。第3章 硬件的電路設計3.1系統(tǒng)的組成本設計選擇以STC89C52RC作為控制整個系統(tǒng)的中心部分，金屬探測系統(tǒng)框圖如圖3-1所示，由六大部分組成：線圈振蕩電路、整形電路、按鍵輸入、CPU、液晶顯示和報警系統(tǒng)組成。線圈振蕩電路整形電路CPUSTC89C52RC液晶顯示報警鍵盤圖3-1 硬件設計系統(tǒng)框圖金屬探測器工作原理：線圈振蕩電路是整個系統(tǒng)設計的基礎，根據它對金屬物體進行檢測，可以產生穩(wěn)定的正弦波，當它檢測到金屬物體時，正弦波的頻率和幅度會發(fā)生變化。振蕩時所產生的正弦波會經過放大后送入脈沖變換電路，之后再產生一定頻率脈沖，最后將其送入單片機。所以這一變化也將被發(fā)送到單片機振蕩電路的前端，對單片機進行分析判斷之后而報警。外圍控制模塊的功能是與前端的的單片機進行通信、信息分析、鍵盤操作，然后通過鍵盤到前端的金屬探測精度。3.2 單片機的選擇單片機，因其擁有強大的功能與屬性于一身，類似于一臺小型計算機，因此被稱作單片微型計算機。單片機的出現(xiàn)是歷史性的飛躍，它標志著計算機系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的形成。由于它們的誕生讓現(xiàn)今信息技術有著越來越快的發(fā)展。單片機芯片體積小、成本低、應用穩(wěn)定可靠。以單片機為核心的產品向著智能化、微型化、低功耗等方向發(fā)展。在過去的純數字電路中，存在著大量的工作量大、靈活性差、可靠性差等缺點，增加了大量用戶的工作量和能量。而單片機的出現(xiàn)使電子電路設計有了一個質的飛躍，完全的克服了這些純數字電路帶來的弊端。單片機的發(fā)展和普及給工業(yè)自動化等領域帶來了質的變化。只要外部微控制器添加一些適當的外部擴展電路，就可以形成多種不同類型的應用系統(tǒng)。以單片機為核心的系統(tǒng)具有功能齊全，抗干擾能力強、易于普及，前景廣闊、嵌入容易，用途廣泛。因此，以單片機為核心的控制系統(tǒng)的主要應用領域包括：消費類電子產品、汽車電子產品、工業(yè)檢測與控制、辦公自動化設備、智能化儀器儀表、航空航天系統(tǒng)和軍事武器裝備、商業(yè)營銷設備、分布式多機系統(tǒng)等領域。本設計采用新一代的高速度、低功耗、超強抗干擾，選擇以STC89C52RC作為核心模塊，因為金屬探測器的設計，包括前端金屬檢測和處理背景數據這2個部分，所以打破前者只需要一個小容量的振蕩頻率測量，STC89C52RC足以滿足需求。如圖3-2所示：圖3-2 STC89C52RC 引腳圖3.3單片機最小系統(tǒng)模塊 在處理器選擇方面，本設計采用高速度、低功耗、超強抗干擾，選擇以STC89C52RC單片機作為系統(tǒng)的核心模塊。該芯片包含中央處理單元（CPU）、數據存儲器（RAM）、程序存儲器（Flash）、EEPROM、定時器/計數器、I/O接口、UART接口、中斷系統(tǒng)、PWM、振蕩器等模塊?？梢哉f，數據采集和控制的所有模塊，可以很容易地構成一個典型的測量和控制系統(tǒng)。與普通51單片機相比有以下特點：1) 同樣晶振的情況下，比普通51單片機的速度高812倍；2) 有8路10位AD；3) 多了兩個定時器，帶PWM功能；4) 有SPI接口；5) 有EEPROM；6) 有1K內部擴展RAM；7) 有WATCH_DOG；8) 多一個串口；9) IO口可以定義，有四種狀態(tài)；10)中斷優(yōu)先級有四種狀態(tài)可定義；本設計應用到了EEPROM、定時/計數器、UART接口。因為金屬頻率的設定值要能夠在應用中隨時能被修改，故本系統(tǒng)設計采用芯片內部的EEPROM。其ROM空間1kb對于本次設計的數據存儲足夠用，并且為設計減少了硬件電路，增強了硬件電路的穩(wěn)定性，同時也減少了一些不必要的麻煩，而且配置簡單，節(jié)約了成本且具有很高的便利性。最小系統(tǒng)模塊如圖3-3所示：圖3-3 最小系統(tǒng)模塊3.4金屬線圈檢測模塊金屬線圈檢測模塊是整體系統(tǒng)設計的核心部分，通過它用來判斷金屬的頻率是否超過設置值為整個系統(tǒng)使用的依據。金屬線圈檢測模塊是由電壓輸入信號，引起振蕩，產生頻率，通過電壓比較器進行波形的轉換而形成。簡單的講金屬線圈檢測模塊是由三點式振蕩電路和LM393比較器組成。3.4.1電容三點式振蕩電路本設計采用電容三點式振蕩電路，以確保穩(wěn)定的振蕩頻率在低于300KHz的前提下，目的是讓金屬探測器在工作中沒有無線電頻率的干擾。這部分的電路圖如圖3-4所示。在電路中，晶體管的放大系數較大，C1和C2的比值小于0.5，都有利于起振。因為反饋電容兩端的電壓更高的諧波阻抗很小,所以可以用更高的諧波濾波器,輸出波形。電容三點式振蕩電路的頻率為： （3-1）當檢測到金屬物體時，電感的Q值會發(fā)生變化。由三點式振蕩電路的頻率計算公式中可以看出，電感增加時，諧振頻率減??；電感減小時，諧振頻率增加；電路的諧振頻率也會干擾金屬檢測。當諧振頻率高時，線圈所產生磁場的變化也會跟著變高。根據電磁感應原理，當金屬內部所產生的渦流增大時，電磁感應產生的磁場也會變大。圖3-4 電容三點式振蕩電路3.4.2 LM393電壓比較器LM393比較器是由兩個相互獨立的電壓比較器組合的電路，具有高精度、電壓失調低，最大為2.0mv等特點。一些電壓較大，單電源供電是他的設計特點，當然也能用雙電源供電，但不論電源電壓多大，它的電流消耗非常小。還有一個比較特殊的特點：盡管是單電源供電，它的輸入電壓范圍都是很接近低電平。LM393比較器的原理如圖3-5所示。由上圖3-4中的C4、C7和L2組成的三點式振蕩器，它是基于振蕩器反饋電路原理，輸出信號IN做為LM393比較器的反相輸入信號，LM393比較器的第二管腳作為參考電壓輸入端，然后對于LC振蕩進行波形轉換，輸出電壓可以提供給數字電路處理的方波。波形轉換圖形如下3-6所示：LM393電壓比較器具有一下幾個優(yōu)勢：1.高精度比較器2.減少由于溫漂引起的失調電壓3.可以單電源供電4.共模輸入的電壓范圍接近低電平5.兼容邏輯電路圖3-5 LM393比較器原理圖圖3-6 波形轉換圖3.5 鍵盤輸入模塊矩陣式鍵盤又可以稱為行列式鍵盤。有很多關鍵的設計可以用輸入/輸出接口線將所有的按鍵組成M*N的行和列，在行和列的交叉點可以有效地減少在設計的接口線數量。如設計中使用了2個按鈕，按鈕設計成了一個1 * 2行和列的結構，該階段與單個按鍵的使用相比，設計少了一半的輸入/輸出接口線和按鍵更明顯。本設計采用按鍵是輸入設備，可以實現(xiàn)人機對話，讓機器能夠的按人的意思去工作。鍵盤的目的是要進行金屬檢測設置的頻率，修改數據也必須通過模塊來設置。電路圖如圖3-7所示：圖3-7 陣列鍵盤原理圖3.6 液晶顯示模塊液晶顯示（LCD）近年來有著快速的發(fā)展，以其功耗低，重量輕、體積小、便于攜帶，以及許多其他優(yōu)點，獲得了不少人們的喜愛和廣泛使用。在平常生活中，LCD更是到處都看到，在各類智能儀表，電子產品中的使用更是屢見不鮮。本設計采用LCD1602液晶顯示用標準16腳帶背光接口，2行16個字的1602液晶模塊來介紹它的編程方法。主要目的是顯示一些提示，如頻率值、金屬類型、精度等，但是，用液晶顯示在鍵盤上的調試會更方便。液晶顯示器的要求是比較低的，易于使用，而且價格低，以滿足需求。液晶顯示模塊則為人機通信使用，將檢測到的金屬頻率顯示出來，也是該系統(tǒng)不可或缺的一部分。如圖3-8所示：圖3-8 液晶顯示原理圖3.7 蜂鳴器報警模塊本設計采用有源蜂鳴器來提供報警。蜂鳴器報警模塊則是經過頻率判斷該金屬是否超過設定值，一旦超過則蜂鳴器就會產生報警。使安檢人員能夠及時收到報警信號。當PNP三極管為低電平導通時，蜂鳴器報警。原理圖如圖3-9所示：圖3-9 蜂鳴器報警原理圖第4章 軟件的電路設計4.1 軟件設計的總體思路 硬件電路的設計主要是為了產生振蕩，使正弦波轉換為方波，然后交給單片機處理，之后再進行頻率的測定。報警和通信等都需要用到程序來實現(xiàn)的，最后再把程序送入單片機中。而軟件電路的設計則是這個設計的核心部分，它的結果會影響整個設計。 本設計采用C語言編程、keil軟件開發(fā)工具，對整個系統(tǒng)的功能進行分析處理，每個模塊都有明確的分工。模塊化之后，整個主程序的思路就清晰了，程序之間也不會相互影響，便于理解。同時還可以進行模塊獨立的修改和編寫，也方便之后對模塊功能的擴展。系統(tǒng)軟件電路設計需要實現(xiàn)以下幾個功能： （1）狀態(tài)開關：判斷是否有金屬物品進行實時信號采集。（2）信號處理：對采集的狀態(tài)信號做出判斷，進一步觸發(fā)動作。 （3）人機交互：在屏幕上對每一步操作進行提示。 （4）金屬物品識別：對物體的含金量與存儲在EEPROM中的頻率設定值進行比對判斷。 （5）信息傳輸：通過頻率對比，超出設置值時，則LED將會閃爍，通過蜂鳴器發(fā)出報警。4.2系統(tǒng)流程圖采樣頻率是由定時器T0和計數器T1共同完成的。程序中所有的頻率都是1s內所獲得的脈沖數。為了提高檢測精度的金屬探測器的設計，一是延長脈沖時間，二是降低PRISE（這是波動頻率的范圍，如果超出了這個范圍報警）。精度設置是通過按鍵的變化轉給比較值，如果比較值設置的較大則不會對小頻率產生報警。系統(tǒng)流程圖如下4-1圖所示：開始定時器T1計數顯示振蕩頻率計算振蕩頻率判斷振蕩頻率是否大于設置值結束報警YN圖4-1 系統(tǒng)流程圖4.3鍵盤接收按鍵是輸入設備，可以按照我們的需求去做，實現(xiàn)人機對話功能。這個鍵盤的目的是設置金屬檢測的精度。因為鍵盤大部分都會存在抖動，倘若抖動沒有處理好，將會產生干擾。為了防止使用該程序時出現(xiàn)抖動，判別一個鍵位和兩個鍵位的檢測方法是5ms間隔每一步，每一個鍵位需要15ms識別。在檢測的過程中如果出現(xiàn)一次錯誤就要從新開始驗證，這樣才能確保用戶輸入的正確。按鍵輸入模塊的程序流程圖如圖4-2所示。開始Key=0Shu3000Shu3000SEC=3Shu+=10Shu+=1結束NYYYYNNN消抖圖4-2 鍵盤接收模塊的程序流程圖4.4液晶顯示本設計采用LCD1602液晶顯示用標準16腳帶背光接口，2行16個字的1602液晶模塊來介紹它的編程方法。液晶顯示主要是為人機通信使用，將設置的數值顯示出來，并能夠將檢測到的金屬頻率也顯示出來，是人們一目了然，更能看清該金屬的頻率，也是該系統(tǒng)不可或缺的一部分。液晶顯示流程圖如下圖4-3所示：結束 開始LCD初始化設置顯示地址傳送顯示數據圖4-3 液晶顯示流程圖4.5蜂鳴器報警本設計采用有源蜂鳴器來提供報警。蜂鳴器報警模塊則是經過頻率判斷金屬頻率是否超過設定值，一旦超過則蜂鳴器就會產生報警。使安檢人員能夠及時收到報警信號。蜂鳴器報警流程圖如下圖4-4所示：開始是否報警Beep=1Beep=0結束NY圖4-4 蜂鳴器報警流程圖第5章 系統(tǒng)的安裝與調試首先檢查是否存在短路、斷路、虛焊等現(xiàn)象，保證電路的完整性。排除邏輯故障，其次對各個模塊電路進行通電和簡單的編程測試，測試模塊是否正常工作。上電時要檢測一下電源是否接通，用萬用表來測一下是否為+5v輸出穩(wěn)壓；編寫一個簡單的液晶顯示程序，下載到芯片中觀察是否正常顯示； 編寫采樣頻率程序，觀察顯示值是否正確；編寫蜂鳴器和液晶顯示程序，測試一下這兩個功能是否能正常使用；編寫按鍵接收程序，并將所接收到的信息顯示在LCD上，證明該部分沒有問題； 最后，將程序下載入芯片中，調試系統(tǒng)的功能以及改進系統(tǒng)，之后便可進行物體金屬含量的檢測。硬幣的金屬檢測數據如表5-1所示，水果刀的金屬檢測數據如表5-2所示，手機的金屬檢測數據如表5-3所示。表5-1 硬幣的檢測數據設定值（KHZ）133.5134.5135.5136.5137.6138.4139.4140.5檢測值（KHZ）136.5136.8136.7136.9136.9137.4137.3137.1結果報警報警報警報警不報警不報警不報警不報警表5-2 水果刀的檢測數據設定值（KHZ）133.0134.1135.0136.1137.0138.1139.0140.1檢測值（KHZ）137.4137.9137.8137.5137.4137.8137.1137.9結果報警報警報警報警報警不報警不報警不報警表5-3 手機的檢測數據設定值（KHZ）156.1159.2162.1165.0168.1171.0174.0177.5檢測值（KHZ）171.1169.0169.7169.3169.9170.0169.1169.5結果報警報警報警報警報警不報警不報警不報警由上表5-1可看出硬幣的檢測頻率大概在136.5KHZ-137.4KHZ之間，若要檢測是否攜帶硬幣，設置值應低于136KHZ；而表5-2水果刀的檢測頻率大概在137.1KHZ-137.9KHZ之間，若要檢測是否攜帶刀具，設置值應低于137KHZ；表5-3手機的檢測頻率大概在169.0KHZ-171.1KHZ左右，若要檢測是否攜帶手機，設置值應低于169KHZ。整體效果如下圖5-1所示：主要是模擬水果刀來產生聲光報警的整個設計流程，當金屬線圈檢測到含有金屬物品時，通過液晶顯示出金屬物品的頻率，高于我們所設置值時，LED將會閃爍，報警信號也會由蜂鳴器發(fā)出。圖5-1 實物操作圖第6章 結論本設計基于51單片機的金屬探測器，使用功能與普通的金屬探測器相比較，具有強大的功能，以能耗較低的單片機STC89C52做為核心，采用C語言及軟件keil uvision4編寫了整個軟件系統(tǒng)，整個系統(tǒng)主要由金屬檢測與修改、金屬精度檢測、LCD顯示、報警及等子程序，成功設計了一款金屬檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)了簡易防盜、聲光報警的功能。利用精度實現(xiàn)簡易防盜，一旦檢測出金屬頻率超標，將立刻經過蜂鳴器發(fā)出警報提示。當檢測到金屬頻率較高時，蜂鳴器可發(fā)出報警提示，液晶屏顯示模塊可顯示該金屬物品中金屬頻率，并給出報警提示。本設計的實現(xiàn)希望能夠大大的降低盜竊事件的發(fā)生，時刻保護著財產安全，也為人們的安全加上一道保險，大大提升了社會的安全，構建一個文明與和諧的安全環(huán)境。致謝在匆忙的畢業(yè)設計過程中，忙碌的生活終于告一段落了。在設計過程中獲得了很多同學、朋友以及老師的幫助指導，從中也讓我學到了很多東西。首先我要感謝我的畢設指導老師陳晶晶老師，在百忙之中為我解答，審稿，提出很多寶貴的意見，令我受益良多。在一個合理的系統(tǒng)建設和軟件設計中，最后完成了畢業(yè)設計。同時也對這兩年中教過我的老師表示由衷的感謝和祝福。同時，感謝在這段時光里中指導我、幫助我的同學和朋友，感謝你們與我一起度過的大學生活。本次設計極大的考驗我的耐心和動手能力。雖然時間比較匆忙以及能力有限，本次畢設金屬探測器，功能的發(fā)展之處還有很多，在這里我只是提供了一個數字金屬探測器的設計思想。若有不足之處還望指正。最后感謝各位老師的批評和指導，祝各位身體健康，工作順利，事業(yè)有成！謝謝！25參考文獻1范麗珍,李樹華.基于單片機的智能型金屬探測器設計J.內蒙古大學學報自然科學版,20062劉慧娟,張奕黃.一種數字金屬探測器的設計J.北京交通大學儀器儀表學報,2004.83張學勇,趙群,李義寶,唐震.一種金屬探測器的設計J.安徽建筑工業(yè)學院學報,2007.64劉慧娟,一種新型智能金屬探測器J,北方交通大學學報,20015司德平.漫談金屬探測器J.物理通報,2006.46張慶雙.電子元器件的選用與檢測M.機械工業(yè)出版社,2005.17胡學海.單片機原理及應用系統(tǒng)設計M.電子工業(yè)出版社,2005.88康華光.電子技術基礎M.高等教育出版社,1999.6(4)9葉青譯.金屬探測器J.國外傳感器技術,2002,12 10程佩青.數字信號處理教程M.北京:清華大學出版社,1995.11Charles Garrett.Successful Coin Hunting.Ram Publishing,1996.附錄附錄一 系統(tǒng)總原理圖附錄二 系統(tǒng)PCB圖附錄三 實物圖附錄四 主程序#include /頭文件#includeeeprom52.h#define uchar unsigned char /宏定義#define uint unsigned int / 6T 工作模式#define LCD1602_dat P0 /1602數據端口sbit LCD1602_rs=P25; /液晶I/O 定義sbit LCD1602_rw=P26; /液晶I/O 定義sbit LCD1602_e=P27; /液晶I/O 定義 sbit key_1=P13; /按鍵I/O 定義 sbit key_2=P14; /按鍵I/O 定義sbit beep=P15; /蜂鳴器I/O 定義sbit led=P10; /LED燈I/O 定義unsigned long shu1,shu=1500;uchar ms,sec;uint cs;bit OK,beep1;void delay(uint T) /延時程序while(T-);/ order 0:指令 1：數據 dat:要寫入的數據void LCD1602_write(uchar order,dat) /1602 一個字節(jié) 處理 LCD1602_e=0; LCD1602_rs=order; LCD1602_dat=dat; LCD1602_rw=0; LCD1602_e=1; delay(10); LCD1602_e=0; void LCD1602_writebyte(uchar *prointer) /1602字符串 處理 /1602 字符串 處理 while(*prointer!=0) LCD1602_write(1,*prointer); prointer+; void LCD1602_cls() /1602初始化LCD1602_write(0,0x01); /1602 清屏 指令delay(1500);LCD1602_write(0,0x38); / 功能設置 8位、5*7點陣delay(1500);LCD1602_write(0,0x0c); /設置 光標 不顯示開關、不顯示光標、字符不閃爍LCD1602_write(0,0x06);LCD1602_write(0,0xd0);delay(1500);void show()LCD1602_write(0,0x80); /第一行顯示LCD1602_writebyte(NowFreq:); /顯示字符串LCD1602_write(1,0x30+shu1/100000%10); /顯示百位LCD1602_write(1,0x30+shu1/10000%10); /顯示十位LCD1602_write(1,0x30+shu1/1000%10); /顯示個位LCD1602_writebyte(.); /顯示.LCD1602_wr