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基于51单片机的金属探测器西安工程大学本科毕业设计(论文)

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

基于51单片机的金属探测器西安工程大学本科毕业设计(论文)

ABSTRCT

Thispaperdescribesthecompositionofhardwareandsoftware,workingprinciples

Single-ChipMicrocomputerandlinearHall-EffectSensor.Theequipmentadopts

UGN3503Ulinearhall-effectsensorasprobetodetectthemagneticfieldchangeof

thecentreofasearchcoilresultedfromeddycurrenteffectandturnthismagnetic

fieldchangeintovoltagechange.TheSingle-ChipMicrocomputermeasuresthepeak

valueofvoltageandcomparesitwithreferencevoltage.Thendeterminewhether

concludedthattheoperatingfrequency,thesizeofthesearchcoilandturnsarethe

mainfactorseffectedonthesensitivityoftheinstrument:theenvironment

powersupplyarethefactorseffectedonstabilityofinstrument.

KEYWORDS:Single-ChipMicrocomputer,metaldetector,linearhall-effect

sensor,electric-magneticinduction,sensitivity

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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

2.2.3A/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