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1、山西大学商务学院,毕业设计,信息学院电子信息科学与技术（通信方向）专业,2015年4月25日,基于单片机的金属探测器设计与实现,演讲：,院系：信息学院专业：电子信息科学与技术（通信方向）学号：指导老师：,目录,1,2,3,4,摘要,论文概述,相关技术,硬件电路,5,设计的环境、方法及措施,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。采用新的原理，设计一个基于单片机的手持金属探测器，利用其检测人们随身携带的金属物品，如小刀、钢笔，甚至可以检测到香烟盒的铝薄。可随身携带，使用方便。本系统主要由AVR单片机、模数/数模转化模块、单片机模块、液晶显示屏模块以及警报模
2、块等组成。本系统的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频率和幅值的变化，供相关电路进行检测。,论文概述,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
3、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。,研究背景,论文概述,本课题的主要任务是实现机场、火车站、展览馆、大型运动会、银行、考试时的金属检测。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，与设定的电压基准值接近，表示检测到的是金属，蜂鸣器响起；反之，表示检测到的是非金属，蜂鸣器没有反应。,研究内容,论文概述,系统设计的主要内容包括：传感器模块：采集电压的数值；模数转换模块：将采集到的模拟信号转成数字信号；单片机模块：将数字信号进行处理；液晶显示模块：液晶显示屏显
4、示是否检测到金属；蜂鸣器模块：检测到金属时进行蜂鸣器响起。本文设计的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频率和幅值的变化，供相关电路进行检测。由电容三点式振荡电路产生正弦波，对其放大和整形后，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。本文的金属探测器设计了接口，可以和外围的系统进行通讯，实现了与AT89S52管理的液晶显示及键盘组成的外围数据处理与显示模块的通信。对前端探测到
5、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精度进行设置。,研究内容,论文概述,受“9.11”事件的影响各行各业加强了保安工作的部署，金属探测器也成功渗透到公共娱乐场所等行业。然而此时简单的通道式金属探测门已不能完全满足安检要求，安检人员需要的是一种能准确判定物品藏匿位置的安检产品。高考和各种认证考试是庄严和神圣的，一些犯罪分子采用高科技技术进行舞弊，从中牟利。为了防止考场作弊根据国务院发布单位内部治安保卫条例，监考人员在高考考场里使用金属探测器符合相关规定，它将作为一项常规措施载入我国考试监考制度中4。,研究意义,相关技术,1、本系统的控制电路采用AT89S5
6、2为控制芯片。2、本系统采用线性霍尔元件UGN3503作为传感器。3、本系统运用proteus进行仿真，实现LCD1602显示。,相关技术,AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，
7、看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。,相关技术,线性霍尔传感器(linear Hall-Effect Sensors):在电路设计中，选用了美国ALLEGRO公司生产的灵敏度极高的UGN3503U线性霍尔传感器，来检测通电线圈周围的磁场变化。它是将霍尔元件、高增益线性差分放大器和射极跟随器集成在同一半导体基片上，为用户提供了一个由外电压源驱动、使用方便的磁敏传感器，其主要功能是可将感应到的磁场强度信号线性地转变为电压信号。,相关技术,EDA技术是以计算机为工具，在EDA软件平台上，计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、
8、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作；本系统是通过EDA技术中的Altium Designer工具，通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，极大地提高了电路设计的效率和可操作性。,设计的环境、方法及措施：,软件环境：keil 4编程软件、protues仿真软件、STC-ISP下载软件硬件环境：51单片机系统、液晶显示、霍尔传感器,设计环境,设计的环境、方法及措施：,措施：1、按照需求，查阅收集相关专业资料。2、元器件选型，选择合适的元器件封装。3、运用proteus进行仿真，实现LCD1602显示，蜂鸣器报警，数模转换。4、运用C/C+/汇编语言实现软件相关功能。5、焊接并完成作品调试。,设计措施,硬件电路,LED1602显示,LED1602显示,硬件电路,89C52系统模块,89C52系统模块,硬件电路,谢谢聆听,
