基于单片机的金属探测器的设计阅读毕业设计(论文)

基于单片机的金属探测器的设计学生：指导教师：内容摘要：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Design for vending machine's PLC systemAbstract: This paper describes the composition of hardware and software,working principles and the functions of an intelligent metal detector which mainly consists of AT89S52 Single-Chip Microcomputer and linear Hall-Effect Sensor. The equipment adopts UGN3503U linear hall-effect sensor as probe to detect the magnetic field change of the centre of a search coil resulted from eddy current effect and turn this magnetic field change into voltage change.The Single-Chip Microcomputer measures the peak value of voltage and compares it with reference voltage.Then determine whether detect metel or not.In case of detection of a metallic mass,the Metal Detector porvides an acoustical and optical alarm.The systems software adopts the assmbler language to be written.Inside the software,the digital filter technology is utilized to eliminate the jamming.So the stability of system and measuring veracity are improved.The effect of all factors on sensitivity and stability of Metel Detetor are discussed in this paper.It is concluded that the operating frequency,the size of the search coil and turns are the main factors effected on the sensitivity of the instrument: the environment temperature and humidity in site,the winding technology of coils and the stability of power supply are the factors effected on stability of instrument.KEY WORDS:Single-Chip Microcomputer metal detector linear hall-effect sensor electric-magnetic induction sensitivity目录前言 (1)1 分析探测金属的理论根据 (2)1.1 理论描述 (2)1.1.1线圈介质条件变化.............................. . (2)1.1.2 涡流效应 . (3)2 硬件电路设计 (3)2.1 系统组成 (3)2.2 硬件电路功能描述 (4)2.2.1 线圈振荡电路 . (4)2.2.2 数据采集 . (5)2.2.3 A/D转换电路 . (8)2.2.4 系统控制单元 (11)2.2.5 键盘控制电路 . (12)2.2.6 显示报警电路 (13)2.2.7 电源电路 (14)2.3 整机工作原理描述 (15)3 系统软件设计.................................................................................... (16)3.1 软件设计思想 (16)3.2 数字滤波及算法说明 (16)3.3 主程序流程图 (17)3.3.1 键盘控制程序设计 (18)3.3.2 数字滤波程序设计 (19)3.3.3 显示与报警程序设计 (20)4 主要技术指标分析 (21)4.1 主要技术指标分析 (21)4.4.1 工作频率 (21)4.4.2 灵敏度分析 (21)4.4.3 稳定性分析 (22)5 仿真、调试结果及分析 (22)5.1 仿真、调试目的与内容 (22)5.2 仿真结果及分析 (22)5.3 试验总结 (24)6 结论 (24)附录1：电路原理图.............................................................................. . 25附录2：各模块程序清单 (26)参考文献 (32)基于单片机的金属探测器的设计前言随着社会的发展金属探测器已经成为一种重要的检查设备，广泛地被应用到社会生活和工业生产当中。

华北水利水电学院毕业设计任务书设计题目：基于单片机的金属探测器的设计专业：测控技术与仪器班级学号：姓名:指导教师：宋小娜设计期限：2014年2月24日开始2014年5月30日结束院、系：机械学院2014年2月22 日一、毕业设计的目的随着电子技术和计算机技术的飞速发展，单片机性能不断完善，性能价格比显著提高，技术日趋完善。

由于单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等特点，因而在国民经济建设、军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。

本设计任务是主要针对传感器和单片机的应用，利用新型传感器测量方法，实现金属探测功能，了解单片机系统设计流程，以及电路板的实际制作和调试能力。

同时也加强对数字电路、单片机和微机原理等课程知识的实际应用能力，也为同类产品的进一步发展奠定理论和实践基础。

二、主要设计内容利用单片机设计一个手持金属探测器，它可以检测到人体所携带的金属物品，并发出报警。

三、重点研究问题1．掌握单片机开发设计的过程2．探测方案的确定四、主要技术指标或主要设计参数1.系统响应时间为2s；五、设计成果要求1、在设计初期阶段进行认真调研。

在调研和充分理解课题内容和要求的基础上，写出3000字左右的开题报告(其中包括文献综述)。

要求查阅文献在10篇以上，开题报告中引用的文献资料在5篇以上。

2、在设计初期进行毕业实习，实习时间为2周左右。

实习过程应听从指导教师的指挥，写出实习日记。

实习结束后，对实习过程进行总结，提交实习报告（不少于2000字）。

3、在设计过程中，能运用一门外语翻译与课题有关的外文资料。

要求译文准确、通顺，字数在2000汉字以上。

4、在毕业设计后期，提交毕业设计论文一本。

要求内容完整，含中外文摘要，条理清楚，文字通顺，书写规范。

要求中文摘要字数在400字左右，关键词3～5个，论文正文字数应在10000字以上。

5、提交设计部分的硬件电路图和单片机系统设计的软件源码，以及能够正常工作的单片机系统电路板。

基于单片机的金属探测器设计任务书一、任务背景随着科技的发展和社会的进步，金属探测器在安全检查、资源勘探等领域扮演着重要角色。

基于单片机的金属探测器由于其低成本、高性能的特点，成为了当前研究的热点。

本任务书旨在设计一个基于单片机的金属探测器，以满足实际应用需求。

二、任务目标1. 设计一个基于单片机的金属探测器原型；2. 实现金属探测器对金属目标的准确探测和报警功能；3. 优化设计方案，提高金属探测器的性能和可靠性。

三、任务内容1. 硬件设计：(1) 选择合适的传感器：根据金属探测的需求，选择适用于单片机的金属传感器，如电磁感应传感器、电阻传感器等。

(2) 搭建电路：根据传感器的特性和单片机的工作要求，设计并搭建合适的电路，包括传感器接口电路、信号放大电路、滤波电路等。

(3) 选择合适的单片机：根据金属探测器的功能要求和硬件设计方案，选择合适的单片机进行控制和信号处理。

(4) 设计电源模块：为金属探测器提供稳定、可靠的电源，设计合适的电源模块。

2. 软件设计：(1) 编写单片机控制程序：根据金属探测器的功能需求，编写合适的单片机控制程序，实现对传感器的数据采集、信号处理和报警控制等功能。

(2) 开发用户界面：设计直观友好的用户界面，使用户可以方便地操作金属探测器并获取探测结果。

(3) 优化算法：对探测信号进行合理的算法处理，提高金属探测器的探测准确性和灵敏度。

3. 软硬件集成：(1) 将硬件和软件部分进行集成，实现金属探测器的整体功能。

(2) 进行系统测试和性能评估，对金属探测器进行功能和可靠性测试，确保其满足设计要求。

四、任务计划1. 第1周：调研金属探测器的基本原理和技术，确定硬件设计方案；2. 第2周：完成金属传感器的选择和电路搭建；3. 第3周：完成单片机的选择和控制程序的编写；4. 第4周：开发用户界面和优化算法；5. 第5周：进行软硬件集成，进行系统测试和性能评估；6. 第6周：完善任务书和项目报告，进行总结和展望。

金属探测器毕业论文摘要本文利用电子技术的知识设计了金属探测器，可以探测地毯下的金属或硬币。

本设计包括电容三点式振荡电路，用以产生40KHZ的高频信号；电压放大电路，用以对高频信号进行放大；整流滤波电路，用以对交流信号进行整流、滤波，变为直流信号；三极管开关电路及二极管指示电路，发出光信号用以指示是否有金属。

本设计具有结构简单，性能可靠的优点。

关键词：金属探测器电容三点式振荡电路放大电路整流滤波电路AbstractIn this paper, knowledge of the use of electronic technology metal detector designed to detect metal under the carpet or coins. The design includes three-point oscillator circuit capacitance, used to generate high-frequency signal 40KHZ; voltage amplifier for the amplification of high-frequency signals; rectifier filter circuit for the rectification of AC signals, filtering, into a DC signal; triode switch circuit and diode circuits instructions issued instructions for the optical signal whether there is metal. The design is simple in structure, the advantages of reliable performance.Key words:metal detectors capacitance three-point oscillator circuit amplifier rectifier filter circui目录引言 (1)第1章绪论1.1 金属探测器的发展现状及发展趋势 (2)1.2 金属探测器的应用 (3)第2章设计要求及技术指标2.1 设计要求 (4)2.2 技术指标 (4)第３章设计方案3.1 总体设计方案框图及分析 (5)第4章单元电路设计4.1 电容三点式振荡电路的设计 (7)4.1.1 反馈型振荡器的基本工作原理 (7)4.1.2 三点式振荡电路 (9)4.1.3 电容三点式振荡器 (10)4.2 电压放大电路设计 (11)4.2.1 概述 (11)4.2.2 放大电路的分析 (13)4.3 整流滤波电路 (17)4.3.1 整流电路 (17)4.3.2 滤波电路 (17)4.4 三极管开关电路 (18)系统的原理图 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)引言谈起金属探测器，人们就会联想到探雷器，工兵用它来探测掩埋的地雷。

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ABSTRCTThis paper describes the composition of hardware and software,working principles and the functions of an intelligent metal detector which mainly consists of AT89S52 Single-Chip Microcomputer and linear Hall-Effect Sensor. The equipment adopts UGN3503U linear hall-effect sensor as probe to detect the magnetic field change of the centre of a search coil resulted from eddy current effect and turn this magnetic field change into voltage change.The Single-Chip Microcomputer measures the peak value of voltage and compares it with reference voltage.Then determine whether detect metel or not.In case of detection of a metallic mass,the Metal Detector porvides an acoustical and optical alarm.The systems software adopts the assmbler language to be written.Inside the software,the digital filter technology is utilized to eliminate the jamming.So the stability of system and measuring veracity are improved.The effect of all factors on sensitivity and stability of Metel Detetor are discussed in this paper.It is concluded that the operating frequency,the size of the search coil and turns are the main factors effected on the sensitivity of the instrument: the environment temperature and humidity in site,the winding technology of coils and the stability of power supply are the factors effected on stability of instrument.KEY WORDS: Single-Chip Microcomputer, metal detector, linear hall-effect sensor, electric-magnetic induction, sensitivity目录前言 (1)第1章分析探测金属的理论依据 (2)1.1理论描述 (2)1.1.1线圈介质条件的变化 (2)1.1.2涡流效应 (3)第2章硬件电路设计 (5)2.1系统组成 (5)2.2硬件电路功能描述 (5)2.2.1线圈振荡电路 (6)2.2.2数据采集电路 (7)2.2.3 A/D转换电路 (11)2.2.4系统控制单元 (14)2.2.5键盘控制电路 (15)2.2.6显示报警电路 (16)2.2.7电源电路 (17)2.3整机工作原理描述 (18)第3章系统软件设计 (19)3.1软件设计思想 (19)3.2数字滤波及算法说明 (20)3.3主程序流程图 (20)3.3.1键盘控制程序设计 (22)3.3.2数字滤波程序设计 (22)3.3.3显示与报警程序设计 (24)第4章主要技术指标分析 (25)4.1主要技术指标分析 (25)4.4.1工作频率 (25)4.4.2灵敏度分析 (25)4.4.3稳定性分析 (25)第5章仿真、调试结果及分析 (26)5.1 仿真、调试目的与内容 (26)5.2 仿真结果及分析 (26)5.3 试验总结 (28)第6章结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录1 电路原理图 (32)附录2 各模块程序清单 (33)前言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。

基于单片机的智能型金属探测器的设计毕业论文基于单片机的智能型金属探测器的设计毕业论文目录1 引言 (4)2 综述 (6)3 方案论证 (8)3.1 基于单片机的金属探测器的设计方案 (8)3.2MD—898K金属探测器 (9)3.3 基于霍尔器件的数字金属探测器...................... 错误!未定义书签。

4 总体设计 (9)4.1 硬件电路设计 (10)4.2软件结构设计 (13)4.2.1前端程序结构设计 (28)4.2.2 外围数据处理与显示程序结构设计 (29)5 单元电路设计 (30)5.1 振荡电路设计 (30)5.2放大电路和脉冲变换电路 (31)5.3 单片机系统 (33)5.4外围设置与显示系统 (34)6 软件模块设计 (35)6.1 前端软件设计 (36)6.2外围数据处理与显示模块设计 (40)7实现与性能分析.............................................. 错误!未定义书签。

7.1 硬件电路焊接与调试................................... 错误!未定义书签。

7.1.1 振荡电路的焊接与调试.......................... 错误!未定义书签。

7.1.2 放大电路与脉冲转换电路的焊接与调试 ....... 错误!未定义书签。

7.1.3 单片机系统的焊接与调试 ....................... 错误!未定义书签。

7.1.4 外围数据处理与显示模块的焊接与调试 ....... 错误!未定义书签。

7.2 软件模块的调试与集成................................. 错误!未定义书签。

7.2.1 前端金属探测模块的调试与集成 ............... 错误!未定义书签。

7.2.2 外围数据处理与显示模块的调试与集成 ....... 错误!未定义书签。

基于单片机的金属探测器的设计作者：徐连成来源：《电子世界》2013年第14期【摘要】该金属探测器是以单片机为核心，通过霍尔传感器测量线圈磁场的变化间接测量电压的变化，和基准电压值相比较，来判断是否探测到金属。

【关键词】单片机；霍尔传感器；金属探测器1.引言金属探测器是一种专门用来探测金属的仪器，用于探测地雷，隐蔽的电缆、水管，甚至能够地下探宝，发现埋藏在地下的金属物体。

机场和车站的安检。

考场防作弊之金属探测等。

金属探测器是采用的线圈的电磁感应原理来进行探测金属的。

由电磁感应原理：当金属物体靠近通电线圈平面时，线圈介质条件会发生变化并产生涡流效应。

2.电路总体框图探测系统以8位单片机AT89S52作为控制核心，其硬件电路分为两个部分，一部分为线圈振荡电路，包括：多谐振荡电路、放大电路和探测线圈；另一部分为控制电路。

系统组成框图如图1所示：3.系统硬件设计3.1 线圈振荡电路由555定时器构成的多谐振荡器产生一个频率为24KHz的脉冲信号经过缓冲和放大之后，形成频率稳定度高、功率较大的脉冲信号输入到探测线圈中，通电的线圈周围就会产生磁场，此时，固定在线圈L1中心的霍尔元件UGN3503U就会感应到线圈周围的磁场，并将磁场强度信号线性地转变成电压信号。

线圈振荡电路如图2所示：3.2 数据采集电路线性霍尔传感器UGN3503U--以电涡流传感器为传感元件，将金属接近传感器的距离转化为电感；金属物体使通电线圈周围磁场发生变化，霍尔元件磁场的变化转变成电压信号。

3.3 放大和峰值检波电路放大和峰值检波电路：由前置放大电路和峰值检波电路组成。

3.3.1 前置放大电路霍尔传感器采集到是毫伏级的微弱的电压信号，需用LM324运算放大器进行放大。

LM324特点：输入阻抗高、漂移较小、共模抑制比高，集成运放。

具有优良的保持性能和传输性能。

如图3所示：用函数信号发生器模拟霍尔传感器毫伏级信号，C6C7是耦合电容，反馈电位器RP1调节前置放大级的放大倍数。

南京机电职业技术学院毕业设计(论文)题目金属探测器毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

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。

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UGN3503电磁感应灵敏度ABSTRACTThis paper describes the composition of hardware and software，working principles and the functions of an intelligent metal detector which mainly consists of AT89S52 Single Chip Murochip and linear Hall-Effect Sensor. The equipment adopts UGN3503U linear hall-effect sensor as probe to detect the magnetic field change of the centre of a search coil resulted from eddy current effect and turn this magnetic field change into voltage change. The SCM measures the peak value of voltage and compares it with reference voltage. Then determine whether detect metal or not. In case of detection of a metallicmass, the Metal Detector provides an acoustical and optical alarm. The systems software adopts the assembler language to be written. Inside the software, the digital filter technology is utilized to eliminate the jamming. The effect of all factors on sensitivity and stability of Metal Detector are discussed in this paper. It is concluded that the operating frequency the size of the search coil and turns are the main factors effected on the sensitivity of the instrument；the environment temperature and humidity in site，the winding technology of coils and the stability of power supply are the factors effected on stability of instrument.KEYWORDS：SCM(Single Chip Murochip)，Metal Detector, UGN3503, Electric-Magnetic Induction, Sensitivity目录第一章绪论............................................................................................... - 1 - 1.1金属探测器的应用 (1)1.2分析探测金属的理论依据 (2)第二章硬件电路设计 .............................................................................. - 5 - 2.1系统组成. (5)2.2硬件电路功能描述 (8)2.2.1线圈振荡电路 .............................................................................. - 8 -2.2.2数据采集电路 ............................................................................. - 9 -2.2.3系统控制单元 ............................................................................ - 16 -2.2.4告警电路 ................................................................................... - 17 -2.2.5电源电路 ................................................................................... - 18 - 2.3整机工作原理描述 (18)第三章系统软件设计............................................................................ - 19 - 3.1软件设计思想.. (19)3.2数字滤波及算法说明 (20)3.3主程序流程图 (21)3.4主要子程序模块设计 (23)3.4.1初始化子程序 ............................................................................ - 23 -3.4.2中断服务程序 ........................................................................... - 23 -3.4.3数字滤波程序设计 .................................................................... - 25 -3.4.4发光与报警模块........................................................................ - 28 - 第四章主要技术指标分析 ..................................................................... - 30 - 4.1工作频率.. (30)4.2灵敏度分析 (30)4.3稳定性分析 (30)结论 .................................................................................................. - 31 - 参考文献 ................................................................................................. - 32 - 致 .................................................................................................... - 34 -第一章绪论1.1 金属探测器的应用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。

⾦属探测器论⽂设计⾦属探测器论⽂设计公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]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。

本⽂完成了系统总体框架的设计，完成了硬件和软件的设计和联合调试。

实验证明原理的应⽤，探测器的设计和制作是成功的，硬件线路设计和加⼯完好，软件编制正确，完成了操作功能。

探测器具有稳定可靠的性能，待制作⼯艺改进后适于野外、户内和特殊场所的应⽤，具有应⽤价值、经济效益和社会效益。

关键词：⾦属探测；电磁感应原理；单⽚机；涡流；振荡电路ABSTRACTMetal detector is designed to detect metal devices, widely used in industrial production, security, entertainment and other fields. The hand-held metal detector is designed by a new principle, based on MCU. It can detect metal objects carried by people, such as knives, pens, even the aluminum thin in cigarette box. It is portable and easy to use.The metal detector in this paper is designed and made on the principle of electromagnetic induction. A metal be placed in the variable magnetic field, in accordance with the principle of electromagnetic induction, eddy current will be generated internally in the metal, eddy current generates a magnetic field in turn affects the original magnetic field, which can be converted to the frequency and amplitude changes in the relevant circuitfor testing.Three-point oscillator circuit by the capacitor generates a sine wave, through amplification and shaping, into the MCU. The MCU detects the frequency changes. When a metal object existence, the oscillationoriginally set up will be affected for electromagnetic induction, the frequency will change, the MCU will alarm after detecting the change.This metal detector is designed interface, and can communicate with peripheral systems, as well as implements communication of display module and peripheral data processing composed of liquid crystal display and keyboard ofAT89S52 management. It can re-process and analysis the data detected on the front end, display the results on the LCD screen, and can set the progress detected on the front by the keyboard .Based on the design principles and requirements, this article completes the design of the overall framework of the system, completes the six hardware design and general production, completes the software design and programming, achieves features of metal detector measurements, of dynamic display of test results and data Output, completes the hardware and software co-debugging and parameter measurement. This article basicallyachieves the expected goals of design and production, and plans a late development.Keywords: metal detector; electromagnetic induction; MCU; eddy current; oscillation circuit⽬录1 绪论 (1)研究背景与研究意义 (1)发展过程 (1)研究意义 (2)主要应⽤场所 (2)研究现状 (3)主要研究内容及成果特⾊ (5)主要研究内容 (5)成果特⾊ (5)论⽂结构安排 (6)2 总体设计 (7)探测⾦属的理论依据 (7)传感器原理 (8)电涡流式传感器的⼯作原理 (8)基本特性 (9)电涡流形成范围 (10)低频透射式涡流厚度传感器 (12)基本原理 (12)差拍式检测电路 (12)⾃激感应式检测电路 (13)耗能式(功率吸收式)检测电路 (14)基于单⽚机的⾦属探测器的设计⽅案 (15)同类产品⽐较 (16)MD—898K⾦属探测器 (16)基于霍尔器件的数字⾦属探测器 (16)系统设计 (18)硬件电路设计 (18)软件结构设计 (19)3 硬件单元电路设计 (21)振荡电路设计 (21)放⼤电路和脉冲变换电路 (22)单⽚机系统 (23)外围设置与显⽰系统 (24)4 软件模块设计 (29)前端软件设计 (29)外围数据处理与显⽰模块设计 (32)5 实现与性能分析 (35)硬件电路焊接与调试 (35)振荡电路的焊接与调试 (35)放⼤电路与脉冲转换电路的焊接与调试 (36)单⽚机系统的焊接与调试 (37)外围数据处理与显⽰模块的焊接与调试 (38)软件模块的调试与集成 (40)前端⾦属探测模块的调试与集成 (40)外围数据处理与显⽰模块的调试与集成 (42)系统性能分析 (44)基准频率测定⽅法的优缺点分析 (44)⾦属探测的精度 (44)⾦属探测的功能测试 (45)6 结论与展望 (47)结论 (47)未来⼯作展望 (48)致谢 (49)参考⽂献 (50)附录 (52)附录⼀系统实物图 (52)附录⼆系统总体电路图 (54)附录三防抖动键盘处理源程序 (56)附录四前端⾦属探测部分源程序 (59)附录五外围⾦属探测精度设置源程序 (64)1 绪论研究背景与研究意义⾦属探测器是⼀中专门⽤来探测⾦属的仪器，除了探测有⾦属外壳或⾦属部件的地雷以外，还可以⽤来探测隐蔽在墙壁内部的电线、埋在地下的⽔管电缆，甚⾄能够地下探宝，发现埋藏在地下的⾦属物体。