基于單片機(jī)的智能型金屬探測(cè)器的設(shè)計(jì)2畢業(yè)論文-免費(fèi)閱讀
【正文】 AT89S52單片機(jī):是ATMEL公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS 8位單片機(jī)。 主程序流程圖設(shè)一個(gè)采樣周期，對(duì)通道0連續(xù)采樣6次，然后去掉最大和最小值，把剩余的累加求算術(shù)平均值作為本周期采樣值。在電路設(shè)計(jì)中，ADC0809與AT89S52是采用中斷方式連接的，所以系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集處理功能是在中斷服務(wù)程序中完成的，從原理圖看出，ADC0809的EOC端通過(guò)反相器接AT89S52的INT1端，作為中斷申請(qǐng)。在VCC未恢復(fù)到正常工作電壓時(shí)，硬件復(fù)位不能無(wú)效，并且應(yīng)保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間以使晶振重新工作和初始化。在這種狀態(tài)下，片上RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。它們的值一直到下一個(gè)周期被電路捕捉下來(lái)。IE還包括一個(gè)中斷允許總控制位EA，它能一次禁止所有中斷。時(shí)鐘輸出頻率取決于晶振頻率和定時(shí)器2捕捉寄存器（RCAP2H，RCAP2L）的重載值在時(shí)鐘輸出模式下，定時(shí)器2不會(huì)產(chǎn)生中斷，這和定時(shí)器2用作波特率發(fā)生器一樣。寄存器RCAP2可以讀，但不能寫(xiě)，因?yàn)閷?xiě)可能和重載交迭，造成寫(xiě)和重載錯(cuò)誤。在多數(shù)應(yīng)用情況下，一般配置成定時(shí)方式。放大后的電壓信號(hào)送入ADC0809的模擬輸入通道IN0進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。（3）A/D轉(zhuǎn)換電路由于采集到的信息是連續(xù)變化的模擬量，不能被單片機(jī)直接處理，所以，必須把這些模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后才能夠輸入到單片機(jī)中進(jìn)行處理，這里選用了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的ADC0809型A/D轉(zhuǎn)換器來(lái)完成模數(shù)轉(zhuǎn)換。采用阻容耦合的方法可以使前后級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)保持獨(dú)立，隔離各級(jí)靜態(tài)之間的相互影響，使得電路總溫漂不會(huì)太大。 據(jù)此，將霍爾元件做成各種形式的探頭，固定在工作系統(tǒng)的適當(dāng)位置，用它去檢測(cè)工作磁場(chǎng)，再根據(jù)霍爾輸出電壓的變化提取別檢信息，這就是線性霍爾元件的基本物理依據(jù)和作用。 第三章 硬件電路設(shè)計(jì)硬件控制電路包括兩個(gè)部分，一部分線圈振蕩電路,包括:多諧振蕩電路、放大電路和探測(cè)線圈。整個(gè)探測(cè)系統(tǒng)以8位單片機(jī)AT89S52作為控制核心,其硬件電路分為兩個(gè)部分,一部分為線圈振蕩電路,包括:多諧振蕩電路、放大電路和探測(cè)線圈。當(dāng)其中通過(guò)交變電流 時(shí)，線圈周圍空間產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，根據(jù)畢奧薩伐爾定律可計(jì)算出線圈中心軸線上一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為：= （21） . 其中，磁導(dǎo)率，為相對(duì)磁導(dǎo)率，為真空磁導(dǎo)率。比如在機(jī)場(chǎng)、大型運(yùn)動(dòng)會(huì)(如奧運(yùn)會(huì))、展覽會(huì)等都用金屬探測(cè)器來(lái)對(duì)過(guò)往人員進(jìn)行安全檢測(cè)，以排查行李、包裹及人體夾帶的刀具、槍支、彈藥等傷害性違禁金屬物品。系統(tǒng)軟件采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。目前。金屬的電導(dǎo)率越大，交變電流的頻率越大，則禍電流強(qiáng)度越大，對(duì)原磁場(chǎng)的抑制作用越強(qiáng)。當(dāng)探測(cè)線圈靠近金屬物體時(shí)，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，會(huì)使探測(cè)電感值發(fā)生變化，從而使其周圍的磁場(chǎng)發(fā)生變化，霍爾元件感應(yīng)到該變化的磁場(chǎng)，并將其線性地轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，該變化的電壓經(jīng)過(guò)放大電路、峰值檢波電路后，得到響應(yīng)的0V~5V的峰值輸出電壓，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，輸入到CPU，由CPU 完成與基準(zhǔn)電壓的比較，二者比較||得到一個(gè)差值，此差值與預(yù)設(shè)的靈敏度再做比較。由于在脈沖信號(hào)作用下，處于開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)，而導(dǎo)通時(shí)間又非常短，所以非常省電，可以利用 數(shù)據(jù)采集電路原理圖（1）線性霍爾傳感器（linear HallEffect Sensors）在電路設(shè)計(jì)中，選用了美國(guó)公司生產(chǎn)的UGN3503U線性霍爾傳感器，來(lái)檢測(cè)通電線圈周圍的磁場(chǎng)變化。如圖所示，UGN3503線性霍爾元件輸出的微弱信號(hào)經(jīng)電容耦合到前級(jí)運(yùn)算放大器U2A的相同輸入端，運(yùn)算放大器U2A把霍爾元件感應(yīng)到的電壓轉(zhuǎn)換為對(duì)地電壓。當(dāng)輸入電壓下降時(shí)，跟隨下降，導(dǎo)通，U2B也工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)，深度負(fù)反饋保證了二極管、可靠截止，值得以保持。ADC0809的片內(nèi)沒(méi)有時(shí)鐘，時(shí)鐘信號(hào)必須由外部提供，這里利用AT89S52提供的地址鎖存允許信號(hào)ALE經(jīng)計(jì)數(shù)器74LS163構(gòu)成的4分頻器分頻獲得。設(shè)置RCLK 和（或）TCLK 可以使定時(shí)器2 工作于波特率產(chǎn)生模式。定時(shí)器2處于波特率產(chǎn)生模式，TR2=1，定時(shí)器2正常工作。當(dāng)工作頻率為16MHZ時(shí)，時(shí)鐘輸出頻率范圍為61HZ到4HZ。自動(dòng)重載當(dāng)定時(shí)器2 工作于16 位自動(dòng)重載模式，可對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)向上計(jì)數(shù)或向下計(jì)數(shù)。程序進(jìn)入中斷服務(wù)后，這些標(biāo)志位都可以由硬件清0。由于外部時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)二分頻觸發(fā)后作為外部時(shí)鐘電路輸入的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有其它要求，最長(zhǎng)低電平持續(xù)時(shí)間和最少高電平持續(xù)時(shí)間等還是要符合要求的。片上R
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