【正文】 。對于鐵磁性金屬(如:鐵、鉆、鎳) μr很大，σ也較大，可認為是既導(dǎo)電又導(dǎo)磁物質(zhì)，主要產(chǎn)生磁效應(yīng)，同時又有渦流效應(yīng)。由于在脈沖信號作用下，Q1處于開關(guān)工作狀態(tài)，而導(dǎo)通時間又非常短，所以非常省電。這時，片子兩側(cè)建立起一個穩(wěn)定的電壓，這就是霍爾電壓UH。因此，任何引起磁場強度變化的物理量都將引起霍爾輸出電壓的變化。利用線性霍爾傳感器UGN3503U的上述特性，將其接在數(shù)據(jù)采集電路的前端，并固定在探測線圈Ll的中心，即可感應(yīng)線圈Ll的磁場變化，并將磁場的變化信號轉(zhuǎn)化為電壓信號的變化而被后級電路拾取和放大。采用阻容耦合的方法可以使前后級電路的靜態(tài)工作點保持獨立，隔離各級靜態(tài)之間的相互影響，使得電路總溫漂不會太大。[6] LM324外形圖 LM324引腳排列圖圖27 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中進行處理，這里選用了經(jīng)濟實用的ADC0809型A/D轉(zhuǎn)換器來完成模數(shù)轉(zhuǎn)換。如圖210所示，放大后的電壓信號送入ADC0809的模擬輸入通道IN0進行A/D轉(zhuǎn)換。其工作電壓為5V，晶振頻率采用12MHZ。單片機中通常使用7段LED構(gòu)成字型“8”，另外，還有一個小數(shù)點發(fā)光二極管，以顯示數(shù)字、符號及小數(shù)點。此后，以該電壓信號作為基準電壓，與A/D轉(zhuǎn)換器采集到的電壓信號進行比較判斷。然后通過檢測RAM中21H中數(shù)值的值來判斷是否采集基準電壓U0，如果未采集過U0，則啟動ADC0809對NIO通道的模擬輸入量進行A/D轉(zhuǎn)換。而后再通過判據(jù)算法將此差值U與靈敏度△U（靈敏度可調(diào)）進行比較，以確定是否報警鍵盤控制電路各鍵控制靈敏度的值，并在顯示電路部分顯示按鍵后的對應(yīng)數(shù)值。2．程序參看附錄2 (初始化子程序和中斷服務(wù))[13]圖31 主程序流程圖1．程序流程圖如圖32所示。為24KHz，選擇24KHz的超長波頻率是為了減弱土壤對電磁波的影響。 第5章 仿真、調(diào)試結(jié)果及分析 仿真、調(diào)試目的與內(nèi)容仿真調(diào)試的內(nèi)容是要把程序修改正確，使編譯能夠通過，而且還要用Proteus仿真軟件中的一些功能來查看程序所實現(xiàn)的功能是否能夠和預(yù)期的功能相符合。4. 蜂鳴器顯示結(jié)果及分析，由于電路搭接的不理想，蜂鳴器的叫聲不是很理想，但結(jié)果基本上是正確的。整個系統(tǒng)的軟件包括主程序、一個外部中斷服務(wù)程序、數(shù)字濾波程序、比較判斷子程序及發(fā)光報警等若干個子程序，采用匯編語言編寫。設(shè)計之初，參考了大量的教材及中英文專業(yè)資料，得到了王老師的熱心指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助，在此我對給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示衷心地感謝。轉(zhuǎn)主程序。22H單元清零。把該通道的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果讀到累加器A中。 MOV A,P1。取正邏輯,高電平表示有鍵按下。判別按鍵釋放。 MOV A,P1。RR4清0。清進位標志。判斷輸入值(R3)? (若C=0,輸入值(R3),則轉(zhuǎn)到DAV3)。 RETDIS2: MOV P3,A。修改數(shù)據(jù)區(qū)指針DIS4: MOV P3,A。CLR CRRC AMOVX R1，ANIC R1RET5．顯示與報警程序DISPLAY:SETB MOV A,P3JB ,DIS1JB ,DIS2JB ,DIS3JB ,DIS4LCALL DELAYCLR AJAMP DISPLAYDIS1: MOV P3,A。取A/D結(jié)果。累加輸入值。DS2: DJNZ R6,DS2 DJNZ R7,DS1 RET。 MOV A,P1。A=0時無鍵按下,重新掃描鍵盤。P1口為輸入,各位應(yīng)先置位為高電平。POP DPLPOP APOP PSWRETIKEY: MOV P1,0FFH MOV A,P1 CPL A ANL A,0FH。數(shù)據(jù)指針指向通道頂0通道。初始化讀數(shù)標志。差值存放在22H。衷心感謝我的導(dǎo)師王延年老師。另一部分為控制電路，包括：線性霍爾元件、前置放大電路、峰值檢波電路ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器、AT89S52單片機、LED顯示電路、聲音報警電路及電源電路，通過這些電路將磁場強度信號變?yōu)殡妷盒盘?，再進行電壓信號的拾取，放大等。3. 顯示部分仿真結(jié)果及分析顯示部分顯示的數(shù)據(jù)是設(shè)定的靈敏度值，當(dāng)按下各鍵盤部分各個鍵時，在顯示電路部分顯示相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，顯示結(jié)果如圖52所示。1．環(huán)境溫度的變化，儀器元件參數(shù)也會改變，影響儀器工作的穩(wěn)定。2．程序參看附錄2(顯示報警程序)[16]。[12]所以為了計算方便，我選擇取6個數(shù)，最后在算除法的時候，只需要用單片機自帶的右移位命令移2次就行了。[9]經(jīng)反復(fù)實驗測得的靈敏度△U的值被存放在單片機RAM地址為20H的存儲器中。軟件采用匯編語言編寫，并采用模塊化設(shè)計，使程序結(jié)構(gòu)清晰，便于今后進一步擴展系統(tǒng)的功能。圖217 電源電路在工作過程中，由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生一個頻率為24KHz的脈沖信號，此脈沖信號經(jīng)過緩沖和放大之后，形成頻率穩(wěn)定度高、功率較大的脈沖信號輸入到探測線圈中，通電的線圈周圍就會產(chǎn)生磁場，此時，固定在線圈L1中心的霍爾元件UGN3503U就會感應(yīng)到線圈周圍的磁場，并將磁場強度信號線性地轉(zhuǎn)變成電壓信號。圖214 鍵盤控制電路 AT89S52的串行口RXD和TXD為一全雙工串行通信口，但在工作方式0下可作同步移位寄存器用，其數(shù)據(jù)由RXD（）端輸出或輸入；而同步移位時鐘由TXD（）端串行輸出，在同步時鐘作用下，實現(xiàn)由串行到并行的數(shù)據(jù)通信。此外，AT89S52設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0HZ并可通過軟件設(shè)置省電模式。ALE引腳的頻率是單片機時鐘頻率的1/6,單片機時鐘頻率為12MHZ，則ALE引腳頻率約為2MHZ，再經(jīng)4分頻后為500kHZ，所以ADC0809能可靠工作。當(dāng)Vi2再次上升使Vo2上升并使DD5導(dǎo)通，D3截止，再次對電容C6充電(Vc高于前次充電時電壓)，Vi2下降時，DD5又截止，D3導(dǎo)通，Vc將峰值再次保持。在電路設(shè)計中，運放LM324采用+5V單電源供電，對于不同強度的信號均可通過調(diào)節(jié)前級放大電路的反饋電位器Wl來改變其放大倍數(shù)。用它作探頭可測量，10ˉ610T的交變和恒定磁場。KH稱為霍爾元件的靈敏度，它與元件材料的性質(zhì)與幾何尺寸有關(guān)。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，是因為通電半導(dǎo)體片中的載流子在磁場產(chǎn)生的洛侖茲力的作用下，分別向片子橫向兩側(cè)偏轉(zhuǎn)和積聚，因而形成一個電場，稱作霍爾電場。振蕩器的頻率計算公式為： (21)圖示參數(shù)對應(yīng)的頻率為24KHz，選擇24KHz的超長波頻率是為了減弱土壤對電磁波的影響。 通過以上分析可知，當(dāng)有金屬物靠近通電線圈平面附近時，無論是介質(zhì)磁導(dǎo)率的變化，還是金屬的渦流效應(yīng)均能引起磁感應(yīng)強度B的變化。第1章 分析探測金屬的理論依據(jù)金屬探測器是采用線圈的電磁感應(yīng)原理來探測金屬的。目前，國外雖然已有較為完善的系列產(chǎn)品(如EIPaso、CeiaUSA、Rangeramp。此外，文中還對影響金屬探測器的靈敏度與穩(wěn)定性的因素進行了探討，認為儀器的工作頻率、檢測線圈的尺寸及匝數(shù)等是影響靈敏度的主要因素。在軟件設(shè)計中，采用了數(shù)字濾波技術(shù)消除干擾，提高了探測器的抗干擾能力，確保了系統(tǒng)的準確性。而為了能夠準確判定金屬物品藏匿的位置，就需要金屬探測器具有較高的檢測精度。也可用于探測隱藏于墻內(nèi)、護墻板內(nèi)側(cè)、空洞和土壤中的上述物品和其他金屬物。金屬的電導(dǎo)率σ越大，交變電流的頻率越大，則渦電流強度越大，對原磁場的抑制作用越強。 圖21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 圖22 線圈振蕩電路原理圖 工作過程中，由555定時器構(gòu)成一個多諧振蕩器，產(chǎn)生一頻率為24KHz、占空比為2/3的脈沖信號。如圖26所示，