【正文】 63邏輯功能表 輸入 輸出功能描述/CLEAR /LOADClockEnableQD QC QB QA COEp Er 1 11 1計(jì)數(shù) 1 0 D3 D2 D1 D0 —數(shù)據(jù)置入 0 0 0 0 0 清零 01 1 1 1 12．4 系統(tǒng)控制單元采用AT89S52單片機(jī)。第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3．1 軟件設(shè)計(jì)思想軟件是本系統(tǒng)的靈魂，在設(shè)計(jì)軟件中，本文從系統(tǒng)的實(shí)用性、可靠性及方便靈活等幾個(gè)方面出發(fā)，使程序滿足設(shè)計(jì)的功能要求。在一個(gè)采樣周期內(nèi)，對(duì)信號(hào)X的N次測(cè)量值進(jìn)行算術(shù)平均，作為時(shí)刻K的輸出X(k)，即式（31） (31)其中N為采樣次數(shù)，Xi為第i次的采樣值。3．4．2 中斷服務(wù)程序AD:SET B1 T1。 調(diào)用數(shù)字濾波程序MOV A 00H。 置數(shù)據(jù)區(qū)首地址MOV R0,06H。CLR C。另在食品工業(yè)中隨著消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求日趨嚴(yán)格，再加上多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的管制，食品生產(chǎn)制造商必須對(duì)產(chǎn)品做出品質(zhì)的保證。衷心感謝我的導(dǎo)師林杰老師。電路的工作頻率和模擬部分的工作點(diǎn)的變化基本上不會(huì)影響檢測(cè)精度，從而使得測(cè)設(shè)備具有良好的靈敏性和可靠性。最大值輸入值JNC DAV2。POP PSW。啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。基準(zhǔn)電壓存放在21HU EQU 22H。采用中斷方式，可大大節(jié)省CPU時(shí)間。 圖214 AT89S52片內(nèi)結(jié)構(gòu)圖2．5 顯示警告電路一旦發(fā)現(xiàn)金屬出現(xiàn)，則被測(cè)物理量超限由單片機(jī)I/，進(jìn)行必要的定位搜身檢查。比較器A/DVREF()8路模擬開(kāi)關(guān)地址鎖存記譯碼三態(tài)輸出寄存器電阻網(wǎng)絡(luò)豎狀開(kāi)關(guān)逐位逼近寄存器SAR時(shí)序于控制STARTEOCCLKOED7D0IN7IN0ADDCADDBADDAALEVREF(+)圖210 ADC0809芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖211 ADC0809的工作時(shí)序ADC0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)有八路模擬開(kāi)關(guān)，可對(duì)八路模擬電壓量實(shí)現(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換速度為100μs(即10千次/秒)。2．3．2 放大和峰值檢波電路由于UGN3503U線性霍爾元件采集到的電壓信號(hào)是一個(gè)毫伏級(jí)的信號(hào)，信號(hào)十分微弱，所以，再對(duì)其進(jìn)行處理前，首先要進(jìn)行放大。 圖24 UGN3503U的功能框圖 圖25 UGN3503U的磁電轉(zhuǎn)換特性曲線霍爾元件是依據(jù)霍爾效應(yīng)制成的器件。2．靈敏度分析 由公式(12)即： 可知：（1）檢測(cè)線圈的尺寸對(duì)儀器的靈敏度有影響。40多年過(guò)去了，金屬探測(cè)器經(jīng)歷了幾代探測(cè)技術(shù)的變革，從最初的信號(hào)模擬技術(shù)到連續(xù)波技術(shù)直到今天所使用的數(shù)字脈沖技術(shù)，金屬探測(cè)器簡(jiǎn)單的磁場(chǎng)切割原理被引入多種科學(xué)技術(shù)成果。本文介紹的基于單片機(jī)控制的智能型金屬探測(cè)器，采用靈敏度極高的線性霍爾元件作為傳感器，感應(yīng)由于金屬出現(xiàn)引起的探測(cè)線圈周圍磁場(chǎng)的變化，提高了檢測(cè)精度；處理部件則采用AT89S52單片機(jī)作為檢測(cè)和控制核心，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析判斷，有效地保證了檢測(cè)原理的實(shí)施；此外，利用軟件濾波的方法代替了傳統(tǒng)探測(cè)器復(fù)雜的模擬電路器件，大大提高了系統(tǒng)的可靠性、靈敏度和抗干擾性。在軟件設(shè)計(jì)中，采用了數(shù)字濾波技術(shù)消除干擾，提高了探測(cè)器的抗干擾能力，確保了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。究其原因，大部分是因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)導(dǎo)致相關(guān)質(zhì)量認(rèn)證書(shū)拿不到。渦流要產(chǎn)生附加的磁場(chǎng)，與外磁場(chǎng)方向相反，削弱外磁場(chǎng)的變化。Ⅲ.應(yīng)盡量減少線圈與電路之間引線的長(zhǎng)度，以減少分布電容，采用屏蔽線減少外界對(duì)其干擾。因此，任何引起磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的物理量都將引起霍爾輸出電壓的變化。圖29 數(shù)據(jù)采集電路原理圖峰值檢測(cè)電路由兩級(jí)運(yùn)算放大器組成，第一級(jí)運(yùn)放U2B將輸入信號(hào)的峰值傳遞到電容C6上，并保持下來(lái)。如圖212所示，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。當(dāng)探測(cè)線圈L1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)，并使其線性地轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)UX，該變化的電壓經(jīng)放大電路、峰值檢波電路后，得到相應(yīng)的0V~5V的峰值輸出電壓UX，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，輸入到CPU，由CPU完成UX與基準(zhǔn)電壓UO的比較，二者比較|UXUO|得到一個(gè)差值，此差值與預(yù)設(shè)的靈敏度△U再作比較。3．2 數(shù)字濾波及算法說(shuō)明金屬探測(cè)器的噪聲抑制能力是金屬探測(cè)器的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)。R7=11111111，初始化讀數(shù)標(biāo)志 MOV 21H,00H。數(shù)據(jù)指針指向通道IN0MOVX A， DPTR。MOV R4, A。判斷N1=0?(若輸入CLR C 介于最大，最小值之間，且R0 1≠0時(shí)轉(zhuǎn)至DA V1)MOV A, R4。它們提供了更強(qiáng)的性能、更高的靈敏度與處理能力，現(xiàn)在即使在極為苛求應(yīng)用當(dāng)中，金屬探測(cè)器依然可按客戶需求進(jìn)行開(kāi)發(fā)并很好地使用。文中的不足之處，敬請(qǐng)各位老師指正。(4)具有記憶功能，可存儲(chǔ)20種產(chǎn)品的檢測(cè)參數(shù)；(5)能夠進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié)，操作方便，運(yùn)行可靠，檢測(cè)靈敏度可達(dá)到的指標(biāo)為；(6)能夠進(jìn)行相位調(diào)節(jié)，手動(dòng)設(shè)置檢測(cè)參數(shù)；(7)具有報(bào)警顯示功能，方便用戶識(shí)別不合格產(chǎn)品并及時(shí)排除；(8)符合HACCP認(rèn)證，采用不銹鋼殼體及專門的固化技術(shù)，設(shè)備穩(wěn)定性好，對(duì)環(huán)境及人體無(wú)影響[23]。更新最大值DAV2:CLR CMOV A, R5。存入內(nèi)部RAM以30H為首址的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。ORG 2100H。轉(zhuǎn)主程序ORG 0013H。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)軟件濾波之后將其存放在單片機(jī)RAM 21H中，作為基準(zhǔn)電壓Uo。LM7805三端正穩(wěn)壓器具有內(nèi)部過(guò)流，熱過(guò)載和輸出晶體管安全區(qū)保護(hù)功能，可將9VDC的輸入電壓轉(zhuǎn)換為 +5V電壓， A，保證板內(nèi)555定時(shí)器、UGN3503U、AT89S5ADC0809等芯片和元件可靠地工作。ADC0809片內(nèi)有三態(tài)輸出緩沖器，可直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連接，這里將它的數(shù)據(jù)輸出口直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線P0口相連接，AT89S52的P0口作為數(shù)據(jù)總線，又作為低8位地址總線。 圖27 LM324引腳圖 圖28 LM324外觀圖如圖29所示，UGN3503U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的同相輸入端，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?；魻栯妶?chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)力和洛侖茲力相反，它阻礙載流子繼續(xù)堆積，直到霍爾電場(chǎng)力和洛侖茲力相等[11]。當(dāng)檢測(cè)線圈尺寸一定時(shí)，則匝數(shù)越少其靈敏度越高。1．3 金屬探測(cè)器理論依據(jù)金屬探測(cè)器是采用線圈的電磁感應(yīng)原理來(lái)探測(cè)金屬的。1．2 金屬探測(cè)器的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)全球第一臺(tái)金屬探測(cè)器誕生于1960年，最初的金屬探測(cè)器主要應(yīng)用于工礦企業(yè)，其為檢查礦產(chǎn)純度和提高效益的得力幫手。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)智能金屬探測(cè)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)Design and implementation of intelligent metal detector 學(xué) 生 姓 名專 業(yè)學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 教 師學(xué) 院長(zhǎng)春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要本文著重介紹了一種基于AT89S52單片機(jī)控制的智能金屬探測(cè)儀的硬件組成、軟件設(shè)計(jì)、工作原理及主要功能。隨后于1970年，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，金屬探測(cè)器被引入一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域—安全檢查，其廣泛運(yùn)用于民航、公安、緝私和邊防等領(lǐng)域，也就是今天我們所使用的金屬探測(cè)器的雛形，它的出現(xiàn)意味著人類對(duì)安全的認(rèn)知已步入了一個(gè)新的時(shí)代。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)有金屬物靠近通電線圈平面附近時(shí)，將發(fā)生如下現(xiàn)象和效應(yīng)[3]；圖11 通電線圈工作示意圖（1）線圈介質(zhì)條件的變化：當(dāng)金屬物接近通電線圈時(shí)，將使通電線圈周圍的磁場(chǎng)發(fā)生變化