【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3．1 軟件設(shè)計思想軟件是本系統(tǒng)的靈魂，在設(shè)計軟件中，本文從系統(tǒng)的實用性、可靠性及方便靈活等幾個方面出發(fā)，使程序滿足設(shè)計的功能要求。在一個采樣周期內(nèi)，對信號X的N次測量值進(jìn)行算術(shù)平均，作為時刻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)者對產(chǎn)品質(zhì)量要求日趨嚴(yán)格，再加上多項標(biāo)準(zhǔn)的管制，食品生產(chǎn)制造商必須對產(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的變化基本上不會影響檢測精度，從而使得測設(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A/D轉(zhuǎn)換?；鶞?zhǔn)電壓存放在21HU EQU 22H。采用中斷方式，可大大節(jié)省CPU時間。 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)豎狀開關(guān)逐位逼近寄存器SAR時序于控制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)有八路模擬開關(guān)，可對八路模擬電壓量實現(xiàn)分時轉(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是一個毫伏級的信號，信號十分微弱，所以，再對其進(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）檢測線圈的尺寸對儀器的靈敏度有影響。40多年過去了，金屬探測器經(jīng)歷了幾代探測技術(shù)的變革，從最初的信號模擬技術(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)，金屬探測器簡單的磁場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)引起的探測線圈周圍磁場的變化，提高了檢測精度；處理部件則采用AT89S52單片機(jī)作為檢測和控制核心，對檢測結(jié)果進(jìn)行分析判斷，有效地保證了檢測原理的實施；此外，利用軟件濾波的方法代替了傳統(tǒng)探測器復(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(zhǔn)確性。究其原因，大部分是因為產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)導(dǎo)致相關(guān)質(zhì)量認(rèn)證書拿不到。渦流要產(chǎn)生附加的磁場，與外磁場方向相反，削弱外磁場的變化。Ⅲ.應(yīng)盡量減少線圈與電路之間引線的長度，以減少分布電容，采用屏蔽線減少外界對其干擾。因此，任何引起磁場強(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電路由兩級運(yùn)算放大器組成，第一級運(yùn)放U2B將輸入信號的峰值傳遞到電容C6上，并保持下來。如圖212所示，放大后的電壓信號送入ADC0809的模擬輸入通道IN0進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。當(dāng)探測線圈L1靠近金屬物體時，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，會使探測電感值發(fā)生變化，從而使其周圍的磁場發(fā)生變化，霍爾元件感應(yīng)到該變化的磁場，并使其線性地轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘朥X，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)字濾波及算法說明金屬探測器的噪聲抑制能力是金屬探測器的主要設(shè)計指標(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，金屬探測器依然可按客戶需求進(jìn)行開發(fā)并很好地使用。文中的不足之處，敬請各位老師指正。(4)具有記憶功能，可存儲20種產(chǎn)品的檢測參數(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)，手動設(shè)置檢測參數(shù)；(7)具有報警顯示功能，方便用戶識別不合格產(chǎn)品并及時排除；(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，對環(huán)境及人體無影響[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)存儲器中。ORG 2100H。轉(zhuǎn)主程序ORG 0013H。經(jīng)過數(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)部過流，熱過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經(jīng)電容耦合到前級運(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)換為對地電壓?；魻栯妶霎a(chǎn)生的電場力和洛侖茲力相反，它阻礙載流子繼續(xù)堆積，直到霍爾電場力和洛侖茲力相等[11]。當(dāng)檢測線圈尺寸一定時，則匝數(shù)越少其靈敏度越高。1．3 金屬探測器理論依據(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。1．2 金屬探測器的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢全球第一臺金屬探測器誕生于1960年，最初的金屬探測器主要應(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)計智能金屬探測儀的設(shè)計與實現(xiàn)Design and implementation of intelligent metal detector 學(xué) 生 姓 名專 業(yè)學(xué) 號指 導(dǎo) 教 師學(xué) 院長春理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計摘 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儀的硬件組成、軟件設(shè)計、工作原理及主要功能。隨后于1970年，隨著社會的不斷發(fā)展，金屬探測器被引入一個新的應(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器的雛形，它的出現(xiàn)意味著人類對安全的認(rèn)知已步入了一個新的時代。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，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，將使通電線圈周圍的磁場發(fā)生變化