【正文】 內(nèi)的金屬顆粒，識別瓶罐和金屬瓶，探測墻壁內(nèi)的金屬電線，工業(yè)流水線生產(chǎn)的金屬計數(shù)等。它利用探測器的側(cè)面或另一儀表盤上的燈 光來指示或顯示出人體中金屬物品的近似位置 , 可以用在諸如法庭以及其他不允許發(fā)出聲音的地方 , 雖然關(guān)閉了探測器的音量 ,但它仍能顯示并提醒操作人員何時何處有金屬物品存在。所有這一切都可以遠(yuǎn)距離進(jìn)行操作。其中之一是金屬探測器的網(wǎng)絡(luò)化功能。金屬探測器設(shè)計使用的元件從電子管、晶體管，乃至集成電路到智能化，有了更新?lián)Q代的發(fā)展，其應(yīng)用范圍幾乎擴(kuò)大到各個領(lǐng)域，對工業(yè)生產(chǎn)及人身安全起著重要的作用。工業(yè)上可用于在線監(jiān)測中，如識別斷裂的鉆頭、轉(zhuǎn)速測試、識別瓶罐和蓋子等。當(dāng)傳感器檢測到金屬時，蜂鳴器報警，同時 LCD 顯示已檢測到的金屬個數(shù)。PCF8591 采集系統(tǒng)開機(jī)電壓 U0 和進(jìn)入金屬檢測狀態(tài)時的電壓 U(x)。經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號，送入單片機(jī)處理。電感式接近開關(guān)傳感器是一個 感應(yīng) 金屬物體 的線性器件 ，型號為 LJ18A410Z/BD 的接近開關(guān)在沒有檢測到金屬時會輸出一個電流值，但當(dāng)檢測到金屬時，輸出電流值會發(fā)生變化。 1 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 2021 年 6 月 金屬內(nèi)傷探測器設(shè)計研究 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 吉 林 大 學(xué) 2 金屬內(nèi)傷探測器設(shè)計研究 Research and design of internal metal detector 專 業(yè)： 姓 名： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師 : 職 稱： 中文摘要 I 摘 要 本文是基于單片機(jī) AT89S52，利用電感式接近開關(guān)傳感器 LJ18A410Z/BD設(shè)計一個簡易金屬探測器用于檢測金屬存在并進(jìn)行金屬個數(shù)計數(shù)，包括硬件電路和軟件設(shè)計兩大部分。 硬件電路由傳感器外圍電路和單片機(jī)外圍電路構(gòu)成。傳感器輸出為電流信號，不能直接進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，應(yīng)通過電流電壓轉(zhuǎn)換電路，把傳感器輸出電流信號轉(zhuǎn)換為滿足 A/D 轉(zhuǎn)換器 PCF8591 輸入要求的電壓信號。 軟件設(shè) 計主要包括 A/D 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、 LCD 顯示和報警程序四大模塊。數(shù)據(jù)處理主要完成電壓值的精度轉(zhuǎn)換，要求精確到小數(shù)后第二位；計算 U0 和 U(x)差值，并判斷電壓差值和傳感器預(yù)設(shè)靈敏度是否相等，從而判斷是否檢測到金屬。 關(guān)鍵詞： 金屬檢測；金屬計數(shù)；單片機(jī) AT89S52； A/D 轉(zhuǎn)換器 PCF8591；電感式接近開關(guān) LJ18A410Z/BD 英文摘要 II Abstract In this paper, it is to design a simple metal detector that can count the existing metal numbers on the basis of microcontroller AT89S52 and inductive proximity switch sensor LJ18A410Z/BD, including the design of hardware circuit and software. The design of hardware circuit is made up of the sensor’s peripheral circuit and the microcontroller’s peripheral circuit. Inductive proximity switch is linear device that can induce the existing of metal. LJ18A410Z/BD sensor will output a current without measured object. Until it induces metal, the output current will be changed. Because the output current can not be converted to digital signal directly, current to voltage converting circuit has to be needed, which changes the output current signal of sensor into voltage signal that satisfies the input requirements of analog to digital converter(ADC), the digital signal is sent to microcontroller for processing. The design of software contains four parts which are ADC, date processing, liquid crystal display (LCD) and beep alarming. PCF8591 collects the initial voltage Uo and U(x) .U(x) is the voltage when the sensor is in condition of detecting metal. In the module of data processing it pletes the precision changing of collected voltage and corrects the results to 2 decimal places, meanwhile it calculates the difference between the value of Uo and U(x), then pare the difference value with the sensor’s preestablished precision value to decide whether the sensor has induced metal. The Beeper alarms until detecting metal, at the same time the LCD displays the number of induced metals. Key words: mental detection； metal number counting； microcontroller AT89S52；ADC PCF8591； inductive proximity switch LJ18A410Z/BD 目錄 目 錄 第 1章 緒 論 .................................................... 1 第 2章 金屬探測系統(tǒng)概述 ......................................... 2 整體設(shè)計思路 .............................................. 2 ME500B 單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)介紹 ................................. 3 第 3章 傳感器介紹及硬件電路設(shè)計 ................................. 5 線型接近開關(guān)傳感器 ........................................ 5 線性接近開關(guān)傳感器的分類 ............................. 5 電感式接近開關(guān)工作原理 ............................... 6 傳感器外圍電路設(shè)計 ........................................ 6 電流電壓轉(zhuǎn)換電路 .................................... 6 穩(wěn)壓電路 ............................................ 8 單片機(jī)及其外圍硬件電路設(shè)計 ................................ 9 AT89S52 單片機(jī) ....................................... 9 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ........................................ 12 LCD1602 顯示電路 .................................... 15 BEEP 報警電路 ....................................... 17 本章小結(jié) ................................................. 17 第 4章 軟件設(shè)計 ................................................. 19 WAVE6000 軟件開發(fā)環(huán)境介紹 ................................ 19 軟件設(shè)計整體概述 ......................................... 21 設(shè)計思想 ............................................ 21 目錄 金屬檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計中單片機(jī)端口定義 ................ 22 主 程序 .............................................. 23 A/D 轉(zhuǎn)換程序設(shè)計 ......................................... 24 數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計 ......................................... 26 LCD 顯示程序設(shè)計 ......................................... 28 報警程序設(shè)計 ............................................. 30 本章小結(jié) ................................................. 32 第 5章 結(jié)論 ..................................................... 34 參考文獻(xiàn) ........................................................ 35 致 謝 .......................................................... 36 第 1章 緒論 1 第 1 章 緒 論 金屬探測器是一種能探測金屬用的電子儀器，應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如安檢、汽車、機(jī)械工程、機(jī)器人工業(yè)等。金屬探測器還可以作為開展青少年國防教育和科普活 動的用具 。 當(dāng)今的金屬探測器已經(jīng)出現(xiàn)了兩種最具特色的技術(shù)功能。具備了這種技術(shù) , 人們可以在任何一個地方撥打該金屬探測器 , 對儀器進(jìn)維修 , 分析所通過的人流量 , 并可根據(jù)治安的好壞或威脅的大小 ,調(diào)整金屬探測器的工作靈敏度。另一個技術(shù)進(jìn)步就是分段限時技術(shù)的出現(xiàn)。 本文是設(shè)計一個簡易金屬探測器用于檢測金屬并進(jìn)行金屬個數(shù)計數(shù)。 第 2章 金屬探測系統(tǒng)概述 2 第 2 章 金屬探測系統(tǒng)概述 本文是結(jié)合 ME500B 單片機(jī)綜合開發(fā)系統(tǒng)，設(shè)計一 個簡易金屬探測器用于檢測金屬的存在并實現(xiàn)金屬個數(shù)計數(shù)功能。本設(shè)計結(jié)合ME500B 單片機(jī)綜合開發(fā)系統(tǒng)，搭建電感式接近開關(guān)傳感器外圍電路，包括電流電壓轉(zhuǎn)換電路和穩(wěn)壓電路，并通過軟件編程完成 A/D 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、 LCD顯示和蜂鳴器報警。 A/D 轉(zhuǎn)換器 PCF8591 要求輸入幅值小于等于 5V 的電壓值，故應(yīng)通過電流電壓轉(zhuǎn)換電路，把傳感器輸出的電流 信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。由于系統(tǒng)對電源穩(wěn)定度要求高，故選用三端穩(wěn)壓器 LM781