【正文】 的變化轉變成電信號的變化，從而實現單片機的控制。整個探測系統以8位單片機AT89S52作為控制核心,其硬件電路分為兩個部分,一部分為線圈振蕩電路,包括:多諧振蕩電路、放大電路和探測線圈。. 系統結構塊圖在工作過程中，由555定時器構成的多諧振蕩器產生一個頻率為24KHz的脈沖信號經過緩沖和放大之后，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生磁場，此時，固定在線圈中心的霍爾元件UGN3503U就會感應到線圈周圍的磁場，并將磁場強度信號線性地轉變成電壓信號。此后，以該電壓信號作為基準電壓，與A/D轉換器采集到的電壓信號進行比較判斷。當然，大小的設定決定著系統精度的高低。 第三章 硬件電路設計硬件控制電路包括兩個部分，一部分線圈振蕩電路,包括:多諧振蕩電路、放大電路和探測線圈。 系統組成框圖 電路原理圖 線圈振蕩電路原理圖工作過程中，由555定時器構成一個多諧振蕩器，產生一個頻率為24KHZ、占空比為2/3的脈沖信號。從多諧振蕩器輸出的正脈沖信號經過電容輸入到的基極（為125的9013H),使其導通，經放大之后，就形成了頻率穩(wěn)定度高、功率較大的脈沖信號輸入到人、探測線圈中，在線圈內產生瞬間較強的電流，從而使線圈周圍產生恒定的交變磁場。 數據采集電路原理圖（1）線性霍爾傳感器（linear HallEffect Sensors）在電路設計中，選用了美國公司生產的UGN3503U線性霍爾傳感器，來檢測通電線圈周圍的磁場變化。. UGN3503的功能框圖 UGN3503U的磁電轉換特性曲線霍爾元件是依據霍爾效應制成的器件。 這種現象的產生的洛倫茲力的作用下，分別向片子橫向兩側偏轉和積聚，因而形成一個電場，稱作霍爾電場。稱為霍爾元件的靈敏度，它與元件材料的性質與幾何尺寸有關。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。（1） 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，在對其進行處理前，首先要進行放大。LM324是四運放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝。如圖所示，UGN3503線性霍爾元件輸出的微弱信號經電容耦合到前級運算放大器U2A的相同輸入端，運算放大器U2A把霍爾元件感應到的電壓轉換為對地電壓。經前級運算放大器放大的信號經耦合電容輸入到后級峰值檢波電路中。峰值檢波電路由兩級運算放大器組成，第一級運放U2B將輸入信號的峰值傳遞到電容上，并保持下來。在設計中，為了獲得優(yōu)良的保持性能和傳輸性能，同樣采用了輸入阻抗高、響應速度較快、跟隨精度較好的運算放大器LM324，這樣可有效地利用LM324的資源，減少使用元器件的數量，降低了成本。當輸入電壓下降時，跟隨下降，導通，U2B也工作在深度負反饋狀態(tài)，深度負反饋保證了二極管、可靠截止，值得以保持。輸出反映的大小，通過峰值檢波和后級緩沖放大電路，將采集到的微弱信號放大至0V~5V的直流電平，以滿足A/D轉換器ADC0809所要求的輸入電壓變換范圍，然后通過A/D轉換電路將檢測到的峰值轉化成數字量。 ADC0809的芯片內部結構 ADC0809的工作時序ADC0809是8位逐次逼近型A/D轉換器，片內有八路模擬開關，可對八路模擬電壓量實現分時轉換，轉換速度為100(即10千次/秒)。本設計中只使用通道INO，所以，地址譯碼器ABC直接地址為000，采用線選法尋址。ADC0809的片內沒有時鐘，時鐘信號必須由外部提供，這里利用AT89S52提供的地址鎖存允許信號ALE經計數器74LS163構成的4分頻器分頻獲得。ADC0809的模擬輸入范圍：單極性0~5V,設計中采用+5V單電源供電。（地址總線的A15）作為片選信號，當ADC0809的START啟動信號輸入端為高電平時，A/D開始轉換，在時鐘的控制下，一位一位地逼近，比較器一次次進行比較，轉換結束時，送出轉換結束信號EOC(低到高)，并將8位數字量鎖存到輸出緩存器 。(AT89S52簡介)采用AT89S52單片機。AT89S62片內結構具有如下特點：40個引腳，8K Bytes Flash片內程序存儲器，256 bytes的隨機存取數據存儲器(RAM)，32個外部雙向輸入/輸出(I/O)口，看門狗定時(WDT)電路，2個數據指針，3個16位可編程定時計數器，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個全雙工串行通信口，片內時鐘振蕩器?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM、定時計數器、串行口及外中斷系統可繼續(xù)工作，掉電模式凍結振蕩器而保存RAM的數據，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。其引腳圖如下： AT89S52的引腳圖 AT89S52片內結構VCC : 電源GND: 地P0：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下，P0具有內部上拉電阻。程序校驗時，需要外部上拉電阻。對P1 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。此外，（）和時器/計數器2的觸發(fā)輸入（）。P2：P2 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅動4 個TTL 邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在這種應用中，P2 口使用很強的內部上拉發(fā)送1。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。對P3 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用。RST: 復位輸入?？撮T狗計時完成后，RST 腳輸出96 個晶振周期的高電平。DISRTO默認狀態(tài)下，復位高電平有效。在flash編程時，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。然而，特別強調，在每次訪問外部數據存儲器時，ALE脈沖將會跳過。這一位置 “1”，ALE 僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時有效。這個ALE 使能標志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。當AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數據存儲器時，PSEN將不被激活。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。片上沒有定義的地址是不能用的。用戶不應該給這些未定義的地址寫入數據“1”。定時器2寄存器：寄存器T2CON 和T2MOD 包含定時器2 的控制位和狀態(tài)位，寄存器對RCAP2H和RCAP2L是定時器2的捕捉/自動重載寄存器。雙數據指針寄存器：為了更有利于訪問內部和外部數據存儲器，系統提供了兩路16位數據指針寄存器：位于SFR中82H~83H的DP0和位于84H～85。用戶應該在訪問數據指針寄存器前先初始化DPS至合理的值。上電期間POF置“1”。存儲器結構MCS51器件有單獨的程序存儲器和數據存儲器。程序存儲器：如果EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲器開始。數據存儲器：AT89S52 有256 字節(jié)片內數據存儲器。也就是說高128字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。直接尋址方式訪問特殊功能寄存器（SFR）。WDT 由13位計數器和特殊功能寄存器中的看門狗定時器復位存儲器（WDTRST）構成。當WDT激活后，晶振工作，WDT在每個機器周期都會增加。除了復位（硬件復位或WDT溢出復位），沒有辦法停止WDT工作。WDT使用：為了激活WDT，用戶必須向WDTRST寄存器（地址為0A6H的SFR）依次寫入0E1H和0E1H。當計數達到8191(1FFFH)時，13 位計數器將會溢出，這將會復位器件。為了復位WDT，用戶必須向WDTRST 寫入01EH 和0E1H（WDTRST 是只讀寄存器）。當WDT 計數器溢出時，將給RST 引腳產生一個復位脈沖輸出，這個復位脈沖持續(xù)96個晶振周期（TOSC），其中TOSC=1/FOSC。掉電和空閑方式下的WDT：在掉電模式下，晶振停止工作，這意味這WDT也停止了工作。有兩種方式可以離開掉電模式：硬件復位或通過一個激活的外部中斷。通過中斷退出掉電模式的情形有很大的不同。當中斷拉高后，執(zhí)行中斷服務程序。這就意味著WDT 應該在中斷