基于单片机的金属探测器设计

目  录

目  录 I

1 绪  论 1

1.1  前  言 1

1.2  研究状况与发展 1

1.2.1 目前的技术现状 1

1.2.2 金属探测器的发展历史 2

1.3  问题的提出 3

1.4  本课题的主要研究内容与关键技术 3

1.4.1 主要研究内容 3

1.4.2 关键技术 4

2 综  述 5

2.1  单片机的发展概况 5

2.2  单片机的特点及应用 5

2.2.1 单片机的特点 5

2.2.2 单片机应用 6

2.2.3 多机应用 6

2.3  单片机的基本概念 6

2.3.1 单片机的发展 6

2.3.2 单片机的内部结构框图 7

2.3.3 单片机的外部引脚说明 8

2.4  并行输入/输出接口 11

3 金属探测器工作原理 13

3.1  探测金属的理论依据 13

3.2  基本原理框图及介绍 14

3.2.1 差拍式检测电路 14

3.2.2 自激感应式检测电路 15

3.2.3 平衡式检测电路 15

3.2.4 耗能式（功率吸收式）检测电路 17

4 检侧装置的总体方案和硬件组成 18

4.1  检测装置的总体方案 18

4.2  检测装置的硬件组成 19

4.2.1 电容三点式LC正弦振荡器电路 19

4.2.2 信号放大电路 20

4.2.3 施密特触发器进行波形变换 21

4.3  液晶显示模块的设计 22

4.4  中断模块的设计 25

4.5 提高系统稳定性 28

5 软件的设计实现和仿真 30

5.1  检测系统软件的总体设计 30

5.2  频率计算的设计 30

5.2.1 等精度数字测频的工作原理 30

5.2.2 硬件连线图和软件流程图 31

5.3  定时控制 34

5.4  金属探测器的仿真 37

5.4.1 Proteus 6 Professional简介 37

5.4.2 金属探测器的仿真 40

5.5  调试与制作方法 42

6 方法研究及可靠性分析 43

6.1  方法研究及其实现 43

6.2  可靠性分析 43

7 结论与展望 44

致  谢 45

参考文献 46

附录一  电路原理图 47

附录二  PCB板图 48

附录三  源程序代码 49

绪  论

人们习惯上总是认为金属探测器是用来探测枪支和刀具的，它们的外形和基本功能相差无几。金属探测器是一种探测用的电子仪器，金属探测技术推广应用于各个领域。在军事上，利用探测器探测金属地雷；在公安部门，探测随身携带或隐藏的武器及作案工具；在考古方面，可发现埋藏有金属物品的古墓，发现古墓中的金银财宝、首饰和各种硬币；在工程地质中，用于探测地下金属埋设物，管道，管线等；在矿产勘探中用来探测和发现自然金颗粒及金块；工业上可用于在线监测中，如检测棉花，煤炭，和食品中的金属杂物等。