基于單片機(jī)的金屬探測器設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)的金屬探測器設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的金屬探測器常常被應(yīng)用于旅游、探險(xiǎn)、建筑工程等領(lǐng)域，用于尋找地下埋藏的金屬物品。本設(shè)計(jì)的目的就是通過使用單片機(jī)，設(shè)計(jì)一種金屬探測器，能夠檢測到地下的金屬物品，并且通過提示方式讓操作員得知檢測到的金屬物品的性質(zhì)和位置，以方便使用者進(jìn)行定位和挖掘等操作。二、設(shè)計(jì)原理本設(shè)計(jì)的金屬探測器采用了簡單的信號發(fā)生器和基于單片機(jī)的數(shù)字信號處理系統(tǒng)，能夠輸出地下金屬體的位置和性質(zhì)，充分發(fā)揮單片機(jī)高速處理能力的同時(shí)降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本。整個(gè)系統(tǒng)分為兩部分：發(fā)射部分和接收部分。發(fā)射部分：從發(fā)射器中產(chǎn)生一定頻率的振蕩信號，進(jìn)行調(diào)制和放大，通過盤型線圈發(fā)射到地下。接收部分：將回波經(jīng)過接收線圈接收到的信號經(jīng)過放大和處理，輸入單片機(jī)進(jìn)行波形識別和處理。三、硬件設(shè)計(jì)1.選用器件本設(shè)計(jì)所采用的器件有：8880單片機(jī)，LED燈，電池，電位器，電容器，電阻器，晶體振蕩器，接收線圈，發(fā)射線圈。2.電路原理（1）發(fā)射線路原理圖如下圖所示：其中，晶體振蕩器選用的是10.7MHZ的脈沖調(diào)制信號。該信號在放大器的放大下通過成形，變?yōu)?6000赫的激勵(lì)信號，進(jìn)入發(fā)射線圈完成地下信號的發(fā)射。（2）接收線路原理圖如下圖所示：實(shí)現(xiàn)振蕩匹配的方式是調(diào)整板上的100歐姆電位器R8，其大小能夠影響到信號的質(zhì)量。電感和電容選擇的值是根據(jù)系統(tǒng)的調(diào)試和實(shí)際要求做了比較合理的選擇。同時(shí)樹立檢測樓房的信號波形與噪聲波形不一樣，波形比較單一，這是給我們的波形處理帶來了便利。（3）羅技調(diào)節(jié)電路原理圖如下圖所示：四、軟件設(shè)計(jì)1.主要代碼通過編寫單片機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)控制金屬探測器工作的主要內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)在探測到金屬物品后能夠發(fā)出警報(bào)信號，并且在液晶顯示屏上顯示具體位置信息。2.具體步驟（1）設(shè)置端口輸出模式設(shè)定單片機(jī)的端口學(xué)習(xí)，使其可以輸入和輸出具體的信號，在進(jìn)行程序控制的同時(shí)也方便了接口和與硬件的連接。（2）進(jìn)行ADC轉(zhuǎn)換將接收線圈輸入的信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，便于進(jìn)行數(shù)字信號的分析和處理。在調(diào)試的時(shí)候，可以通過波形分析實(shí)現(xiàn)金屬探測器對電磁信號的分析。（3）實(shí)現(xiàn)草根目錄解決主程序通過編寫主程序，實(shí)現(xiàn)金屬探測器整個(gè)工作流程的管理和控制，主要包括信號的輸入和輸出控制、數(shù)字信號分析、液晶屏幕顯示、警報(bào)聲音發(fā)出等。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)過實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和調(diào)試，本設(shè)計(jì)的金屬探測器可以正常使用，在室內(nèi)環(huán)境下探測到了一些常見的金屬物品，并且成功地發(fā)出了警報(bào)聲音和具體位置信息。同時(shí)，通過LCD顯示屏幕，顯示了探測過程和結(jié)果。六、結(jié)論本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)金屬探測的主要功能，具有成本低、易于制造、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)中，金屬探測器能夠成功地檢測到地下埋藏的金屬物品并且完