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1、金属探测器作为一种最重要的安全检查设备，广泛地应用于社会生活和工业生产的诸多领域。为了能够准确判定金属物品藏匿的位置,就需要金属探测器具有较高的检测精度。采用灵敏度极高的线性霍尔元件作为传感器，感应山于金属出现引起的探测线圈周围磁场的变化,提高了检测精度,处理部件采用AT89S52单片机作为控制核心，对检测结果进行分析判断，适用于对邮件、行李、包裹及人体夹带的伤害性金属物品（刀具、枪械、武器部件、弹药和金属包装的炸药等）的检测，可用于海关、机场、车站、码头的安全检查，也可用于探测隐藏于墙内、护墙板内侧、空洞和土壤中的上述物品和其
2、他金属物。1系统设计根据电磁理论，当金属物体被置于变化的磁场中时，金属导体内就会产生自行闭合的感应电流,这就是金加的涡流效应。涡流要产生附加的磁场，与外磁场方向相反，削弱外磁场的变化。据此将一交流止弦信号接入绕在骨架上的空心线圈上,流过线圈的电流会在周围产生交变磁场,当将金屈靠近线圈时，金属产牛的涡流磁场的去磁作丿IJ会削弱线圈磁场的变化。金属的电导率越人，交变电流的频率越人，则涡电流强度越人，对原磁场的抑制作用越强。故当有金属物靠近通电线圈平面附近时，无论是介质磁导率的变化，还是金属的涡流效应均能引起磁感应强度B的变化。整个探
3、测系统以AT89S52作为控制核心，其硬件电路分为两个部分，一•部分作为线圈振荡电路，包括:多谐振荡电路，放大电路和探测线圈;另一部分为控制电路，包括:UGN3503型现行霍尔传感器，前放大电路,峰值检波电路,ADC0809模数转换器,AT89S52单片机,LED显示电路，声音报警电路及电源电路等。系统框图如图1所示。2主要模块硬件电路设计2.1线圈震荡电路由555构成一个多谐振荡器，产住一频率为24KHz脉冲信号，电路如图2所示。选择24KHz的超长波频率是为了减弱土壤对电磁波的影响。从多谐振荡器输出的匸脉冲信号经过电容C8输
4、出到Q1的基极，使其导通，经Q1放大后，就形成了频率稳定度高、功率较大的脉冲信号输入到探测线圈L1中,在线圈内产牛•瞬时较强的电流，从而使线圈周围产牛恒定的交变磁场。由于在脉冲信号作用下,Q1处于开关工作状态，而导通时间又非常短,所以非常省电，可以利用9V电池供电。2.2放大和峰值检波电路山于UGN35O3N线性崔尔传感器采集到的电压信号是一个很小的电信号，故在对其处理而要进行放犬。设计中信号放大电路采用输入阻抗高、漂移较小、共模抑制比高的集成放大器LM324o如图3所示,UGN3503线性霍尔传感器输出的微弱信号经电容耦合到前
5、级运算放人器U2A的同相输入端，运算放大器U2A把霍尔传感器的电压转换为对地电压。在电路设计中运放LM324采用5V单电源供电，对于不同强度的信号均对通过调节前级放大电路的反馈电位器W1开改变放人倍数。经前级运算放人器放人的信号经耦合电容C2输入到后级峰值检波器中。采用组容耦合的方法可以使前后级的电路的静态工作点保持独立，隔离各级静态Z间的相互影响，使得电路总漂移不会太大。峰值检波电路由两级运算放大器纽成，笫一级运放U2B将输入信号的峰值传递到电容C6上,并保持下来。第二级运放U2C组成缓冲放大器，将输出与电容隔离开来，在设计中
6、，为了获得优良的保持性能和传输性能，采用LM324。当输入电压V12上升时,V02电压跟随上升，使二极管D4、D5导通,D3截止，运放U2B工作在深度负反馈状态,给电容C6充电,Vc上升。当输入电压V12下降时,V02电压跟随下降,D3导通，运放U2B工作在深度负反馈状态，深度负反馈保证了二极管D4、D5可靠截止,Vc值得以保持。当V12再次上升时,V02在次上升使D4、D5导通,D3截［匕再次对电容C6充电（Vc高于前次充电电压）,V12下降时,D4、D5乂截止,D3导通,Vc将峰时再次得以保持。输出V0反应Vc的大小，通过峰
7、值检波和后级缓冲放大电路,将采集到的微弱电压信号放大至Ov〜5V的直流电平,以满足A/D转换器ADC0809所要求的输入电压变化范围。2.3A/D转换电路如图4所示,输出的电压信号送入ADC0809的模拟输入通道IN0进行A/D转换，将P2.7（地址总线的A15）作为片选信号,由AT89S52的写信号WR和P2.7控制ADC0809的地址锁存ALE和转换启动START,当ADCO8O9的START启动信号输入端为高电平时,A/D开始转换，在吋钟的控制下，一位一位的逼近，比较器一次次进行比较，转换结束时，送出转换信号EOC,并将8
8、位数字最D7至DO锁存到输出缓冲器。AT89S52的读信号RD端发出一个输出允许命令输入到ADC0809的ENABLE』卩OE端）,ENABLE（即OE端）呈现高电平,用以打开三态输出锁存器,AT89S52从ADC0809读取相应点位数字量，然后存入数据缓冲器屮
