基于单片机的金属探测器的设计

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1、基于单片机的金属探测器的设计学生： 指导教师：内容摘要：本文着重介绍了一种基于AT89S52单片机控制的智能型金属探测器的硬件组成、软件设计、工作原理及主要功能。该金属探测器以AT89S52单片机为核心，采用线性霍尔元件UGN3503作为传感器，来感应金属涡流效应引起的通电线圈磁场的变化，并将磁场变化转化为电压的变化，单片机测得电压值，并与设定的电压基准值相比较后，决定是否探测到金属。系统软件采用汇编语言编写。在软件设计中，采用了数字滤波技术消除干扰，提高了探测器的抗干扰能力，确保了系统的准确性。此外，文中还对影响金属探测器的灵敏度与稳定性的因素进行了探讨，认为仪器的工作频率、检测线圈的尺寸及

2、匝数等是影响灵敏度的主要因素;而应用现场的环境温度、湿度及线圈的制作工艺和供电电源的稳定程度是仪器稳定性的影响因素。关键词：单片机 金属探测器 线性霍尔元件 电磁感应 灵敏度Design for vending machines PLC system Abstract: This paper describes the composition of hardware and software,working principles and the functions of an intelligent metal detector which mainly consists of AT89S52

3、 Single-Chip Microcomputer and linear Hall-Effect Sensor. The equipment adopts UGN3503U linear hall-effect sensor as probe to detect the magnetic field change of the centre of a search coil resulted from eddy current effect and turn this magnetic field change into voltage change.The Single-Chip Micr

4、ocomputer measures the peak value of voltage and compares it with reference voltage.Then determine whether detect metel or not.In case of detection of a metallic mass,the Metal Detector porvides an acoustical and optical alarm.The systems software adopts the assmbler language to be written.Inside th

5、e software,the digital filter technology is utilized to eliminate the jamming.So the stability of system and measuring veracity are improved.The effect of all factors on sensitivity and stability of Metel Detetor are discussed in this paper.It is concluded that the operating frequency,the size of th

6、e search coil and turns are the main factors effected on the sensitivity of the instrument: the environment temperature and humidity in site,the winding technology of coils and the stability of power supply are the factors effected on stability of instrument.KEY WORDS: Single-Chip Microcomputer meta

7、l detector linear hall-effect sensor electric-magnetic induction sensitivity目 录前 言 .11 分析探测金属的理论根据.21.1 理论描述.21.1.1线圈介质条件变化. .21.1.2 涡流效应.32 硬件电路设计.32.1 系统组成.32.2 硬件电路功能描述.42.2.1 线圈振荡电路.42.2.2 数据采集.52.2.3 A/D转换电路.8 2.2.4 系统控制单元.112.2.5 键盘控制电路.122.2.6 显示报警电路132.2.7 电源电路142.3 整机工作原理描述153 系统软件设计163.1 软

8、件设计思想163.2 数字滤波及算法说明163.3 主程序流程图173.3.1 键盘控制程序设计183.3.2 数字滤波程序设计193.3.3 显示与报警程序设计204 主要技术指标分析.214.1 主要技术指标分析214.4.1 工作频率214.4.2 灵敏度分析214.4.3 稳定性分析225 仿真、调试结果及分析.225.1 仿真、调试目的与内容225.2 仿真结果及分析225.3 试验总结246 结 论.24附 录1： 电路原理图.25附 录2： 各模块程序清单26参考文献 .32基于单片机的金属探测器的设计前 言随着社会的发展金属探测器已经成为一种重要的检查设备，广泛地被应用到社会生

9、活和工业生产当中。比如说在机场、运动会、大型展览会进出口等我们都会看到金属探测器被用来对过往人员进行安全检查排查行李、包裹还可以检测到人体是否携带有刀具、枪支、子弹等安全隐患的物品;在工业生产部门(比如汽车、金银首饰、电子产品等工厂)同样也有使用到金属探测器对出入人员进行检查，从而可以防止贵重的金属物品流失;甚至连考试也开始采用金属探测器检测考生是否利用手机等代金属的通信工具进行作弊。由此可见，当今社会金属探测器对社会生活，生产，人身安全已经有了极其重要的作用。但是要准确定位金属物品准确的所在位置，我们就对金属探测器的精度有比较高的要求。国外已经有较成熟的产品(比如EIPaso、CeiaUSA

10、、Ranger&Metoerx厂家都有类似产品)，但是它们的价格通常都非常昂贵;国内也有利用模拟电路来检测和控制的比较传统一点的金属探测器，它的缺点是电路比较复杂，探测灵敏度也不高，而且整个系统不稳定很受环境因素如温度、湿度、电焊等干扰很大。正是基于这样的原因我给大家介绍这样一个基于单片机控制的智能型金属探测器，灵敏度方面它的传感器采用了灵敏度极高的线性霍尔元件，能检测金属出现时探测线圈周围磁场的变化，这样可以大大的提高检测的精度;数据处理方面采用的是AT89S52单片机作为控制单元，用它来处理检测结果，能有效地保证检测效果;我们还采用了软件滤波的方法而不是已往的模拟电路滤波，这很大程度上提高

11、了整套系统的可靠性、灵敏度和稳定性。这样它就可以适用于检测各种邮件、包裹包括人体携带的各种金属物品，尤其适用于海关、机场、车站等公共场所进出口的安全检查。还可以用来探测土壤中的物品（如地雷）。51 金属探测器的理论根据1.1理论概述金属探测器是采用的线圈的电磁感应原理来进行探测金属的。由电磁感应原理：当金属物体靠近通电线圈平面时，线圈介质条件会发生变化并产生涡流效应。11.1.1介质条件变化当有金属物体接近通电线圈的时候，通电线圈周围的磁场会发生变化，如图1.1.1-1， 图1.1.1-1 设圆形电感线圈半径为R，通过的交变电流I=Imcos wt圈时线圈周围空间会产生交变磁场，由毕奥一萨伐尔

12、定律可以计算出线圈中心轴线上任意一点的磁感应强度： (1.1.1-1)上式当中，=0r，代表介质的磁导率，r代表的是相对磁导率，0代表真空磁导率。2对于紧密缠绕的N匝线圈，线圈中心轴线某一点的磁感应强度可以算出： (1.1.1-2)由上式可得知，当线圈有效探测范围内没有金属物出现时，r=1 (非金属相对磁导率)，线圈中心磁感应强度不会发生变化，线圈有效探测范围内如铁磁性金属出现，r会变大，磁感应强度也会随之变大。1.1.2涡流效应再来说说涡流效应，根据电磁理论可以知道，当金属物体出现在变化的磁场当中，金属导体内形成自行闭合的感应电流，既涡流效应。涡流又会产生附加的磁场与外磁场方向相反，这样就会

13、削弱外磁场变化的速度。正是因为这样，把交流的正弦信号输入空心线圈，交变磁场就会在线圈周围产生电流，线圈当中出现金属时，就会出现涡流磁场同时磁作用又会阻碍磁场变化。越大，交变电流频率也就变得越大，涡电流强度变大，阻碍原有磁场变化。这样我们就可以理解，金属接近通电线圈周围，介质磁导率发生变化和涡流效应同时引起磁感应强度发生改变。对于非铁磁性金属、顺磁体r1，较大，它是导电不导磁的，主要作用是产生涡流效应。基于这个理论，只要找到适合的传感器以感应线圈磁场发生变化，然后把磁信号转变成电信号变化信号，再来实现单片机控制。构建了系统硬件电路。2 硬件电路2.1系统的组成如2.1-1图所示，探测系统用AT8

14、9S528位单片机作控制核心，硬件电路有线圈振荡电路（多谐振荡电路、放大电路、探测线圈、控制电路）等。具体电路原理图参看附录一。多谐震荡 器 图2.1-1 系统结构框图2.2硬件电路功能2.2.1线圈振荡电路图 图2.2.1-1 线圈振荡电路原理图 工作过程中把555定时器作多谐振荡器，以产生频率为24KHz、占空比为2/3的脉冲信号。以下是振荡器频率计算公式： (2.2.1-1)如图参数的频率是24KHz， 24KHz的超长波频率可以减弱土壤对电磁波的影响。多谐振荡器输出正脉冲信号经输入到Q1基极(Q1为125的9013H)，这样就可以使它导通， Q1放大过后，频率稳定度高、功率较大的脉冲信

15、号输入线圈L1线圈里面会产生较大的瞬间电流，这样线圈周围就会产生恒定的交变磁场。在脉冲信号作用下，Q1处于开关工作状态，因为导通时间极短，故它其实是很省电的。2.2.2数据采集分析a) 线性霍尔传感器 选用UGN3503U线性霍尔传感器，用来检测通电线圈Ll周围的磁场有没有发生变化。UGN3503U主要功能可以将磁场强度信号线性地转化成电压信号。功能框图输出特性如图2.2.2-1与图2.2.2-2。3 图2.2.2-1 UGN3503功能框图 图2.2.2-2 UGN350磁电转换特性曲线图依据霍尔效应制成霍尔元件。如图2.2.2-3: 图2.2.2-3 霍尔效应原理 半导体薄片两端通以电流I

16、再加与其表面垂直的磁场B，在薄片两侧就会出现电压，如图2-7 UH, 这就是所谓的霍尔效应。它的产生是因为通电半导体片中的载流子在磁场产生的洛仑兹力，分别向片子横向两侧积聚，形成霍尔电场。它所产生的电场力和洛仑兹力方向刚好相反阻碍载流子的堆积当霍尔电场力和洛仑兹力大小相等时，片子两侧建立起了一个稳定的电压既霍尔电压UH。霍尔电压UH可用下式表示： UH=RHIB/d （2.2.2-1）式中RH-霍尔常数； I电流； B是磁感应强度； d代表霍尔元件厚度假设KH=RH/d(vAwbm)，那么： UH=KHIB (V) (2.2.2-2)由此我们便可以知道电压的大小与正比控制电流I和磁感应强度B。

17、KH是霍尔元件灵敏度。在外加电压源电压一定时，通过的电流是恒值，输出电压只和加在霍尔元件上的磁场大小成正比如下： UH=KB (V) (2.2.2-3)K=KHI是常数。任何引起磁场强度变化的物理量也会引起霍尔输出电压发生变化。据这个原理将霍尔元件做成各种探头固定在工作系统的适当位置，就可以检测到工作磁场，然后根据霍尔输出电压的变化提取检测到的信息，线性霍尔元件的基本根据就是这样的。这次设计中采用线性霍尔传感器UGN3503U它将高增益线性差分放大器和射极跟随器集成在一个半导体基片上，为用户提供外电压源驱动、使用方便的磁敏传感器。它的磁电转换特性曲线如图2-6所示，其输出电压和加在霍尔元件上的

18、磁感强度B大小成比例。它的灵敏度典型值为13.5mV/mT，静态输出电压为2.5V，输出电阻为0.05K，采用mini-SIP封装形式。它可以测量，106-10T的磁场。在测量磁场时，将元件的第一脚接在5V的电源上，再把第二脚接地，第三脚用来接高输入阻抗(10K)电压表，在通电后，将电路放在被测磁场中，由于霍尔器件只对垂直于霍尔片表面的磁感应强度敏感，就一定要让磁力线垂直于电路的表面，没有磁场时，静态输出电压等于电源电压的一半，当外加磁场的南极靠近器件标志面，刚会导致输出电压比静态输出电压高。 b) 放大和峰值检波电路分析峰值检测电路由两级运算放大器组成，第一级运放U2B将输入信号的峰值传递到

19、电容C6，并保持下来第二级运放U2C组成缓冲放大器，它可以氢输出与电容隔开。为了获得优良的传输性能和保持性能，有效地利用LM324的资源，减少使用元器件的数量，还可以使成本减少。图2.2.2-4 LM324外形 和LM324引脚排列2.2.3 A/D转换电路分析这里选用经济实用的ADC0809型A/D转换器实现模数转换。ADC0809芯片内部结构还有工作时序示如图2.2.3-3和图2.2.3-4所示。 图 2.2.3-3 ADC0809芯片内部结构图 图 2.2.3-4 ADC0809工作时序图 ADC0809A/D转换器是8位逐次逼近型的，它片内有八路模拟开关，能对八路模拟电压进行分时转换，

20、转换速度可以达到100s(10千次/秒)。地址锁存允许信号ALE=1，3位地址把信号A、B、C送入地址锁存器，选择8路模拟量中的一路来作A/D变换。 图2.2.3-5 A/D转换电路图图2.2.2-6 74LS163引脚2.2.4系统控制单元分析AT89S52是一个低功耗，高性能的8位单片机，它的片内含8K Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度,非易失性存储，兼容标准MCS-51指令系统、80C51引脚结构，芯片内还集成通用ISP Flash存储单元和8位中央处理器。 图 2.2.4-1 AT89S52引脚 图2.2.4-2 AT8

21、9S52片内结构2.2.5键盘控制电路 键盘是一组按键的集合，它是最常用的单片机输入设备。操作人员可以通过键盘输入数据或命令，实现简单的人-机通信。按键是一种常开型按钮开关。常态时，按键的两个触点处于断开状态，按下键时他们才闭合。键盘控制电路如图2.2.5-1所示，灵敏度是可调的，K1键作为功能键设置灵敏度U，K2和K3分别作为加1，减1键来调节灵敏度，K4是确定键，当K4键按下时，灵敏度值确定。图2.2.5-1 键盘控制电路2.2.6显示报警电路 AT89S52的串行口RXD和TXD为一全双工串行通信口，但在工作方式0下可作同步移位寄存器用，其数据由RXD（P3.0）端输出或输入；而同步移位

22、时钟由TXD（P3.1）端串行输出，在同步时钟作用下，实现由串行到并行的数据通信。在不需要使用串行通信的场合，利用串行口加外围芯片74HC164就可构成一个或多个并行输入/输出口，用于显示器LED驱动。单片机中通常使用7段LED构成字型“8”，另外，还有一个小数点发光二极管，以显示数字、符号及小数点。当键盘控制部分各键按下时，LED显示相对应灵敏度数值，显示电路如图2.2.6-1。一旦发现金属出现，则被测物理量超限由单片机I/O口P1.0输出信号驱动发光二极管发光报警，P1.6触发无源蜂鸣器用声报警提醒检测人员注意，进行必要的定位搜身检查，报警电路如图2.2.6-2所示。图2.2.6-1 显示

23、电路图2.2.6-2 报警电路2.2.7电源电路介绍如图2.2.6-2电源供电是板内稳压电源和9V电池共同组成的。电路板内是三端稳压集成电路块LM7805作板内元器件来供电的。LM7805三端正稳压器有热过载内部过流和输出晶体管安全区保护的功能，它可以将9VDC的输入电压转换为+5V电压，这时它的最大输出电流为0.5A，保证板内AT89S52、555定时器、ADC0809等芯片和元件可靠工作。2.3整机工作原理工作的时候由555定时器作多谐振荡器产生一个频率为24KHz脉冲信号，再经缓冲和放大过后，形成频率稳定度比较高、功率较大过后的脉冲信号输入探测线圈里面，通电的线圈周围产生磁场，固定在线圈

24、L1中心的霍尔元件UGN3503U就会感应到线圈周围的磁场，同时再把磁场强度信号线性地转变成电压信号。图2.2.7-1 电源电路图3 系统软件介绍3.1软件设计思路软件是系统的灵魂所在，本文从系统可靠性、实用性及方便灵活几个方面考虑，程序既满足设计的功能要求。整个系统的软件包括了主程序、外部中断服务程序、数字滤波程序等若干个子程序。软件程序是用汇编语言来编写的采用模块化设计，使程序结构清晰，这样还可以便于以后可以进一步扩展系统功能。3.2数字滤波金属探测器的噪声抑制能力是它的主要设计指标。在采集电压时经常会有各种瞬时干扰，而采用硬件滤波存在硬件电路复杂这些问题，所以在设计中我采用算术平均滤波的

25、方法。用软件代替了硬件这就省去了复杂的硬件，这样还能够得到较好而精确的效果。10一个采样周期里，信号X的N次测量值进行算术平均就是K的输出x(k)， （3.2-1）上式中N代表采样次数，xi代表第i次的采样的数值。显然当N越大，信号平滑度就越高，灵敏度则会随着降低，在这次设计中要求较高的灵敏度，所以N取值最好不要太大，我们设N=6，这样设定是因为在汇编中做计算是非常麻烦的，取6个数，去掉最大值和最小值后，取平均值除4，计算机的内部计算采用的是二进制，而二进制每除以一个2，就是是向右移了一次。12所以出于计算方便考虑，我就选择了6个数，在最后算除法的时候，用单片机自带的右移位功能命令移2次这样就

26、可以了。3.3主程序流程图如下a) 程序流程图见下页图3.3-1 所示。b) 程序附录2 (初始化子程序和中断服务)13图3.3-1 主程序流程图3.3.1键盘控制程序设计3.3.1.1程序流程图如图3.3.1.2-1所示。3.3.1.2键盘扫描控制程序清单(附录2)。图3.3.1.2-1 键盘控制流程图3.3.2数字滤波程序设计假设一个采样周期内，对通道0连续采样了6次，然后把最大最小值都去掉，再把剩余的数值累加求算术平均值得到本周期采样值。存入到内部RAM以30H为首址。其中，R2寄存器用来存放最大值，R3寄存器存用来放最小值，R4寄存器用来存放累加和，R0则存放连续采样次数。a) 程序的

27、流程图，如图3.3.2-1。b) 数字滤波程序清单（附录2）。图3.3.2-1 数字滤波流程图3.3.3显示与报警程序设计a) 程序流程图如图3.3.3-1所示。b) 显示报警程序（附录2）。图3.3.3-1 显示报警流程图4 主要技术指标分析4.1主要技术指标分析金属探测器的工作频率、灵敏度和稳定性是仪器的主要技术指标。4.4.1工作频率为24KHz，选择24KHz的超长波频率是为了减弱土壤对电磁波的影响。4.4.2灵敏度分析由公式(l.1.1-2)即： (1.1.1-2)可知：（1）检测线圈的尺寸也对仪器的灵敏度有一定的影响。探测器的灵敏度和探测线圈的尺寸大小是有关系的，尺寸大就是探测面积

28、大，那么线圈中心磁场强度就低，在靠近线圈绕组附近磁场则强度较高，霍尔元件固定在了线圈的中心，为了确保通过的磁通量，探测线圈的尺寸不能太大，具体尺寸需要通过实验来确定。（2）检测线圈的匝数对仪器的灵敏度也有影响。当检测线圈尺寸是一定的时，则匝数越少它的灵敏度就越高。但为了保证通过霍尔元件的磁通量，匝数的减少只能是有限的，也需要通过试验来确定最终的匝数。4.4.3稳定性分析（1）环境温度变化，仪器元件参数也会随之改变，影响仪器工作的稳定。（2）还有应尽量减少线圈与电路之间引线长度，这样可以减少分布电容，我们采用了屏蔽线减少外界对它的干扰。5 仿真、调试结果及分析5.1 仿真、调试目的与内容仿真调试

29、的内容是要把程序修改正确，使编译能够通过，而且还要用Proteus仿真软件中的一些功能来查看程序所实现的功能是否能够和预期的功能相符合。需要反复调试，直到能够实现预期结果为止。本次设计是在仿真软件Keil C51来进行编译和调试的。5.2 仿真结果及分析本次设计的仿真结果如下所述：a) 线性霍尔传感器调试结果及分析外加磁场的南极靠近器件标志面时R/mT 300 200 100输出电压（V） 2.1 2.3 2.8外加磁场的北极靠近器件标志面时 R/mT 100 200 300 输出电压（V） 4.3 4.8 5.1线性霍尔传感器部分的调试结果基本是真确的，但由于外部环境的影响及硬件设备的不良等

30、因素，调试过程中遇到了一些问题，模拟出的结果存在一定的误差，经过多次采样，我尽量使结果与理论值得差值缩小，达到了预期的结果。b) 振荡电路调试结果及分析振荡电路输出的是一方波，可以读出占空比和输出脉冲的频率，其仿真结果如图5.2-1所示图5.2-1 多谐输出从调试的结果中可以读出T1的值为：0.028ms,T2的值为：0.014ms。输出频率等于23.573KHZ，而理论上输出脉冲的频率是24KHZ，从读出的结果可以看出与理论值有一定的误差，这是由于调试过程中如环境、仪器设备等因素造成的，虽然结果有误差，但基本上是正确的，说明多谐振荡器部分电路是正确的。c) 显示部分仿真结果及分析显示部分显示

31、的数据是设定的灵敏度值，当按下各键盘部分各个键时，在显示电路部分显示相对应的数据，显示结果如图5.2-2所示。 初始状态 加1显示值 加15显示值 减11显示值图5.2-2 显示值经过多次试验和从显示的值可以看出仿真结果基本正确，由于绘制电路中出现了一些问题，仿真过程中出现了显示模糊、不稳定等一些问题，但最终还是得到了比较理想的显示数据。d) 蜂鸣器显示结果及分析从P1.6口接出来的蜂鸣器电路用来发出探测到金属时的报警信号，由于电路搭接的不理想，蜂鸣器的叫声不是很理想，但结果基本上是正确的。5.3 试验总结 综上所述，在仿真调试过程中虽然遇到了一些问题，但是经过分析改正最终成功调试出了多谐振荡

32、电路的输出、数据采集电路的输出、显示部分的显示值和蜂鸣声等结果。但是还存在一些问题，如数码管显示器显示数字时有些闪烁不定，多谐振荡电路输出脉冲的不稳定等。 总的来说还时比较成功的。6 结 论本设计首先介绍了探测金属的理论依据，当有金属靠近通电线圈平面附近时将发生线圈介质条件的变化和涡流效应两个现象，根据电磁感应原理来设计金属探测器。硬件电路的设计有两部分，一部分是线圈振荡电路，包括了：多谐振荡电路、放大电路还有探测线圈;另一部分是控制电路，包括了：线性霍尔元件、前置放大电路、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，这些电路将磁场强度信

33、号变为电压信号，然后进行电压信号的拾取，放大等功能。软件设计方面，对于系统实用性、可靠性还有方便灵活等几个方面，使程序满足设计的功能要求。整个系统的软件包括了主程序、一个外部中断服务程序、数字滤波程序、比较判断子程序及发光报警等若干个子程序，是采用汇编语言编写的。最后还分析了设计中的主要技术指标，包括金属探测器的工作频率（12KHZ），灵敏度（包括：检测线圈的尺寸对仪器灵敏度的影响和匝数对灵敏度的影响）以及稳定性等技术指标。附 录1: 电路原理图附 录2: 各模块程序清单a初始化子程序21ADPORT EQU 7FF8HU EQU 20HU0 EQU 21HU EQU 22HORG 0000H

34、LJMP MAINORG 0013HLJMP INT1ORG 0020HMAIN：MOV SP，#60MOV 20H，#NMOV R7，#FFH ; R7=1111111MOV 21H，00HMOV 22H，00HMOV Rl， #3OHRET;ADC0809通道0地址;灵敏度存放在20H;基准电压存放在21H;差值存放在22H;主程序起始地址;转主程序;INT1中断服务程序入口;转NITI中断服务程序;设置堆栈指针;放入灵敏度值(设灵敏度值为N);初始化读数标志;21H单元清零;22H单元清零;R1为缓冲区数据地址指针，送数据缓冲区首址; b中断服务程序AD: SETB IT1SETB EA

35、SETB EX1MOV DPTR, #ADPORTMOV A #00HMOV R5，AMOVX DPTR，ACJNE R7，#00H，$LOOP: NOPAJMP LOOPORG 2100HNIT1:PUSH PSWPUSH APUSH DPLPUSH DPHMOV DPTR，#7FF8HMOVX A，DTPRMOV R5，ALCALL FILTERMOV A #00HMOVX DPTR，AMOV R7，#00HPOP DPH;当ADC0809的EOC输出电平上跳沿触发中断1;打开总中断开关(片内中断允许寄存器IE.7=EA);允许外中断1中断;数据指针指向通道顶0通道;启动A/D转换;中断服

36、务程序入口;数据指针指向通道IN0;把该通道的A/D转换结果读到累加器A中;将A/D结果存入R5 ;调用数字滤波程序;再次启动刀D转换;置读数标志;POP DPLPOP APOP PSWRETIc.键盘扫描控制程序KEY: MOV P1,#0FFH MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH; JZ KEY LCALL D-10ms MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH JZ KEY MOV B,A; MOV A,P1; CPL A ANL A,#0FHKEY1: JNZ KEY1 LCACC D-10ms MOV A,B JB ACC.0,PKEY1 JB ACC.1,

37、PKEY2 JB ACC.2,PKEY3 JB ACC.3,PKEY4EKEY: RETPKEY1:LCALL K1 RET;中断返回;P1口为输入,各位应先置位为高电平;读取按键状态;取正逻辑,高电平表示有键按下;A=0时无键按下,重新扫描键盘;有键按下时延时去抖动;读取按键状态;取正逻辑,高电平表示有键按下;再判别是否有键按下;A=0时无键按下,重新扫描键盘;有键按下时,键值送B暂存;判别按键释放;按键未释放,等待;释放,延时去抖动;取键值送A;K1按转PKEY1;K1命令处理程序PKEY2:LCALL K2RET PKEY3:LCALL K4 RETK1: MOV P1,U; MOV A

38、,P1; RETK2: MOV P1,U; MOV A,P1; INC A RETK3: MOV P1, U; MOV A,P1; DEC A RET K4: MOV P1, U; MOV A,P1; JZ KEY SETB A RETD-10ms:MOV R7,#10HDS1: MOV R6,#0FFH;DS2: DJNZ R6,DS2 DJNZ R7,DS1 RET;10ms延时子程序 d数字滤波程序FILTER: CLR AMOV R2, AMOV R4， AMOV R3, #3FHMOV R1, #30HMOV R0, #06HDAV1: ADD A, R4MOV R4, ACLR C

39、MOV A, R2SBBB A, R5JNC DAV2MOV A, R5MOV R2, ADAV2: CLR CMOV A，R5SBBB A，R3JNC DAV3MOV A, R5MOV R3, ADAV3: DJNZ R0, DAV1CLR CMOV A，R4SBBB A，R2SBBB A，R3;R2、R4清0;置最小值初态;置数据区首地址;置连续采样次数N=6;累加输入值;累加和放入R4;清进位标志;取最大值;最大值一输入值;输入值(R2) ?;更新最大值;取A/D结果;与最小值比较;判断输入值(R3),则转到DAV3);更新最小值;判断N-1=0? (若输入值介于最大,最小值之间,且R0

40、-1不等于0时转至DAV1);N个数减去最大最小;CLR CRRC AMOVX R1，ANIC R1RETe显示与报警程序DISPLAY:SETB P3.0MOV A,P3JB ACC.1,DIS1JB ACC.2,DIS2JB ACC.3,DIS3JB ACC.4,DIS4LCALL DELAYCLR P3.0AJAMP DISPLAYDIS1: MOV P3,A; MOV A,U; RETDIS2: MOV P3,A; INC A MOV A, U+1; RETDIS3: MOV P3,A; DEC A MOV A,U-1; RET;将算术平均值存入以30H为首址的RAM缓冲单元中;修改数

41、据区指针DIS4: MOV P3,A; SETB A RETALARM:SETB P1.6LCALL DELAYCLR P1.6AJAMP ALARMDELAY: MOV R5，#FFHD1: MOV R6，#FFHD2: DJNZ R6，D2DJNZ R5，D1RENEND27参考文献:1 周省三：电磁场基本教程,高等教育出版社,2003,P2-P112 程守洙、江之水：普通物理学2,高等教育出版社,2001,P2-P12 3 3503 RATIOMETRIC LINEAR HALL-EFFECT SENSORSCoPyright1985，2002 Allegro Mieorsystems，

42、InC，P7-P174 涂有瑞：霍尔传感元器件及其应用，电子元器件应用，高等教育出版社，2002 ，Vol.4 No.3 53-57，P2-P155 减春华：电子线路设计与应用，高等教育出版社，2004，P5-P206 蔡明生：电子设计，高等教育出版社，2003，P10-P307 何立民：单片机应用系统设计，北京航空航天大学出版社，2004，P24-P348 吴金戌、沈庆阳、郭庭吉：8051单片机实践与应用，清华大学出版社，2004，P28-P329 张毅刚、彭喜元、姜守达等：新编MCS-51单片机应用设计，哈尔滨工业大学出版社，2001，P29-P3310 李全利、迟荣强：单片机原理及接口技术，高等教育出版社，2003，P25-P34