地雷探测仪（毕业论文） -(5)

第三章 硬件电路的设计

图3-10 显示电路图

本设计中采用的元器件74HC164是高速硅门 CMOS 器件，与低功耗肖特基型 TTL (LSTTL) 器件的引脚兼容。74HC164是 8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。数据通过两个输入端（DSA 或 DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，不能悬空。时钟 (CP) 每次由低变高时，数据右移一位，输入到 Q0， Q0 是两个数据输入端（DSA 和 DSB）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。主复位 (MR) 输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。元器件74HC164的引脚图如图3-11，引脚的功能表如表3-12：

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第三章 硬件电路的设计

图3-11 74HC164引脚图

图3-11 74HC164引脚功能表

3.6 报警电路的设计 (1)蜂鸣器报警电路的设计

蜂鸣器报警电路包括一个三极管、一个蜂鸣器、一个续流二极管和一个电源滤波电容。当检测到金属地雷时，被测物理量由单片机I/O口P1.6输出信号驱动蜂鸣器报警。蜂鸣器报警电路如图3-12：

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第三章 硬件电路的设计

图3-12 蜂鸣器报警电路

（2）LED报警电路的设计

LED报警电路由一个二极管和一个保护电阻组成，当检测到金属地雷时，被测物理量由单片机I/O口P1.0输出信号驱动LED发光。LED报警电路如图3-13：

图3-13 报警电路图

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第三章 硬件电路的设计

3.7 电源电路的设计

电路中需要9V和5V两个不同的电源供电，其中数据采集电路需要9V电源，而其他电路需要5V电源。所以本次设计的电源电路需要该项要求。本次设计中的电源电路包括LM7805元器件，纽扣电池，和一些电容组成。电源电路如图3-14：

图3-14电源电路图

电路中纽扣电池提供9V电压，负责给数据采集电路供电。电路板内采用三端稳压集成电路块LM7805为板内其他元器件供电。LM7805三端正稳压器具有内部过流、热过载和输出晶体管安全区保护功能，可将9V的输入电压转换为+5V电压，最大输出电流0.5A，保证板内555定时器、UGN3503U、AT89S52、ADC0809等芯片和元件可靠地工作。

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第四章 系统软件设计

第四章 系统软件设计

4.1 软件设计思想

在设计软件中，本文从系统的实用性、可靠性及方便灵活等几个方面出发，使程序满足设计的功能要求。整个系统的软件包括主程序、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。软件采用汇编语言编写，并采用模块化设计，使程序结构清晰，便于今后进一步扩展系统的功能。

主程序初始化以后置位AT89C52的中断控制位EA，使CPU开放中断。然后通过检测RAM中数值的值来判断是否采集基准电压U0，如果未采集过U0，则启动ADC0809对NIO通道的模拟输入量进行A/D转换。在电路设计中，ADC0809的EOC端通过反相器接AT89C52的NIT1端，作为中断申请。当A/D转换完毕后，ADC0809的EOC端向AT89C52的INT1的返向端送入一个中断申请信号，AT89C52接此信号后响应中断请求，中断服务程序进行压栈，读取来自ADC0809数据输出口的8位数字量，并将数字量储存到单片机RAM中，然后启动ADC0809的下一次转换。经过数据软件滤波之后将其存放在单片机RAM 中，作为基准电压U0。[9]

灵敏度△U的值被存放在单片机RAM中。在检测过程中，将A/D转换器采集到的电压信号经数据软件滤波后存入内部RAM中，然后将此数据Ux二和基准电压U0进行比较，二者差值U存放在单片机ARM中。而后再通过判据算法将此差值U与灵敏度△U进行比较，以确定是否报警键盘控制电路各键控制灵敏度的值，并在显示电路部分显示按键后的对应数值。 4.2 数字滤波及其算法

探测器的主要设计指标是噪声的抑制能力。为了避免采集电压量时经常碰到的各种瞬时干扰，本设计中采用算术平均滤波法，即在一次电压量的采集中，在很短的时间内对它进行N次采集，将它转换为数字量后求和，分析出N次输入中的最大值和最小值，然后减去最大值和最小值，除以(N-2)得到平均值的方法，完成一次数据采集的软件滤波。因为灵敏度的要求和计算方便，本设计中选择了N=6。用软件代替硬件，从而省去了复杂的硬件，而且能够取得好而精确的效果。

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