金属物体探测定位器设计与制作

-题目金属物体探测定位器设计与制作摘要该设计系统以单片机MSP430F149单片机为控制核心，由LDC1000电感传感器探测目标物体，通过比较无目标物体处和有目标物体处传感器的返回值来确定目标物体的位置。通过LM298电机驱动模块驱动小车轮子转动，使小车可以行进，步进电机控制探杆进行扫描，从而实现了固定在探杆上的LDC1000电感传感器探测并定位目标物体的功能，采用以稳压模块为核心的电源电路为系统供电。这个课题题采用的电路很简单，算法是合理的。通过实际生产和测试，完全满足所有要求的基本部分和发挥部分，效果很好。关键词：MSP430F149；AY-LDC1000；金属探测器-i-AbstractThisdesignsystemwiththesinglechipMSP430F149MCUasthecore,byLDC1000inductancesensordetecttargetobjects,throughcomparingthetargetobjectandhasatargetobjectinsensorlessreturnvaluestodeterminethelocationofthetargetobject.DrivethecarwheelsrotatethroughLM298motordrivermodule,makethecarcantravel,scanningsheathmaterialofsteppermotorcontrol,soastorealizethefixedonthesheathmaterialLDC1000inductancesensordetectionandlocalizationoftargetfunctionoftheobject,USESthevoltageregulatormoduleasthecoreofthepowersupplycircuitforpowersupplysystem.Thistopicinthecircuitissimple,thealgorithmisreasonable.Throughtheactualproductionandtest,fullymeetalltherequirementsofthesubjectbasicpartandplayapart,theeffectisverygood.Keywords:MSP430F149;AY-LDC1000;metaldetector-ii-目录前言.3第1章绪论.4第1.1节金属探测器的发展.4第1.2节金属探测器的应用.4第2章系统分析.5第2.1节课题要求.5第2.2节系统方案.5第2.3节方案描述.6第3章系统的硬件设计.8第3.1节单片机.8第3.2节电机驱动模块LM298.14第3.3节12864液晶显示模块.17第3.4节蜂鸣器电路设计.19第3.5节AY-LDC1000.19第4章系统的程序设计.22第4.1节主程序设计.22第4.2节数据采集程序设计.23第4.3节12864液晶显示程序设计.24第5章系统测试.26第5.1节硬件调试.26第5.2节软件调试.26第5.3节测试及结果.26结论.28参考文献.29致谢.30第0页前言听到金属探测器，人们会联想到探索地雷的探测器，工程师们用它来检测埋起来的地雷。金属探测器实际上是一种电子仪器，可以应用于各个领域。在军事领域,金属探测器是用来检测金属地雷的；在公安部领域，检测携带或隐藏武器和犯罪工具；在考古领域，用于探测古墓里的金属物体，可以发现坟墓里的金银财宝，金银首饰，各种各样的硬币；在工程领域，用于探测地下埋的金属管线，管道等等；在矿产勘查领域中，用来发现自然小金颗粒和金块；在工业领域，可以用于在线监测，如去除棉、煤炭、食品和金属杂质。金属探测器也可以用作开展国防教育和科普活动的设备，当然也可以作为一个有趣的娱乐玩具。本系统中的LDC1000是世界上第一个电感数字传感器，低功耗，小包装，成本低的特点，SPI接口可以很容易地连接单片机,只需要外部接一个PCB线圈或自制的线圈可以实现非接触式感应线圈检测。LDC1000电感检测并不意味着测试线圈电感量，而是可以测试外部金属和与LDC1000连接的测试线圈空间位置关系。利用LDC1000这个特性配以外部设计的金属物体即可很方便实现：水平或垂直距离检测；角度检测；位移检测；运动检测；振动检测；金属成分检测（合金检测)。可以广泛应用在汽车、消费电子、计算机、工业、通信和医疗领域。第1页第1章绪论第1.1节金属探测器的发展世界上第一个金属探测器诞生于1960年，当时最初的金属探测器主要应用在矿物企业上，因为它可以检查矿物的纯度，从而提高效益。随后在1970年，金属探测器才被逐渐应用在安全检查领域内。由于安全事故的频发，政府利用金属探测器来检查旅客的行李，以便检查出里面的危险物品，以及随身携带的危险物品，这样可以大大降低危险事故的发生率。一个产品可以带动一个产业的发展，由于这个熟悉又陌生的金属探测器进入了安检领域，所以在世界各地都出现了许多金属探测器制造商，让金属探测产业蓬勃发展。但是在我们国内使用的金属探测器有大约80%是从国外引进的。当然国内也有很多金属探测器制造商，但是为什么国内生产的金属探测器在市场应用上只占了很小的比例呢？是因为无论在性能，质量或者其他属性上，国内生产的金属探测器远远比不上国外的，往往是因为国内的许多制造商为了降低成本，偷工减料，使生产出来的金属探测器性能不如国外的。后来发展了80年代，由于监狱暴力事件的频发，所以金属探测器也被应用到了监管监狱犯人，这种应用受到了很多西方国家的重视，例如美国，英国，德国等。后来西方又流行起了“寻宝”热，这就促进了金属探测器的快速发展。再后来，到了90年代，很多电子产品生产公司经常发生产品流失事件，为了减产产品的流失，金属探测器又被应用与监察和管理公司员工的行为，从而使金属探测器又有了一个新的功能防盗。大约几十年过去了，金属探测器已经经历了无数次的变革，也已经扩展到了更多的领域，按照这样的发展趋势，金属探测器一定会成为人们必不可少的工具的。第1.2节金属探测器的应用现在金属探测器已经被广泛应用于食品、矿物检查、防盗、纺织、安检等领域，使金属探测器的发展越来越快。而现在金属探测器已经出现了X射线系列，就是它可以很快的找到隐藏在食物中的金属杂质，并定位它的位置。在军事领域，工兵还可用它来排查金属地雷，这是军事领域必不可少的一个方面。食物是人们必不可少的一种资源，而食物的安全性也应该受到我们的重视，因为俗话说“病从口入”嘛！这就要求我们在食物的生产过程中就要严格把关，有些食物生产上会把金属杂质混合到食物中，这对人们是有很大坏处的，这个时候金属探测器就可以第2页起到很重要的作用了，所以金属探测器是食物质量检测的重要工具。第3页第2章系统分析第2.1节课题要求2.1.1.任务设计并制作一个可自主移动的金属物体探测定位器（以下简称探测器），可探测置于玻璃板下的金属物体并给出定位指示。该探测器需采用TI公司LDC1000电感/数字转换器评估板（AY-LDC1000）作为金属物体探头，探头上应有定位指针，以给出明显定位指示。探头可在水平放置的玻璃板上移动。用直径2（mm）的铁丝围成约50cm50cm的正方形闭合框作为探测区边界置于玻璃板下。2.1.2.要求(1)、在探测区域内某处（距探测边界5cm）玻璃下放置一枚直径约19mm的镀镍钢芯1角硬币（第五套人民币的1角硬币）。探头能从“探头进入区”一侧任意指定位置和方向自行进入探测区（铁丝框包围区域）。通过探测，定位指针应指在硬币边沿之内，探测定位速度越快越好，且探测定位总时间应不超过2分钟。完成定位时给出声-光指示，此后探头不得再移动。(2)、将1角硬币更换成直径约25mm的镀镍钢芯1元硬币（第五套人民币1元硬币），重复要求（1）的探测过程。定位完成后，定位指针与硬币圆心之间的定位误差应控制在5mm以；探测定位速度越快越好，探测定位总时间不应超过2分钟。完成定位时给出声-光指示，此后探头不得再移动。(3)、将硬币改为自制圆铁环（用2铁丝绕制），铁环外直径4cm。重复要求（1）的探测过程，应使定位指针尽可能指向铁环圆心，定位误差应玻璃板下铁丝方框玻璃板下金属物体探测环境示意图无色透明普通玻璃板或有机玻璃板探头进入区50cm50cm控制在5mm以内；完成定位时给出声-光指示，此后探头不得再移动，探测定位总时间应不超过3分钟。第2.2节系统方案2.2.1.机械构架方案为了准确实现金属探测器可自主移动，金属物体探测定位装置的移动方式是整个设计的基础，它对整个系统的工作尤为重要。经过反复论证对比，本系统中金属物体探测定位装置采用步进电机带动LDC1000传感器进行扫描，在保证系统稳定的前提下简化了系统结构，提高了扫描速度，同时有效的降低了制作成本。步进电机固定在小车上旋转扫描：第4页将一个步进电机固定在小车上，探杆一端固定在该电机上，以电机为中心，做圆弧线运动，旋转角度范围为0180。LDC1000传感器固定在前端，可通过步进电机旋转从而带动传感器在水平面玻璃板上做旋转扫描，探杆每次旋转过180，小车行进一点，然后探杆又继续旋转，探杆每旋转4次，若未发现目标，则小车向左方旋转一个角度，继续扫描，依此循环传感器采集信息传给单片机，单片机迅速作出判断，从而避免错误指示。步进电机固定在小车上及小车自主移动运动可实现传感器扫描检测，从而定位玻璃板上的一点，当定位指针指定在硬币（或铁圈）边沿之内，单片机发出指令，迅速进行声报警指示。系统结构如图2-1所示。图2-1旋转扫描结构图2.2.2.电机选择方案在上述机械架构方案三中，对于导轨小车正常高效运动，电机的选择至关重要。电机的种类有很多，在智能小车制作中用得最多的是步进电机、舵机、和直流电机，根据不同选择，选择合适的电机。小车的一定选用两个直流电机。选用步进电机带动探杆的旋转。步进电机可以转换电脉冲信号成角位移，脉冲信号的频率和脉冲数决定电机速度和停止的位置，而不受负载变化的影响，因此，不但控制精度高，而且简单可靠。要使步进电机可以立即启动或停止，必须让负载不超过步进电机可以提供的动态转矩值。第2.3节方案描述根据题目的要求，设计任务是通过使用TI公司生产的LDC1000传感器进行电感检测来判断待检测金属的位置并进行声报警指示。为了完成上述功能，将整个系统设计为三第5页个基本模块，电机控制模块，扫描检测与信号采集模块和定位显示模块，其中电机控制模块由稳压电源电路，L298驱动模块，光耦隔离电路三部分组成，扫描检测与信号采集模块由步进电机、探杆构成的扫描载体和LDC1000传感器构成的金属物体探头组成，定位显示模块包括声报警电路。整个系统的总体框图如图2-2所示：MSP430F149单片机L298驱动小车LDC1000传感器探杆连接图2-2系统总体框图本系统核心模块是扫描检测与信号采集模块，机械构架的稳定性决定了金属物体探头采集信号的精确度，采用固定在小车上的步进电机和可以移动的小车进行旋转扫描的机械结构具有很好的稳定性，结构和控制算法相对较为简单。第6页第3章系统的硬件设计第3.1节单片机3.1.1.主控芯片MSP430F149介绍MSP430F149是一种新型的混合信号处理器，采用了德州仪器(TexasInstruments)公司最新的低功耗技术(0.1400p的工作电流)，它将一个很大的外围模块集成到芯片，特别适用于单片系统的开发和设计。MSP430F149单片机有如下特性：(1)、电压、低功耗。它的工作电压3.3V,等待方式下电流是当前1.3wA,在RAM中保持密切的工作下工作电流只有0.1A。(2)、12位模拟转换器(ADC12),精度高。(3)、大容量的存储空间。闪存方面包括60k随机存储器、只读存储器和2k等。(4)、两个通道串行通信接口。(5)、硬件乘法器。乘数是独立的CPU的乘法操作,同时提高乘法速度增加的CPU利用率。(6)、系统中串行编程。通过模拟器下载程序,并通过特殊的软件来监控过程和单片机的工作状态,使程序调试很方便。3.1.2.单片机引脚图第7页图3-1MSP430F149引脚图(1)、58脚RST/NMI为复位引脚（低电平有效）。(2)、1脚DVCC，63脚DVSS为数字电源接口。(3)、64脚AVCC，62脚AVSS为模拟电源接口。(4)、注意：MSP430系列单片机的供电电压为1.8V3.6V。(5)、说明：在MSP430小系统中数字电源地与模拟电源地必须通过0欧电阻连接起来以防止数字电路产生的高频信号对模拟电路造成影响。(6)、29脚SIMO0，30脚SOMI0，31脚UCLK0的第二功能为MSP430F149两路SPI通讯接口中的第一路。(7)、45脚SIMO1，46脚SOMI1，47脚UCLK1的第二功能为MSP430F149两路SPI通讯接口中的第二路。(8)、49脚的第二功能为MSP430F149SCLK（子系统时钟）的输出端。(9)、50脚的第二功能为MSP430F149单片机ACLK（辅系统时钟）的输出端。(10)、59脚TA0，60脚TA1，61脚TA2，2脚A3，3脚A4，4脚A5，5脚第8页A6，6脚A7的第二功能为8路的内部12位ADC模拟电压输入端口。(11)、54脚TDO/TDI，55脚TDI/TCLK，56脚TMS，57脚TCK为JTAG接口（同时拥有仿真器和编程器的功能），用于下载程序并实现硬件在线仿真。3.1.3.单片机最小系统的设计MSP430F149单片机的最小系统由单片机电源电路、复位电路、时钟电路和JTAG接口电路组成。(1)、单片机电源电路设计单片机电源电路设计是单片机硬件系统的首要问题。单片机电源电路设计的基础是单片机芯片及其外围接口电路的供电要求。一般电源电压为+3.3V。MSP430由于里面有A/D转换模块，需要对数字电源和模拟电源分别供电，并且钽电容和磁盘电容器并联方式作为电源连接接地点的旁路电容，很大程度减少噪声的影响，提高供电质量和A/D转换精度。将反向并联的二极管对接入模拟地和数字地之间，以消除低于700mV的电压差。或者将一个0的电阻接在模拟地和数字地之间，减少模拟地对数字地带来的噪声干扰，让单片机能够稳定工作。，因此，一般的单片机系统都是采用集成供电系统提供电源供电，这些集成电路供电系统称之为“电源管理芯片”等。常用的+5V转+3.3V电源管理芯片：TI公司的TPS7133、TPS7233；NS公司的LP2980等。其中NS公司的LP2980AIM5-3.3被广泛应用，因为体积小、功耗低、稳定性好。(2)、复位电路设计复位电路设计是单片机系统的不可或缺的部分。,复位电路设计是第一要求，确保整个应用系统的可靠性，第二个要具有抗干扰能力。如图3-2所示的RC复位电路可以实现上面所说的基本功能，但该电路解决不了电源毛刺和电源缓慢下降（电池电压不足）等问题，而且调整RC常数改变延时会令驱动能力变差。图3-3所示的复位电路增加了二极管，在电源电压瞬间下降时使电容迅速放电，一定宽度的电源毛刺也令系统可靠复位。第9页图3-2RC复位电路图3-3增加二极管的RC复位电路由于MSP430系列单片机都有片内看门狗定时器能够实现看门狗功能。因此MSP430系列单片机只需要提供上电复位和按键手动复位即可。常用的主要有MAX809、MAX810等。(3)、时钟电路设计单片机的时钟作为基准的工作，时钟电路用于提供单片机时钟信号电路。时钟电路的稳定运行是单片机系统稳定运行的基础。时钟电路设计在单片机系统的设计是一个重要组成部分。(4)、JTAG接口电路设计通过JTAG联合测试行动小组是一种国际标准测试协议，它主要用于测试芯片内部。现在,通过JTAG接口通常是用来实现在线编程ISP(在系统可编程)，比如闪存设备编程，第10页通过JTAG编程，在传统生产过程预排程序的芯片，然后装上，这个过程是首先设备固定在电路板，再通过JTAG编程，从而加快施工进度。MSP430系列单片机硬件系统调试应在模拟器和调试计算机通过并行电缆或USB电缆之间的连接，在模拟器和单片机之间通过JTAG电缆来连接，如图3-4所示。上位机（IAR）仿真软件JTAG仿真器MSP430单片机并口线或USB线JTAG连接线图3-4MSP430单片机仿真器连接JTAG连接器中各引脚信号的含义如表3-1所列。表3-1JTAG连接器信号含义信号名称引脚序号含义仿真器状态设备状态TDO1JTAG数据从目标CPU输出输入（I）输出（O）VCC2目标CPU供电电源，可以通过此引脚用仿真器给目标CPU供电输出（O）输入（I）TDI3JTAG数据输入到目标CPU输出（O）输入（I）Vsense4目标电压监视，管理目标CPU电压输入（I）输出（O）TMS5目标输入模式设置输出（O）输入（I）TCK7JTAG时钟信号输出（O）输入（I）TEST8模式选择信号输出（O）输入（I）GND9接地RESET11目标CPU复位信号输出（O）输入（I）NC6,10,12,13,14无连接MSP430的JTAG接口电路很简单，只需要将相应的信号与单片机中对应的引脚连起来即可。MSP430的仿真器有并口仿真器和USB仿真器。其中并口仿真器电路较为简单，也可以自己制作。第3.2节电机驱动模块LM2983.2.1.电动小车的组成(1)、一个电动小车运行的整体性能，由它的电源模块和电机驱动模块决定。(2)、电机驱动模块可以驱动小车轮子转动，小车可以行进。(3)、电源模块：顾名思义，就是为真个系统提供电源动力支持的部分。第11页3.2.2.电机部分(1)、电动小车的驱动系统包括控制器、功率变换器及电动机三个主要部分。(2)、电动汽车驱动不仅要求电机驱动系统具有转矩重量比,速度范围内,高可靠性,而且电源功率影响点击转矩-转速特性,这就需要高效的驱动面积尽可能大。(3)、我们使用一般为直流电机,主要用于永磁直流电机、私人服务器和三种步进电机。直流电机控制简单,性能优越,直流电源很容易实现。(4)、直流电机驱动和控制需要一个驱动电机驱动芯片。常用的电机驱动芯片L297/298、MC33886ML4428等等。3.2.3.L298驱动芯片L298N是SGS公司的产品，内部逻辑驱动器电路包括四个频道。是一种专用马达驱动器两个和四个阶段，其中包含两个H桥建造类型高电压大电流驱动，接受标准TTL逻辑电平信号，可以驱动电动机在46V，2A以下。其实物及引脚图如下所示：第12页图3-5实物图图3-6管脚图表3-2L298的逻辑功能IN1IN2ENA电机状态XX0停止101顺时针011逆时针000停止110停止(1)、L298有两个电源逻辑电源和电力电源方式，分别在上面的图6v电源逻第13页辑，12v电源。阁下访问连接电源,J6访问权,为J1和J2，分别为输入端单片机控制两个电机，分别J3和J5两电机连接到阴极。(2)、ENA,ENB直接访问逻辑6v电源，电动机动作状态，可使控制电动机运行状态只能通过j-1和J2两个接口。(3)、因为汽车是一个线圈，我们使用从运行状态突然停止状态和状态的突然转换从顺时针逆时针方向将形成一个反向电流大，家里到二极管电路的作用是当电流生成阶段，放电，保护芯片的安全。第3.3节12864液晶显示模块液晶显示模块概述：12864液晶显示模块可以显示汉字和图形内置8192字(16x16点阵),128个字符(8x16点阵)和64x256点阵显示RAM(GDRAM)。主要技术参数和显示特性:电源：VDD3.3V5V(内置升压电路，无需负压)；显示内容：128列64行；显示颜色：黄绿；显示角度：6：00钟直视；LCD类型：STN；与MCU接口：8位或4位并行/3位串行；配置LED背光；多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等；逻辑工作电压(VDD)：4.55.5V；电源地(GND)：0V；工作温度(Ta)：060(常温)/-2075（宽温）。12864有20接口引脚引脚说明如表3-3所示。表3-312864引脚说明引脚信号名称说明1CS1#U1片选。2CS2#U2片选。3VSS电源地。4VDD电源输入（+5V）。5VO液晶显示对比度调节。6DI数据输入。第14页引脚信号名称说明7R/W读写选择。R/W=1,读状态；R/W=0，写状态。8E读写使能。9-16D0-D7数据总线。17RST液晶模组复位。RST#=L，复位。18VEE液晶驱动电源。19VLED+LED电源正（5.0V）。第3.4节蜂鸣器电路设计打开和关闭蜂鸣器用于其内部线圈电流不断,引起蜂鸣器的振动膜,导致空气的振动发出声音,不同的频率可以控制不同的语气蜂鸣器的正极接到Q1的集电极C上面，蜂鸣器负极接地，三极管发射极E极接电源VCC，基极B经过电阻R1后由单片机的P10引脚控制。三极管Q1起开关作用，当P10输出高电平时，三极管T1截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当P10输出低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。图3-7蜂鸣器电路图第3.5节AY-LDC10003.5.1.LDC1000简介LDC1000是世界上第一个电感数字传感器，低功耗，小包装，成本低的特点，SPI接口可以很容易地连接单片机,只需要外部接一个PCB线圈或自制的线圈可以实现非接触式感应线圈检测。LDC1000电感检测并不意味着测试线圈电感量，而是可以测试外部金属和与LDC1000连接的测试线圈空间位置关系。利用LDC1000这个特性配以外部设计的金属物体即可很方便实现：水平或垂直距离第15页检测；角度检测；位移检测；运动检测；振动检测；金属成分检测（合金检测）。可以广泛应用在汽车、消费电子、计算机、工业、通信和医疗领域。3.5.2.单片机连接LDC1000LDC-1000与MCU的连接原理图如图3-16所示。采用了四线制SPI连接方式，信号线的具体定义表3-4所示。MCU通过SPI连接（SDI、SDO、SCLK、CSB）实现对LDC-1000的控制，以及数据读取。在SPI通信过程中，LDC-1000扮演从机（Slave）的角色。(1)、使用MSP430F149控制LDC1000表3-4LDC0000与MSP430F419接口LDC1000接口MSP430F149接口MCU接口说明SDOP4.2/UCB1SOMIMISOSPI数据输出SDIP4.1/USB1SIMOMOSISPI数据输入SCLKP4.3/UCB1CLKSCLKSPI时钟信号CSBP4.0/UCB1STEGPIO从设备使能信号INTP1.2INT/GPIO中断接口TBCLKP1.0/ACLKTIMER/AuxCLK频率计数时钟频率VIO3V3供电接口+5V5VGNDGNDNAP7.0第16页第4章系统的程序设计第4.1节主程序设计4.1.1.开发工具介绍程序的开发采用IAREmbeddedWorkbenchforMSP430这个软件。IAREmbeddedWorkbenchforMSP430由全球领先的嵌入式系统开发工具和服务的供应商IARSYSTEM开发，是MSP430系列单片机的集成开发环境,它包括项目管理、编辑、C/C+编译器和ARM汇编器,连接器,XLINK和支持C-间谍RTOS调试工具。EWARM的环境下可以使用C/C+和汇编语言容易嵌入式应用程序开发。比较其他开发环境，IAREmbeddedWorkbenchforMSP430具有入门容易、使用方便和代码紧凑等特点。目前IAREmbeddedWorkbenchforMSP430的最新版本是5.51，但是更新了许可证管理程序,目前还没有注册机可用,于是我换用了5.50版。4.1.2.主程序框图软件流程图如图4-1所示：第17页开始12864显示返回值和搜索状态MSP430接收返回数据返回值1750012864显示“这有敌情”蜂鸣报警器启动结束探杆旋转4次小车向左转一个角度探杆旋转次数归零小车前进一点否是是否图4-1主程序流程图第4.2节数据采集程序设计在系统运行中，数据采集主要是对LDC1000电感传感器比较无目标物体处和有目标物体处传感器的返回值进行采集。当接收的返回值17500时，系统停止扫描，启动蜂鸣报警器；当返回值17500时，系统持续扫描。具体工作过程为：开始，CPU接收返回值，CPU判断返回值，若返回值大于17500，启动报警，停止扫描。若返回值小于等于17500，CPU继续接收并判断返回值。其流程图如图4-2所示。第18页开始单片机接收返回数据返回值17500启动报警停止扫描结束是否图4-2数据采集程序流程图第4.3节12864液晶显示程序设计12864液晶显示程序设计主要是对现状下CPU接收的返回数据和小车的搜索状态进行显示。具体工作过程：开始，12864显示“李洋：返回值，电子：火星八号”，CPU接收判断返回数据值，若返回值大于17500，停止扫描，12864显示“李洋：返回值，电子：这有敌情”。若返回值小于等于17500，小车继续扫描，12864仍显示“李洋：返回值，电子：火星八号”不变。其流程图如图4-3所示。第19页开始12864显示“李洋：返回值，电子：火星八号”单片机接收返回数据返回值1750012864显示“李洋：返回值，电子：这有敌情”停止扫描结束是否图4-312864液晶显示程序流程图第20页第5章系统测试单片机系统调试分为硬件调试和软件调试。通常首先排除明显的硬件故障,然后进行软件调试。第5.1节硬件调试硬件调试是基础，如果硬件调试不通过，无法进行软件设计。硬件调试方法为：首先检查原理图是否正确，将硬件电路板与原理图对照检查，看是否一致。用万用表检查地线，电源线，信号线是否全部连通，防止虚焊，排查电路是否有引脚短路等现象。其次检查组件和设计模式,规范和安装所需的组件。最后电之前,检查电源电压幅值和极性,检查插件后充电插口各引脚电位,硬件电路部分的仔细检查，不能遗漏细节。第5.2节软件调试软件调试集成硬件和软件调试,一方面,为了消除软件缺陷,并进一步解决硬件失败的遗留故障。按照单片机C语言源程序所要求的格式、语法规定，将编写好的程序在IAREmbeddedWorkbenchforMSP430软件上进行编译，并经过调试没有错误之后，将生成的目标程序用MSP430BSL烧录至单片机。运行单片机，检测其是否能实现设计要求的功能。在软件调试中，也遇到了一些问题：数码管未能全部显示，只显示了部分段，检查程序所送段码部分，发现是因为编写程序时，程序里编写的显示字数与实际字数不符，纠正后，数码管可以正常显示。刚打开系统开关，小车就停止扫描并启动蜂鸣报警器，经检查发现在固定传感器时，误把导线固定到传感器表面，导致刚开始就探测到金属。经改正后，系统可正常运行。第5.3节测试及结果区域时间（秒）次数1角硬币第一次1角硬币第二次1角硬币第三次1元硬币第一次1元硬币第二次1元硬币第三次铁环第一次铁环第二次铁环第三次A405051534852818386B384243454943857889第21页区域时间（秒）次数1角硬币第一次1角硬币第二次1角硬币第三次1元硬币第一次1元硬币第二次1元硬币第三次铁环第一次铁环第二次铁环第三次C707477686572989593D66657071786810070397通过对不同区域的测试发现：当在离初始位置远的区域探测并定位时，所花时间比离初始位置近的区域多，还有金属目标放在小车下面或者离小车较远的地方，小车就探测不到，说明由于小车本身车体较大，而且搜索范围较小，导致此探测器有很多盲区，此算法还有改进的空间。第22页结论经过2个多月的努力，我完成了本次基于单片机MSP430F149的金属探测器定位设计。功能上基本满足要求，能够实现小车扫描，12864液晶显示，发现目标报警功能。这个毕业设计是一个综合数字电子技术，模拟电子技术，单片机，C语言的设计过程，对大学阶段所学知识的有一个很好的巩固效果。通过设计原理图和PCB图，对IAREmbeddedWorkbenchforMSP430运用更加熟练，有助于在未来有一份工作。工作涉及到很多知识的软件，硬件，工作量很大，对自己是一个很大的考验。幸运的是，通过自己的不懈努力，提高了自己对软件的设计能力。但仍然有一些缺陷，如电路设计中粗心大意将一些网络标签写错了，导致一直调试错误；接口顺序弄反了，不便于电路连接，没有不考虑整个系统功耗和体积大小，导致携带不方便；此外,还不够精简的代码,执行效率低,整个系统代码bug多，影响系统功能等等。毕业设计是理论与实践的结合，是对这四年学习的总检测。通过本次设计，我明白了知识联系实际的重要性，更懂得一切实践都是建立在扎实的理论知识之上。第23页参考文献1.刘慧娟,李志刚.一种基于电压和频率的金属探测方法J.仪器仪表学报,2006,(7).2.赵树军,林桐,姜伟.对两种基本金属探测仪的分析J.交通科技与经济,2006,(1).3.贺桂芳.一种新型智能金属探测仪的设计J.仪表技术与传感器,2006,(1).4.李迎.金属探测仪在选厂物料除铁中的应用J.矿山机械,2006,(5).5.文心.人体芯片:并非遥远的梦想J.科学24小时,2002,(6).6.李树华,刘跃平,郭改枝.便携式智能金属探测仪的研制J.传感器技术,2005,(1).7.赵燕玲.手持式金属探测仪确定食管内不透射线异物J.国外医学.耳鼻咽喉科学分册,2002,(5).8.洪良瑞.通过式金属探测门性能评测中的几点探讨J.警察技术,1999,(1).9.王海义,余平天,张明天.金属探测技术在帘子布生产中的应用J.产业用纺织品,1997,(2).10.刘天钊.基于单片机智能机器人的设计J.科技信息,2012,(36).第24页致谢随着毕业设计临近尾声，四年大学生活也将结束。首先，很感谢学校给我们提供这么好的学习环境。四年的时间，通过老师地教导和自我不断学习与提高，不仅掌握了专业知识，更学到了做人做事的道理。其次，很感谢四年来所有教育过我的老师们，谢谢你们辛勤的付出，辛苦了。在这里尤其感谢我的毕业设计指导老师丁建强老师。从起初毕业课题整体设计地指导到最终初稿的拟定，每个环节都离不开丁老师的悉心指导，帮助我解决问题。虽然本次毕业设计丁老师带的学生比较多，课题也各种各样，但对于每位学生，丁老师都很认真负责，一丝不苟为每位学生解答疑问，这一点让我很敬重。丁老师扎实的知识基础，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，以及对工作的全身心投入，对每位学生指导得尽心尽力，让我颇受触动，这不仅激励了我毕业设计，更让我对丁老师深是敬重与佩服！这对我踏入社会，认真做人做事也是一个很好的榜样！最后感谢一起努力奋斗的舍友们，朋友们，谢谢你们的关心与帮助。社