机，这一部分只需要一个TTL门电路对放大电路输出的波形进行转换就行，简单但很重要。
4)信号处理与报警
这一部分是整个电路的大脑，所有的电路都是为它服务，这一部分也是整个探测器实现网络化或其他功能的桥梁。作为整个电路的大脑，它对整个电路所产生的信号做最终的处理，并根据处理的结果决定是否存在金属，是否要发出警报。这一部分处理能力的强弱影响这整个系统的性能。作为与外部进行沟通的桥梁，它可以将金属探测的信息发送给外围模块供他们进行进一步的处理，它同时也接收外围模块传送过来的控制信号，如对金属探测的精度或其他方面进行设置。
2.2 MD-898K金属探测器
图2-2[4]为MD—898K金属探测器的组成模块图，看上去在结构上和本次设计的金属探测器很相近，实际上它们存在本质的差别。首先，两者在设计思想上完全不同，MD—898K金属探测器是模拟信号处理的模拟金属探测器，而此次要实现的金属探测器信号的处理和报警都在数字单片机内完成。其次，在可拓展性方面MD—898K没有可拓展性而言，因为每一部分的单元电路紧密的联系在一起，即使可以扩展也要对整个电路进行从新设计，而且设计的难度相对很大，而本次设计，将频率信号转换为数字信号供数字单片机进行分析，单片机提供了很多I/O口可以很方便的和其他单片机进行通讯，加入串口通信模块后还可以直接和PC机进行通讯，借助于PC机强大存储和网络资源对数据进行再分析在处理，就可以完善金属探测的性能，并且借助于PC机的强大功能可以使探测的精度得到新的改善。
高频振荡器振荡检测器音频振荡器功率放大器电源 图2-2 MD-898K金属探测器原理框图
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2.3基于霍尔器件的数字金属探测器
图2-3[1]是另一种数字探测器的设计方案，虽然是基于单片机的数字式金属探测器，但是在探测原理上与本次采用的方法存在这很大的差别，它的基本思想是这样的，在电感线圈的中心固定一霍尔器件，用于探测磁场的变化并能将信号转换为电压信号，这样在没有遇见金属物体时送入单片机的电压是一固定值，当遇见金属物体时，由于电磁感应现象磁场强度会发生变化，这时霍尔器件将此变化转换为电压信号供单片机进行判断，霍尔器件产生的是一些连续的电压信号，磁场是周期性变化的因此传出的电压信号也是周期性连续变化的，所以需要波峰检测将其峰值检测出来通过模数转换变为数据信息送入单片机。因此单片机只是根据电压值的变化就能判断有无金属。
它与本次设计方案的不同在于，本次设计方案是检测振荡电路的频率变化来判断金属的有无，而图2-3所示的方案是检测磁场的变化，而且它是通过将磁信号转换为电信号，再通过波峰检测模数转换最后送入单片机，与此相比本此的设计方案就相对简单，不用霍尔器件和A/D转换这些昂贵的芯片，只需将振荡电路产生的正弦波进行放大，再用廉价的门电路对其进行脉冲转换就行。其次，在性能上还要优于图2-3的方案，因为磁场很容易受到外界的影响而发生变化，这样产生的电压信号是很不稳定的，相比之下进行振荡频率的检测就相对稳定。
显示探测线圈霍尔器件放大电路放大电路峰值检波A/D转换CPUAT89S52报警多谐振荡器线圈振荡电路控制电路电源图2-3 基于霍尔器件的数字金属探测器
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第3章 总体设计
总体设计将影响整个项目的实现，对整个项目的开发起着指导性的作用，因此总体设计的好坏影响深远，这里的软硬件方案都是经过再三的比较与分析才确定的，硬件和软件两个互相影响，协同工作实现系统的基本功能。由于硬件系统是基础，是软件系统得以运行的平台，因此将它放在前面，先依据硬件的总体设计方案，完成各个单元电路的设计与实现，接下来再根据软件模块的总体方案设计程序流程，在硬件电路的基础之上进行调试。但在设计之初两个部分都需经过认真的分析，确定总体方案后再分阶段进行实现。
3.1 硬件电路设计
硬件电路设计是进行软件设计的基础，是整个金属探测器中最位重要的部分。它设计的好坏决定着系统的稳定性和可扩展性。本次设计的金属探测器的框图如图3-1所示，包括五大部分：线圈振荡、信号放大、脉冲产生、中央处理和外围设置显示模块。
线圈振荡电路 放 大 电 路 脉冲变换电路 CPU 报警 键盘 液晶显示
图3-1 手持数字金属探测器硬件设计框图
这四部分组合起来构成了一个基于单片机的开环金属探测模型。线圈振荡电路是基础，依靠它来进行金属探测，这一部分可以产生稳定的正弦波，但在遇到金属物体时正弦波的频率和幅度会发生变化。振荡部分产生的正弦波经放大后送入脉冲变换电路产生一定频率的脉冲，然后将其送如单片机。因此在前端振荡电
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路频率变化时这种变化同时将送入单片机，单片机进行分析判断后进行报警。外围控制模块的作用是，与前端单片机进行通讯，将获得的信息进行分析运算再进行显示并且通过键盘对前端金属探测的精度进行设置。
3.2 软件结构设计
硬件完成信号的产生与处理后，接下来的工作就全部由软件部分完成，软件系统的实现才能真正体现系统的价值，软件结构设计是软件实现的起点，它对整个软件部分的实现起指导作用，同时它也罗列出系统的所有功能。 3.2.1程序结构设计
图3-2就是前端软件的结构图，从图中可以看出前端软件的主要作用是，频率测定、声光报警和通讯。它是整个金属探测模块的大脑，它分析判断前面功能电路传过来的频率信号对它进行分析判断最后决定是否发出检测到金属的警报。
前端软件 基准频率测定 精度设置频率检 测 频率比较 声 光 报 警 通 讯 频率测 定 比 较 图3-2 前端软件设计结构图
3.2.2数据处理与显示程序结构设计
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