矿用金属探测仪双频控制实现的设计方案

    根据矿用金属探测仪系统的工作原理，并结合相关课题的实际情况，提出了如下设计方案：

    （1）检测电路：

    检测电路由发射电路、电涡流传感器、接收电路和解调电路组成。其主要作用是电磁信号的转换，当金属异物通过时，把感应出的信号通过电信号反映出来。由于采用双频工作方式，发射电路采用混频叠加发射，解调部分需要进行带通滤波，先将高频和低频分解开来，再分别做相敏检波，把信号中的相位和幅值的变化转换为另一种电压信号。

    （2）控制系统：

    控制系统实现的功能主要有：产生正弦信号源、AD采样、计算测量电信号、电机控制、报警、键盘输入和对外显示输出等。其中处理中心为TMS320LF2407，负责多路同步DDS数字正弦信号的产生、AD采样、电机控制和报警系统；人机界面以AT89C51RC为中心，包括键盘输入、LCD液显和LED指示灯。

    有课题同时采用DSP和51单片机做处理，是根据检测系统的实际情况，并结合TMS320LF2407和AT89C51RC的具体资源做出的选择。主要有以下几方面的考虑：

    1、矿用金属探测仪属于在线检测，对实时控制要求不高。综合考虑DSP芯片的数据处理速度、存储空间容量、扩充能力及其市场价格，采用以TI公司的TMS320LF2407为核心的控制方案较为合理，该芯片每秒4000万条（40MIPS）指令的处理速度，远远超过传统的16位微控制器和微处理器的性能，另外TMS320LF2407稳定性好、精度高、可重复性好、耐干扰能力强，比较适合工作在电磁环境恶劣的工业环境中。

    2、人机界面包括键盘接口和LCD显示接口，都属于I/O口线较多的模块，如果直接和DSP连接势必占用较多的I/O端口，造成DSP资源紧张，给以后功能的扩展和*造成不便。当然，还有一种方案就是增加相应的CPLD或者译码器，但是其成本显然比增加一片51单片机要高。

    3、矿用金属探测仪采用AT89C51RC负责人机界面有另外一个益处，可以让DSP专注于实时检测，不用因为人机对话的数据处理而响应过多中断。