智能wifi金属探测仪控制系统设计(附件)【字数：8900】
摘 要本课题以一款基于STM32微处理器的金属探测仪系统作为研究目标，设计了一款智能型电子控制系统，经过对成熟方案的探究，将高指标功能要素植入到这款金属探测仪系统中，这款检测仪能够实现对多种金属材料的有效检测，在工作过程中用户可以通过探头来检测待测物质中是否含有金属，并且可以通过手机APP来对系统进行无线遥控，并在APP界面观察检测结果。这种类型的金属探测仪控制系统在硬件层面，使用STM32微处理器作为核心部件，结合LCD1602显示器、有源蜂鸣器、ESP8266型WIFI模块和金属传感器等器件，配置了数个电路子模块，各个电路模块对应到各项功能指标，STM32微处理器将通过IO管脚来实现对每个电路子模块的相连。为了对设计成果进行验证，本论文设立了运行调试环节，在测试过程中将显露过的故障和缺点进行记录，结合测试得到的数据来对系统进行不断改进和优化，最后展示出一种具有较高实用价值的金属探测仪系统。
目录
一、 引言 1
（一） 金属探测仪的发展背景 1
（二） 金属探测仪的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 金属探测仪的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602点阵屏幕简介 4
（四） 蜂鸣器简介 4
（五） WIFI无线通信传感器简介 5
（六） 金属传感器简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 液晶屏显示电路设计 8
（三） 声音提示电路设计 8
（四） 手机APP通信电路设计 9
（五） 金属传感器电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） 金属探测仪的主程序流程设计 11
（二） 显示子程序流程设计 11
（三） 声音提示子程序流程设计 13
（四） 手机APP通信子程序设计 13
五、 实物制作与安装 15
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
金属探测仪的发展背景
本次毕业设计以智能WIFI金属探测仪控制系统设计作为研究内容，将研发一种性能更为完善并且具有高性价比特征的金属探测仪系统，在对该系统的软件和硬件系统构建之前，这里首先需要对这些系统产品的发展环境和发展现状进行简要介绍，通过对金属探测仪系统的国内外多种优秀设计成果资料的调研可以知道，目前市面上大多数金属探测仪控制系统全是基于微处理器来实现系统控制，通过这一类高端处理器的驱动，工程师能够将金属探测仪系统需要实现的目标功能进行一一划分，通过程序代码模块的搭建，从而实现每项性能指标。金属探测仪系统发展到如今状态，模拟系统方案已被逐步淘汰，取而代之的是软硬件结合方式，通过软件代码对微型控制器为重要的硬件电路进行控制，从而使得金属探测仪系统被设计了强大的功能，在长年的发展过程中，金属探测仪控制系统的实现方案经过了很大的发展，金属探测仪控制系统早已在市面上出现了较长一段时间，通过对这些产品资料的调研可以知道，技术人员对金属探测仪控制系统的器件选取有比较大的变化，每一次改进和优化都将伴随着高端元器件的更换。通过对目前市面上很多高级别性能的金属探测仪系统进行分析后可以知道，该器件的内部主控器件大致分成三种类别，包括微处理器、可编程控制器以及ARM处理器。使用ARM微处理器担任主控核心的金属探测仪系统属于高端性能级别，ARM微处理器凭着它的多核高速等特点，使它对数据和指令处理速度远远高于控制器等控制处理器，特别是需要对数据进行海量运算时，这时候就能够表现出ARM微处理器的优点，这一些高性能的表现使得这一类金属探测仪控制系统可以处于高端产品范畴，因此其设计成本高昂，用户量也相对较少。采用微处理器作为内部主控微处理器的方案占据绝大多数一部分，其中最关键的原因主要分为两个原因，首先是16位和32位主控芯片研发技术越来越成熟，它的最大主频可以达到数百赫兹，对于数据处理的能力越来越强大，这些性能的提升必定提升主控器件在智能设备领域的地位，另外微处理器的面积越来越小，这些原因使得越来越多的设计人员开始使用控制器芯片来当作金属探测仪控制系统的主控芯片，另一方面是控制器的设计成本逐渐变低，虽然其内部的电路拓扑模块呈现出更加丰富的多样化和多功能化，尽管如此，该器件的单片芯片价格却越来越低，从而结合其强大的控制性能，设计人员将其配置到金属探测仪控制系统中，使系统整体成本得到控制。本论文将使得课堂上学习到的知识得到了实践应用，学习市场上一些高性能系统设计方法，将它的一些优秀设计元素配置到这款金属探测仪系统中，以此设计出一款具备高性价比和高实用性的系统。
金属探测仪的国内外发展现状
通过对市面上相关系统资料的大量查阅，很多科研文献数据表明金属探测仪系统已经进入到了发展的黄金期，近些年来伴随着半导体技术和微处理器技术的不断发展，使得金属探测仪系统里面所采用的一些重要技术成本实现压缩，国外对于金属探测仪系统的研究现状可以概括为，愈来愈多的企业投入到了对金属探测仪系统的研究领域，因为市场上的金属探测仪控制系统关联产品正在不断吸引更多用户进行使用，高涨的市场热情持续吸引设计者投入其中，另外，由于很多使用者已经对金属探测仪系统有了很长一段使用时间，对于产品的各项功能指标都很熟悉，强烈能够尽快得到更高性能的金属探测仪控制系统，这种现状就在一定程度上促进了金属探测仪系统的发展，绝大多数用户都希望能够得到性能高端与此同时售价低的产品，高性能产品的潜在竞争实力很大，国内外对于金属探测仪系统的研发设计内容的侧重点不同，国外发达国家在金属探测仪控制系统的研发设计方面，主要研究如何提升金属探测仪控制系统内部的算法流程，并且将更加高效灵活的算法植入其中，而国内对于金属探测仪控制系统的研发则主要是硬件电路层面，不断优化金属探测仪系统的系统方案架构。
本文主要研究内容
本次毕业设计在对金属探测仪系统进行研发的整个过程中，通过合理的模块划分，将金属探测仪系统整体硬件框架分割成了多个电路模块，选用了STM32微处理器以及很多高端器件，完成了系统硬件架构，这款检测仪能够实现对多种金属材料的有效检测，在工作过程中用户可以通过探头来检测待测物质中是否含有金属，并且可以通过手机APP来对系统进行无线遥控，并在APP界面观察检测结果。
方案设计及元器件选择
金属探测仪的方案设计
本论文将采用下图中的框架来对金属探测仪控制系统进行研发，根据方案的设计，STM32微处理器将在金属探测仪控制系统内部作为主控核心，通过软硬件接口的连接，实现对LCD1602液晶屏电路、蜂鸣器电路、ESP8266型WIFI电路和金属传感器电路等部分的操控，在软件代码的配合下，完成各个指标功能，下面将对每一个模块电路的功能作用进行阐述：
目录
一、 引言 1
（一） 金属探测仪的发展背景 1
（二） 金属探测仪的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 金属探测仪的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602点阵屏幕简介 4
（四） 蜂鸣器简介 4
（五） WIFI无线通信传感器简介 5
（六） 金属传感器简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 液晶屏显示电路设计 8
（三） 声音提示电路设计 8
（四） 手机APP通信电路设计 9
（五） 金属传感器电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） 金属探测仪的主程序流程设计 11
（二） 显示子程序流程设计 11
（三） 声音提示子程序流程设计 13
（四） 手机APP通信子程序设计 13
五、 实物制作与安装 15
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
金属探测仪的发展背景
本次毕业设计以智能WIFI金属探测仪控制系统设计作为研究内容，将研发一种性能更为完善并且具有高性价比特征的金属探测仪系统，在对该系统的软件和硬件系统构建之前，这里首先需要对这些系统产品的发展环境和发展现状进行简要介绍，通过对金属探测仪系统的国内外多种优秀设计成果资料的调研可以知道，目前市面上大多数金属探测仪控制系统全是基于微处理器来实现系统控制，通过这一类高端处理器的驱动，工程师能够将金属探测仪系统需要实现的目标功能进行一一划分，通过程序代码模块的搭建，从而实现每项性能指标。金属探测仪系统发展到如今状态，模拟系统方案已被逐步淘汰，取而代之的是软硬件结合方式，通过软件代码对微型控制器为重要的硬件电路进行控制，从而使得金属探测仪系统被设计了强大的功能，在长年的发展过程中，金属探测仪控制系统的实现方案经过了很大的发展，金属探测仪控制系统早已在市面上出现了较长一段时间，通过对这些产品资料的调研可以知道，技术人员对金属探测仪控制系统的器件选取有比较大的变化，每一次改进和优化都将伴随着高端元器件的更换。通过对目前市面上很多高级别性能的金属探测仪系统进行分析后可以知道，该器件的内部主控器件大致分成三种类别，包括微处理器、可编程控制器以及ARM处理器。使用ARM微处理器担任主控核心的金属探测仪系统属于高端性能级别，ARM微处理器凭着它的多核高速等特点，使它对数据和指令处理速度远远高于控制器等控制处理器，特别是需要对数据进行海量运算时，这时候就能够表现出ARM微处理器的优点，这一些高性能的表现使得这一类金属探测仪控制系统可以处于高端产品范畴，因此其设计成本高昂，用户量也相对较少。采用微处理器作为内部主控微处理器的方案占据绝大多数一部分，其中最关键的原因主要分为两个原因，首先是16位和32位主控芯片研发技术越来越成熟，它的最大主频可以达到数百赫兹，对于数据处理的能力越来越强大，这些性能的提升必定提升主控器件在智能设备领域的地位，另外微处理器的面积越来越小，这些原因使得越来越多的设计人员开始使用控制器芯片来当作金属探测仪控制系统的主控芯片，另一方面是控制器的设计成本逐渐变低，虽然其内部的电路拓扑模块呈现出更加丰富的多样化和多功能化，尽管如此，该器件的单片芯片价格却越来越低，从而结合其强大的控制性能，设计人员将其配置到金属探测仪控制系统中，使系统整体成本得到控制。本论文将使得课堂上学习到的知识得到了实践应用，学习市场上一些高性能系统设计方法，将它的一些优秀设计元素配置到这款金属探测仪系统中，以此设计出一款具备高性价比和高实用性的系统。
金属探测仪的国内外发展现状
通过对市面上相关系统资料的大量查阅，很多科研文献数据表明金属探测仪系统已经进入到了发展的黄金期，近些年来伴随着半导体技术和微处理器技术的不断发展，使得金属探测仪系统里面所采用的一些重要技术成本实现压缩，国外对于金属探测仪系统的研究现状可以概括为，愈来愈多的企业投入到了对金属探测仪系统的研究领域，因为市场上的金属探测仪控制系统关联产品正在不断吸引更多用户进行使用，高涨的市场热情持续吸引设计者投入其中，另外，由于很多使用者已经对金属探测仪系统有了很长一段使用时间，对于产品的各项功能指标都很熟悉，强烈能够尽快得到更高性能的金属探测仪控制系统，这种现状就在一定程度上促进了金属探测仪系统的发展，绝大多数用户都希望能够得到性能高端与此同时售价低的产品，高性能产品的潜在竞争实力很大，国内外对于金属探测仪系统的研发设计内容的侧重点不同，国外发达国家在金属探测仪控制系统的研发设计方面，主要研究如何提升金属探测仪控制系统内部的算法流程，并且将更加高效灵活的算法植入其中，而国内对于金属探测仪控制系统的研发则主要是硬件电路层面，不断优化金属探测仪系统的系统方案架构。
本文主要研究内容
本次毕业设计在对金属探测仪系统进行研发的整个过程中，通过合理的模块划分，将金属探测仪系统整体硬件框架分割成了多个电路模块，选用了STM32微处理器以及很多高端器件，完成了系统硬件架构，这款检测仪能够实现对多种金属材料的有效检测，在工作过程中用户可以通过探头来检测待测物质中是否含有金属，并且可以通过手机APP来对系统进行无线遥控，并在APP界面观察检测结果。
方案设计及元器件选择
金属探测仪的方案设计
本论文将采用下图中的框架来对金属探测仪控制系统进行研发，根据方案的设计，STM32微处理器将在金属探测仪控制系统内部作为主控核心，通过软硬件接口的连接，实现对LCD1602液晶屏电路、蜂鸣器电路、ESP8266型WIFI电路和金属传感器电路等部分的操控，在软件代码的配合下，完成各个指标功能，下面将对每一个模块电路的功能作用进行阐述：
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