對于本系統(tǒng)而言，因為周圍總是有著或多或少的電磁干擾，干擾信號很容易串入導(dǎo)致感應(yīng)信號的頻率有一定的波動（頻率值波動大小在1Hz以內(nèi)），因此，采用等精度測頻的時候，只需要精度達(dá)到1Hz即可。

如圖4所示是測頻電路，采用AVR與CPLD這個組合來完成等精度測頻功能，因為AVR是5V提供電壓的，而CPLD則采用3.3V供電，所以AVR與CPLD進(jìn)行通訊的時候需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。信號從AVR流向CPLD時需要在信號線路中串接200歐姆的電阻進(jìn)行限流，信號從CPLD流向AVR時需要經(jīng)過74HC245進(jìn)行電平轉(zhuǎn)化，提高信號的電平閥值。

系統(tǒng)軟件控制菜單設(shè)計

為了方便用戶對儀器進(jìn)行操作，需要編寫一個比較友好的人機界面，通過鍵盤進(jìn)行控制。圖5所示為本系統(tǒng)的菜單操作流程圖。

當(dāng)系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)顯示“金屬探測器”等歡迎字樣，維持?jǐn)?shù)秒后，系統(tǒng)將進(jìn)入主菜單界面。主菜單包括三個子菜單選項：“初值校準(zhǔn)”、“開始探測”和“數(shù)據(jù)回顯”三個選項。

初值校準(zhǔn)：由于本系統(tǒng)在不同的時間和地點進(jìn)行使用的時候，感應(yīng)探頭與外接電容進(jìn)行諧振的振蕩頻率是不同的，因此，每次進(jìn)行開機使用的時候，都必須先進(jìn)行初始值校準(zhǔn)，找到當(dāng)前情況下所感應(yīng)的頻率的最大值，然后以該頻率值作為是否探測到金屬的一個頻率閾值。通過捕捉10次當(dāng)前的頻率值，并通過軟件自動篩選出10次測量值中的最大值，用戶可以根據(jù)所測量的最大頻率值來進(jìn)行閾值的設(shè)定。當(dāng)設(shè)定完成，將返回主菜單進(jìn)行其他操作。

開始探測：完成初值校準(zhǔn)后，就可以開始進(jìn)行金屬探測了，當(dāng)在探測的過程中，并沒有發(fā)現(xiàn)金屬的時候，界面將一直顯示“正在探測”字樣，當(dāng)探測到金屬，界面將出現(xiàn)“發(fā)現(xiàn)金屬”字樣，并控制蜂鳴器進(jìn)行報警，用戶可以對當(dāng)前情況進(jìn)行記錄，將此時的所探測到的值保存到EEPROM中，如果探測完畢，用戶可以選擇“返回”回到主菜單界面。

數(shù)據(jù)回顯：在主菜單中選擇該菜單項，可以查詢曾經(jīng)保存的10次數(shù)據(jù)記錄，例如：此時按數(shù)字鍵“0”，則可以查詢到第0次數(shù)據(jù)記錄的內(nèi)容。查詢完畢，選擇返回鍵可回到主菜單界面。

小結(jié)

由于采用了等精度測頻方案，對于1Hz精度的測頻要求，系統(tǒng)完全可以實現(xiàn)。通過測試，對于一元錢硬幣大小的金屬，在無遮擋物的情況下，本系統(tǒng)可以探測的有效距離在2厘米左右；對于直徑為1厘米的鋼筋，在無遮擋物的情況下，有效探測距離在5厘米左右。相信經(jīng)過進(jìn)一步的改進(jìn)和實驗，該系統(tǒng)能夠用于實際需求。