本帖最后由 hansur 于 2013-11-22 01:49 编辑
基于PCA8538液晶驱动器的金属检测器设计方案概述 一：应用背景 金属检测器是食品加工等相关产业生产中一种重要设备。本设计的目的是实现一种安装在输送带上的框式检测机构，能实时监测输送带上的物料中是否夹杂有金属杂物，并在检测到有金属杂物后产生报警信号或者发出控制信号给相应排除设备。 二：功能描述 金属检测器的主要功能包含以下几个方面： 1、产生24K～400K的正弦波信号并经过功率放大以后提供给发射线圈作为信号激励， 2、产生与发射信号同频同相的方波参考信号提供给锁相放大器用作信号检波。 3、工作按键实现对工作频率的设定，和对当前测量计数结果查询及删除等操作。 4、基于PCA8538的COG液晶屏实时显示当前检测信号的强度，以及检测结果的计数。 5、蜂鸣器与继电器，提供告警及控制信号输出。 三：系统结构及说明 金属检测器的硬件系统由电源电路、MCU控制电路，信号发生器及功率放大器，锁相放大器、COG液晶显示及按键、继电器及蜂鸣器等部分组成。 整个硬件的结构如下图所示： 硬件结构图 如上图，MCU部分采用STM32F103实现，DDS信号发生器采用AD9850实现，AD9850可以很方便的产生系统所需要的正弦信号，并自带高速比较器，用于产生参考方波信号很容易实现。 显示部分采用NXP的基于PCA8538的COG液晶显示器，使用SPI接口和MCU互联，具体对应关系如下： MCU(STM32F103RB) NXP_COG(PCA8538) PB12 ----------------------- nCE PB13 ----------------------- SCL PB14 ----------------------- SDO PB15 ----------------------- SDI 四：软件设计 金属检测器的软件部分由DDS驱动，COG显示，AD采样，按键扫描及相关数据计算等模块组成。 软件流程图如下图所示： 软件结构图 如上图，ADC采样采取自动循环采样并通过DMA传输采样结果到内存的方式，按键判断则是定时扫描检测，按键处理部分实际包含查询累加计数、清除累计结果、频率设定、AD检测校准等几大功能。 因为时间关系，实际的锁相检测电路还有一些指标未能完全满足要求，所有关于COG显示结果的演示，是外接的一个检测电压模拟实际工作情况的输出结果的。 五：NXP_COG模块的使用 如下图，为PCA8538的RAM与液晶屏笔段的对照表： RAM地址对照表 根据实际需求，金属检测器只利用了上图中D6-D1部分，用于显示累加计数值和频率，电压等相关设定数值。另外，使用COG上半部分的点阵，用于显示工作状态下的检测刻度条。 六：设计总结 NXPPCA8538 COG液晶屏显示效果较以往段式液晶有很大提高，对比度非常好，非常适合作为仪器仪表的显示面板使用。不过考虑到项目实际需求，个人感觉，该COG显示屏用在金属检测器中有些大才小用，很多符号部分都未能使用上，对设计来说过于浪费，实在是一大遗憾。 最后感谢爱板网给予我这个机会，感谢爱板网的工作人员MM两次电话提醒，感谢 fengye5340等网友，他们的资料给予了我很大的帮助，再次感谢！
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发表于 2013-11-22 01:46:59
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