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致感應信號的頻率有一定的波動（頻率值波動大小在1Hz以內），因此，采用等精度測頻的時候，只需要精度達到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進行通訊的時候需要進行電平轉換。信號從AVR流向CPLD時需要在信號線路中串接200歐姆的電阻進行限流，信號從CPLD流向AVR時需要經(jīng)過74HC245進行電平轉化，提高信號的電平閥值。

系統(tǒng)軟件控制菜單設計

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

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

初值校準：由于本系統(tǒng)在不同的時間和地點進行使用的時候，感應探頭與外接電容進行諧振的振蕩頻率是不同的，因此，每次進行開機使用的時候，都必須先進行初始值校準，找到當前情況下所感應的頻率的最大值，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行閾值的設定。當設定完成，將返回主菜單進行其他操作。

開始探測：完成初值校準后，就可以開始進行金屬探測了，當在探測的過程中，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，并控制蜂鳴器進行報警，用戶可以對當前情況進行記錄，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)記錄的內容。查詢完畢，選擇返回鍵可回到主菜單界面。

小結

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)過進一步的改進和實驗，該系統(tǒng)能夠用于實際需求。