地感式车辆检测器及功能扩展.doc-资料库

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JN 车辆检测及功能扩展一、系统组成 MCS—51 是功能很强的 8 位高档单片机，由于它自身的特点，很适合用于测控及逻辑控制，JN 车辆检测器是以 AT89C51 单片机为中心配以相关的功能电路组成。见框图 1。 C1、C2 地感线圈 B1、 B2 基准频率发生器 F0 AT89C51 检测控制整形框图 1 执行器件 CPU 对车辆途经地感线圈 C1、C2 所产生的电感变化与基准频率 fo 进行比较运算，当变化频率大于或等于某一差值时，CPU 输出控制信号。二、工作原理与程序由电感器件 B1、BG1、C1、C2、R1 等组成低频振荡电路，外接地感线圈 C1 就构成了车辆感应电路，见图 1。当加电瞬间电流经 R2 向 C1、L2 充电，a 点为高电位，由于 C2 作用使 BG1 基极电位上升，集电极电位下降，当 BG1 的 C 极电位低于 a 点时，电源不再向 C1 充电，此时 B1 上所聚集的磁能将以电能的形式释放出来，并改变原来充电电流的方向继续向 C1 充电，BG1 的 b 极仍然保持较高的电位，集电极 c 电位继续下降，当 B1 释放完毕后，BG1 的 b 极失去高电位的支撑，集电极电位开始回升，当回升高于 a 点电位后又开始向 C1 充电，周而复始。改变选频电路 C1、L2 的值可改变其电路的振荡频率，经实验在不加地感线圈 C1 时振荡频率应控制在 16—20KHz，加 C1 后频率应提升到 40—50KHz。当车辆途经地感线圈瞬间时使 C1 的电感增大，这等效于 B1 的初级线圈 L1 部分线匝短路，使得 B1 的电感降低，振荡频率从原 fo 上升至 f i 。频差等于 fi—fo，从频率变化上就能反映出车辆是否通过 C1。不同类型的车辆由于底盘距地面的高度不同，所以频差也不尽相同，在 CPU 处理过程中我们可以设定不同的阀值用于分类不同的车辆。Uo 经 C3 由 4069 与非门整形后送入 AT89C51 外部 P3.4、P3.5 进行计数。整图见图 2

CPU 检测控制流程框图见图 2。初始化后基本上是以判断为主的顺序结构，在编程时将检测 C1、C2 线圈的语句定为子程序以便反复调用, 汇编程序全文如下: ORG 0000H LJMP START ORG 000BH LJMP TF0INT ORG 001BH LJMP TF1INT ORG 0100H START: MOV SP,#60H MOV PSW,#00H ;6M 12sM 实验，减 P2 差值，置快门后回 AAA0 ;绿灯循环检测到最小值。 START1: JB P1.0,START2 SETB P1.6 SJMP START3 ;若红灯则置相机聚焦. START2: START3: CLR P1.6 CLR A MOV R0,A MOV R1,A MOV R2,A MOV R3,A MOV R4,A MOV R5,A MOV R6,A MOV R7,A

MOV 30H,A MOV 31H,A MOV 32H,A MOV 33H,A MOV P1,#01H MOV P2,#0FFH C1ACALL: ACALL ALCTF1 ;调用 C1 检测子程序,取最小 C1 基值 MOV 30H,TL0 MOV 31H,TH0 C2ACALL: ACALL ALCTF0 ;调用 C2 检测子程序,取最小 C2 基值 MOV 32H,TL1 MOV 33H,TH1 C1ACALL1: CLR P1.6 JNB P1.0, AAAA ACALL ALCTF1 MOV A, TH0 CJNE A, 31H, C1ACA MOV A, TL0 CJNE A, 30H, C1ACA SJMP C2ACALL1 C1ACA: JNC C1ACA1 MOV 30H, TL0 MOV 31H, TH0 SJMP C2ACALL1 C1ACA1: C2ACALL1: SETB P1.2 ACALL ALCTF0 MOV A, TH1 CJNE A, 33H, C2ACA MOV A, TL1 CJNE A, 32H, C2ACA SJMP C1ACALL1 C2ACA: JNC C2ACA1 C2ACA1: AAAA: AAA0: MOV 32H, TL1 MOV 33H, TH1 SJMP C1ACALL1 SETB P1.3 JB P1.0, C1ACALL1 INC 30H INC 32H JB P1.0, START1 CLR P1.2 CLR P1.3 SETB P1.6 ;加 1 去除误差 ;若绿灯则回重检 C1 C2 基值程序. C1_CHER: ACALL ALCTF1 ;检测 C1 并进行比较.

MOV A, TH0 CJNE A, 31H, C1_CHE1 MOV A, TL0 CJNE A, 30H, C1_CHE SJMP AAA0 C1_CHE: JC AAA0 MOV B,P2 CLR C SUBB A, 30H CJNE A, B, C1_CHE1 SETB P1.2 SJMP C1_CHE2 C1_CHE1: JC AAA0 MOV A, #0FFH CLR C SUBB A, 30H ADD A, TL0 MOV B,P2 CJNE A,B,C1_CHE6 SETB P1.2 SJMP C1_CHE2 C1_CHE6: JC AAA0 SETB P1.2 C1_CHE2: JNB P1.0, C1_CHE3 CLR P1.6 CLR P1.2 CLR P1.3 AJMP START1 C1_CHE3: ACALL ALCTF1 MOV A, TH0 CJNE A, 31H, C1_CHE4 MOV A, TL0 CJNE A, 30H, C1_CHE4 SJMP C1_CHE5 C1_CHE4: JNC C1_CHE2 C1_CHE5: INC R6 C2_CHER: JNB P1.0, C2_CHE CLR P1.6 CLR P1.2 CLR P1.3 MOV R6,#00H AJMP START1 C2_CHE: ACALL ALCTF0 MOV A, TH1

CJNE A, 33H, C2_CHE1 MOV A, TL1 CJNE A, 32H, C2_CHE1 SJMP C2_CHER C2_CHE1: JNC AAA SJMP C2_CHER AAA: SETB P1.3 C2_CHE2: JNB P1.0, C2_CHE3 CLR P1.6 CLR P1.2 CLR P1.3 MOV R6,#00H BBB: AJMP START1 C2_CHE3: ACALL ALCTF0 MOV A, TH1 CJNE A, 33H, C2_CHE4 MOV A, TL1 CJNE A, 32H, C2_CHE4 SJMP C2_CHE5 C2_CHE4: JB P1.0, BBB C2_CHE5: YNN500: JNC C2_CHE3 MOV A, R6 JZ C2_CHER JB P1.0,BBB SETB P1.1 MOV R5, #00H ;置快门. ;相片存储延时. INC R5 ACALL ALCTF1 CJNE R5, #38H, YNN500 MOV R4, #00H MOV R5, #00H MOV R6, #00H MOV R7, #00H CLR P1.1 CLR P1.6 YNN501: INC R5 ;相机状态恢复延时. ACALL ALCTF1 CJNE R5, #0CFH, YNN501 MOV R5, #00H JB P1.0,AABB2 CLR P1.1 SETB P1.6 YNN502: INC R5 ;红灯期间相机聚焦延时. ACALL ALCTF0

CJNE R5,#3FH,YNN502 MOV R5,#00H AJMP AAA0 AABB2: ALCTF0: MOV TMOD, #51H ；设置中断计数方式 MOV TL0, #90H MOV TH0, #0E8H MOV TL1, #00H MOV TH1, #00H SETB TR0 SETB ET0 SETB EA SETB TR1 T0HERE: CJNE R7, #01H, T0HERE CLR TR0 CLR ET0 CLR EA MOV R7,#00H RET ALCTF1: MOV TMOD, #15H MOV TL1, #90H MOV TH1, #0E8H MOV TL0, #00H MOV TH0, #00H SETB TR1 SETB ET1 SETB EA SETB TR0 T1HERE: CJNE R7, #01H, T1HERE CLR TR1 CLR ET1 CLR EA MOV R7,#00H RET TF0INT: INC R7 CLR TR1 CPL P1.3 RETI AA: TF1INT: INC R7 BB: CLR TR0 CPL P1.2 RETI END INC 30H 是为消除软件计数本身以及环境变化所来的误差，在低字节上加 1，也

可连用两条，这样更可靠。阀值由拔码开关设置，由 CPU 读入至数据寄存器内，C1 检测的值大于前一次的值，肯定有车辆通过，若它的差值大于或等于阀值就可以捕获到我们所希望的车辆，阀值的大小与车辆检测的灵敏度有关，一般在现场进行设定。三、制做与调试 B1、B2 选直经 18mm 的磁杯用线经 0.22mm 在 L1 绕 21 圈，L2 绒 14 圈。振荡三极管应选择高放大倍数的。地感线圈长度在一个车道以内，宽度可计算：设车速为 80Km，计数定时为 15ms，宽=80Km/T*15ms=0.333m , 可选定为 0.50m ，在地面上开漕绕 5 圈即可，室内制做时可在 400mm 的空骨架上绕制 50 圈,线经无要求。焊接好电路后应仔细检查，在确定电路各点电位准确无误后方可插入以灌好程序的单片机，连接好外围器件。加电进入调试状态，此时 P1.1、P1.6 相连的 LED 会交替闪烁，用一带有铁器的物件如摄子等靠近 C1，LED1 点亮，离开后靠近 C2，LED1 灭 LED2 点亮，离开 C2 后 LED2 灭。只要元器件标值正确，焊接无误，一般均可正常运行。笔者利用上述车辆检测器设计了一台数码电子警察，近一年的使用性能可靠，未出现绿灯期间拍摄,连续拍摄等故障。现大概介绍一下扩展方法，电路见图 2，图中由 B3、 BG5、BG2、SK2 等组成红灯信号检测电路，SK2 为模拟红灯按纽，BG3、BG4 等组成数码相机控制电路，BG3 为相机的聚焦控制，BG4 为相机的快门控制，J2 接数码相机的聚焦与快门，J3 接红灯信号。现场试调时可置 SK2 为红灯模拟状态，D5 被点亮，此时数码相机处于聚焦状态，当车辆通过地感线圈并离开 C2 后 D6 被点亮，相机按下快门。调整拔码开关以合适的阀值（即检测灵敏度），滤除不需要的车辆，如二轮摩托车等，复位 SK2 为正常红灯状态，此时电路就可以工作了。地感式车辆检测器由于成本低后期维护费用小，受环境影响不大，工作性能稳定可靠等优点，所以目前仍然在广泛使用，利用车辆检测器不仅可开发电子警察，还可开发出如：自动显示泊车数的停车场，实时配时的路口信号机系统，自动车库，交通车流量计数器等。框图 2 初始化 N 不起振，指示灯测 C1、C2 的 Fo 基值 Y 存入寄存器 R0、R1 N N 测 C1—R0 大于或等于阀值？ Y 置 P1.1 高电平测 C2—R1 大于或等于阀值？ Y 置 P1.6 高电平 N 测 C1—R0 小于阀值？ Y 置 P1.1 低电平

N 测 C2—R1 小于阀值？ Y 置 P1.6 低电平结束结束

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