地感式车辆检测器及功能扩展

JN车辆检测及功能扩展、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、C2B1、B2 AT89C51 框图1地感线圈I基准频率发生器F0国整形I检测控制I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。、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fi。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2CPU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：ORG0000HLJMPSTARTORG000BHLJMPTF0INTORG001BHLJMPTF1INTORG0100HSTART:MOVSP,#60H ;6M12sM实验，减P2差值，置快门后回AAA0MOVPSW,#00H ;绿灯循环检测到最小值。START1:JBP1.0,START2SETBP1.6 ;若红灯则置相机聚焦.SJMPSTART3START2: CLRP1.6START3: CLRAMOVR0,AMOVR1,AMOVR2,AMOVR3,AMOVR4,AMOVR5,AMOVR6,AMOVR7,AMOV30H,AMOV31H,AMOV32H,AMOV33H,AMOVP1,#01HMOVP2,#0FFHC1ACALL:ACALLALCTF1 ;调用C1检测子程序,取最小C1基值MOV30H,TL0MOV31H,TH0C2ACALL:ACALLALCTF0 ;调用C2检测子程序,取最小C2基值MOV32H,TL1MOV33H,TH1C1ACALL1:CLRP1.6JNBP1.0,AAAAACALLALCTF1MOVA,TH0CJNEA,31H,C1ACAMOVA,TL0CJNEA,30H,C1ACASJMPC2ACALL1C1ACA:JNCC1ACA1MOV30H,TL0MOV31H,TH0SJMPC2ACALL1C1ACA1: SETBP1.2C2ACALL1:ACALLALCTF0MOVA,TH1CJNEA,33H,C2ACAMOVA,TL1CJNEA,32H,C2ACASJMPC1ACALL1C2ACA:JNCC2ACA1MOV32H,TL1MOV33H,TH1SJMPC1ACALL1C2ACA1: SETBP1.3AAAA: JBP1.0,C1ACALL1INC30H ;加1去除误差INC32HAAA0: JBP1.0,START1;若绿灯则回重检C1C2基值程序.CLRP1.2CLRP1.3SETBP1.6C1_CHER:ACALLALCTF1 ;检测C1并进行比较.MOVA,TH0CJNEA,31H,C1_CHE1MOVA,TL0CJNEA,30H,C1_CHESJMPAAA0C1_CHE:JCAAA0MOVB,P2CLRCSUBBA,30HCJNEA,B,C1_CHE1SETBP1.2SJMPC1_CHE2C1_CHE1:JCAAA0MOVA,#0FFHCLRCSUBBA,30HADDA,TL0MOVB,P2CJNEA,B,C1_CHE6SETBP1.2SJMPC1_CHE2C1_CHE6:JCAAA0SETBP1.2C1_CHE2:JNBP1.0,C1_CHE3CLRP1.6CLRP1.2CLRP1.3AJMPSTART1C1_CHE3:ACALLALCTF1MOVA,TH0CJNEA,31H,C1_CHE4MOVA,TL0CJNEA,30H,C1_CHE4SJMPC1_CHE5C1_CHE4:JNCC1_CHE2C1_CHE5:INCR6C2_CHER:JNBP1.0,C2_CHECLRP1.6CLRP1.2CLRP1.3MOVR6,#00HAJMPSTART1C2_CHE:ACALLALCTF0MOVA,TH1CJNEA,33H,C2_CHE1MOVA,TL1CJNEA,32H,C2_CHE1SJMPC2_CHERC2_CHE1:JNCAAASJMPC2_CHERAAA:SETBP1.3C2_CHE2:JNBP1.0,C2_CHE3CLRP1.6CLRP1.2CLRP1.3MOVR6,#00HBBB: AJMPSTART1C2_CHE3:ACALLALCTF0MOVA,TH1CJNEA,33H,C2_CHE4MOVA,TL1CJNEA,32H,C2_CHE4SJMPC2_CHE5C2_CHE4:JBP1.0,BBBJNCC2_CHE3C2_CHE5: MOVA,R6JZC2_CHERJBP1.0,BBBSETBP1.1 ;置快门.MOVR5,#00HYNN500:INCR5 ;相片存储延时.ACALLALCTF1CJNER5,#38H,YNN500MOVR4,#00HMOVR5,#00HMOVR6,#00HMOVR7,#00HCLRP1.1CLRP1.6YNN501:INCR5 ;相机状态恢复延时.ACALLALCTF1CJNER5,#0CFH,YNN501MOVR5,#00HJBP1.0,AABB2CLRP1.1SETBP1.6YNN502:INCR5 ;红灯期间相机聚焦延时.ACALLALCTF0CJNER5,#3FH,YNN502MOVR5,#00HAABB2:AJMPAAA0ALCTF0:MOVTMOD,#51H ；设置中断计数方式MOVTL0,#90HMOVTH0,#0E8HMOVTL1,#00HMOVTH1,#00HSETBTR0SETBET0SETBEASETBTR1T0HERE:CJNER7,#01H,T0HERECLRTR0CLRET0CLREAMOVR7,#00HRETALCTF1:MOVTMOD,#15HMOVTL1,#90HMOVTH1,#0E8HMOVTL0,#00HMOVTH0,#00HSETBTR1SETBET1SETBEASETBTR0T1HERE:CJNER7,#01H,T1HERECLRTR1CLRET1CLREAMOVR7,#00HRETTF0INT:INCR7CLRTR1CPLP1.3AA: RETITF1INT:INCR7CLRTR0CPLP1.2BB: RETIENDINC30H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