1、JN 车辆检测及功能扩展 一、系统组成MCS51 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 B1、 B2 AT89C51 框图 1地感线圈 基准频率发生器 F0 整形 检测控制 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
2、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 1620KHz，加 C1
3、 后频率应提升到 4050KHz。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 fifo，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
4、程序以便反复调用 , 汇编程序全文如下:ORG 0000HLJMP STARTORG 000BHLJMP TF0INTORG 001BHLJMP TF1INTORG 0100HSTART: MOV SP,#60H ;6M 12sM 实验，减 P2 差值，置快门后回 AAA0MOV PSW,#00H ;绿灯循环检测到最小值。START1: JB P1.0,START2SETB P1.6 ;若红灯则置相机聚焦.SJMP START3START2: CLR P1.6START3: CLR AMOV R0,AMOV R1,AMOV R2,AMOV R3,AMOV R4,AMOV R5,AMOV R6,
5、AMOV R7,A MOV 30H,AMOV 31H,AMOV 32H,AMOV 33H,AMOV P1,#01HMOV P2,#0FFHC1ACALL: ACALL ALCTF1 ;调用 C1 检测子程序,取最小 C1 基值MOV 30H,TL0MOV 31H,TH0C2ACALL: ACALL ALCTF0 ;调用 C2 检测子程序,取最小 C2 基值MOV 32H,TL1MOV 33H,TH1C1ACALL1: CLR P1.6JNB P1.0, AAAAACALL ALCTF1MOV A, TH0CJNE A, 31H, C1ACAMOV A, TL0CJNE A, 30H, C1AC
6、ASJMP C2ACALL1C1ACA: JNC C1ACA1MOV 30H, TL0MOV 31H, TH0SJMP C2ACALL1C1ACA1: SETB P1.2C2ACALL1: ACALL ALCTF0MOV A, TH1CJNE A, 33H, C2ACAMOV A, TL1CJNE A, 32H, C2ACASJMP C1ACALL1C2ACA: JNC C2ACA1MOV 32H, TL1MOV 33H, TH1SJMP C1ACALL1C2ACA1: SETB P1.3AAAA: JB P1.0, C1ACALL1INC 30H ;加 1 去除误差INC 32HAAA0:
7、JB P1.0, START1 ;若绿灯则回重检 C1 C2 基值程序.CLR P1.2CLR P1.3SETB P1.6C1_CHER: ACALL ALCTF1 ;检测 C1 并进行比较.MOV A, TH0CJNE A, 31H, C1_CHE1MOV A, TL0CJNE A, 30H, C1_CHESJMP AAA0C1_CHE: JC AAA0MOV B,P2CLR CSUBB A, 30HCJNE A, B, C1_CHE1SETB P1.2SJMP C1_CHE2C1_CHE1: JC AAA0MOV A, #0FFHCLR CSUBB A, 30HADD A, TL0MOV
8、B,P2CJNE A,B,C1_CHE6SETB P1.2SJMP C1_CHE2C1_CHE6: JC AAA0SETB P1.2C1_CHE2: JNB P1.0, C1_CHE3CLR P1.6CLR P1.2CLR P1.3AJMP START1C1_CHE3: ACALL ALCTF1MOV A, TH0CJNE A, 31H, C1_CHE4MOV A, TL0CJNE A, 30H, C1_CHE4SJMP C1_CHE5C1_CHE4: JNC C1_CHE2C1_CHE5: INC R6C2_CHER: JNB P1.0, C2_CHECLR P1.6CLR P1.2CLR
9、P1.3MOV R6,#00HAJMP START1C2_CHE: ACALL ALCTF0MOV A, TH1CJNE A, 33H, C2_CHE1MOV A, TL1CJNE A, 32H, C2_CHE1SJMP C2_CHERC2_CHE1: JNC AAASJMP C2_CHERAAA: SETB P1.3C2_CHE2: JNB P1.0, C2_CHE3CLR P1.6CLR P1.2CLR P1.3MOV R6,#00HBBB: AJMP START1C2_CHE3: ACALL ALCTF0MOV A, TH1CJNE A, 33H, C2_CHE4MOV A, TL1CJ
10、NE A, 32H, C2_CHE4SJMP C2_CHE5C2_CHE4: JB P1.0, BBBJNC C2_CHE3C2_CHE5: MOV A, R6JZ C2_CHERJB P1.0,BBBSETB P1.1 ;置快门.MOV R5, #00HYNN500: INC R5 ;相片存储延时.ACALL ALCTF1CJNE R5, #38H, YNN500MOV R4, #00HMOV R5, #00HMOV R6, #00HMOV R7, #00HCLR P1.1CLR P1.6YNN501: INC R5 ;相机状态恢复延时.ACALL ALCTF1CJNE R5, #0CFH,
11、 YNN501MOV R5, #00HJB P1.0,AABB2CLR P1.1SETB P1.6YNN502: INC R5 ;红灯期间相机聚焦延时.ACALL ALCTF0CJNE R5,#3FH,YNN502MOV R5,#00HAABB2: AJMP AAA0ALCTF0: MOV TMOD, #51H ；设置中断计数方式MOV TL0, #90HMOV TH0, #0E8HMOV TL1, #00HMOV TH1, #00HSETB TR0SETB ET0SETB EA SETB TR1T0HERE: CJNE R7, #01H, T0HERECLR TR0CLR ET0CLR EA
12、MOV R7,#00H RETALCTF1: MOV TMOD, #15HMOV TL1, #90HMOV TH1, #0E8HMOV TL0, #00HMOV TH0, #00HSETB TR1SETB ET1SETB EASETB TR0T1HERE: CJNE R7, #01H, T1HERECLR TR1CLR ET1CLR EAMOV R7,#00HRETTF0INT: INC R7CLR TR1CPL P1.3AA: RETITF1INT: INC R7CLR TR0CPL P1.2BB: RETIENDINC 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，
13、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
14、 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，
15、 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 2N测 C1、C2 的 Fo 基值 不起振，指示灯Y存入寄存器 R0、R1N 测 C1R0 大于或等于阀值？Y置 P1.1 高电平 N 测 C2R1 大于或等于阀值？Y置 P1.6 高电平N 测 C1R0 小于阀值？Y置 P1.1 低电平N测 C2R1 小于阀值？Y置 P1.6 低电平初始化结束 结束
