6.1 KiB
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DLD154V4B 开发日志
MCU: AT32F421F8P7 (Cortex-M4, 120MHz) | 线圈通道: 1路 | 通信: RS485
2026-06-23 — 跳出框框：去掉 >>6 精度浪费
背景
DLD154V4B 的检测算法继承自 M1H（STC12C5202, 2008）和 TLD-110（P87LPC762, 2003），但有几个关键硬件差异：
| 特性 | M1H / TLD-110 | DLD154V4B |
|---|---|---|
| 主频 | ~12MHz (8051) | 120MHz (Cortex-M4) |
| 分频芯片 | CD4060 (Pin5, ÷32) | 无，直连 PA7 |
| MCU 内分频 | 无 | TIM3 DIV_4 → DIV_2 |
| 有效分频比 | ÷32 | ÷2 |
| 捕获方式 | PCA 周期捕获 / 门控计数 | TIM3_CH2 硬件输入捕获 |
问题：<<6 和 >>6 的精度浪费
原始代码的数据流存在一个"膨胀再压缩"的精度陷阱：
TMR3 ISR:
Xn = 周期差值 (4800 ticks @ DIV_4)
LPCNT = (32768 << 6) / Xn = 437 ← 窗口开大 64×，降噪
Value = Σ 437次 Xn ≈ 2,097,600 ← 437 样本精密累加
vd1_task:
tmp = Value >> 6 = 32,775 ← 6bit 精度全部丢弃！
CAPVD = IIR(tmp...) ← IIR 只看到 ~6 样本有效信息
<<6 和 >>6 在数学上互相抵消——437 个样本累加，然后右移 6 位，等效仅用 ~7 个样本（437/64 ≈ 6.8）。窗口开大降噪了，但精度被自己扔掉了。
方案：去掉 <<6/>>6，用 MEASUREMENT_BASE
TMR3 ISR:
LPCNT = 131072 / Xn = 27~54 ← 自适应窗口，不丢精度
Value = Σ Xn ≈ 131072 ← 直接作为检测输入
vd1_task:
CAPVD = IIR(Value) ← 全精度参与滤波
| 参数 | 旧方案 | 新方案 |
|---|---|---|
| LPCNT (100kHz, DIV_2) | — | 54 |
| 测量窗口 | 17.5ms (DIV_4) | ~1ms |
| 有效精度/窗口 | ~6 样本 (>>6 后) | 54 样本 (全保留) |
| Origin 范围 | ~32K | ~131K |
| 灵敏度阈值 | 百分比公式，自动按比例缩放 ✓ | 同 ✓ |
| 进入响应 | ~50ms | ~3ms |
同步改进
| # | 改动 | 原因 |
|---|---|---|
| 1 | TIM3 分频 DIV_4 → DIV_2 | 提高采样率，中断率 2× 仍安全 (CPU<3%) |
| 2 | MEASUREMENT_BASE = 131072 (2^17) | 平衡精度和 Origin 范围 |
| 3 | 去除所有 >>6 | 保留全采样精度 |
| 4 | 离开增加 cnt_release >= 3 防抖 |
防瞬间噪声导致误落杆 |
| 5 | 基线冻结 + 100 窗口慢跟踪 | 仿 TLD-110，有车不更新基线 |
为什么不需要 CD4060 外部分频
AT32F421 的 TIM3 有内置输入分频器，配合 120MHz 主频：
| 线圈频率 | DIV_2 中断率 | CPU 占用 (50周期/ISR) |
|---|---|---|
| 100 kHz | 50k/s | 2.1% |
| 150 kHz | 75k/s | 3.1% |
| 200 kHz | 100k/s | 4.2% |
均在安全范围内，无需外部分频芯片。
对比 M1H/TLD-110
| 指标 | M1H (CD4060÷32) | DLD154V4B (新) |
|---|---|---|
| 测量间隔 | ~50ms (固定) | ~1ms (自适应) |
| 进入防抖 | 500ms IN_DELAY | 500ms IN_DELAY |
| 离开防抖 | 1.9s OUT_DELAY | 3次连续确认 + 1.9s OUT_DELAY |
| 基线跟踪 | 100次 (有车也跟) | 100次 (有车冻结) |
2026-06-23 — 精简重构，对齐参考实现
- 删除二阶差分滤波（计算但从未参与判决）
- 删除 FltHistoryManager 死代码（20+ 未用字段）
- 删除 StageRangeConfig（区间约束未引用）
- 删除动态窗口切换（LOOP_WINDOW_SIZE_LOW→FAST）
- 时序状态机简化：去掉 PLUSE_IN_F/PLUSE_IN 中间层
- 拨码去抖 10→5（对齐 M1H）
- 代码量：1177→706 行（-40%）
2026-06-22 — 参考分析
见 reference_analysis.md：M1H + TLD-110 完整算法分析。
2026-06-23 — 指示灯行为规范化
LED 硬件对应
| 硬件 | 引脚 | 宏 | 行为 |
|---|---|---|---|
| 红灯 | PB1 | (无宏, TMR14 PWM) | 始终呼吸，不干预 |
| 绿灯 (LEDA) | PA9 | LEDA_ON/LEDA_OFF |
自检慢闪 / 有车亮 / 无车灭 |
| 黄灯 (LEDC) | PA10 | LED_YELLOW_ON/OFF |
故障快闪 / 断开次数编码 |
注:
LEDA宏在 BSP 遗留代码中指向 PB1（红灯），已修正为 PA9（绿灯）。LEDB宏无实际 IO，已删除。
绿灯行为
| 状态 | 绿灯 |
|---|---|
| 上电自检 (Origin 未确立) | 慢闪 200ms |
| 数值稳定期 (128 样本 ≈ 128ms) | 慢闪 200ms |
| 正常工作，无车 | 灭 |
| 正常工作，有车 | 亮 |
| 线圈断开中 | 灭（黄灯快闪负责故障指示） |
黄灯行为
| 条件 | 黄灯 |
|---|---|
| 上电后从未接线圈 | 快闪 200ms |
| 线圈当前断开中 | 快闪 200ms |
| 重连后，断开过 1 次 | 1 短闪 (80ms 亮) + 1.2s 间隔 |
| 重连后，断开过 2 次 | 2 短闪 + 1.2s 间隔 |
| 重连后，断开过 3+ 次 | 3 短闪 + 1.2s 间隔 |
| 正常，无断开记录 | 灭 |
"不接线圈上电，上电后再接线圈"不计入断开次数。
2026-06-23 — 上电稳定期 & 线圈重连
上电稳定期
Origin 首次确立后，线圈振荡需要时间稳定。新增 g_loop_stable 标志：
INIT_VD()→g_loop_stable = 0vd1_task(): 稳定期内只做 IIR + 基线跟踪，跳过进入检测- 128 样本 (~128ms) 后
g_loop_stable = 1，正式启用检测 - 安全复位时重置
g_loop_stable = 0
线圈重连状态保持
断开时不丢 VD_FLAG，重连后快速收敛 IIR：
断开: 保留 loop1_VD_FLAG，仅关断继电器
重连: loop1_CAPVD = 0 → 首个样本直锁 Value → IIR 后续正常跟踪
| 断开前 | 断开期间 | 重连后 | 检测结果 |
|---|---|---|---|
| 有车 | 车还在，绿灯灭 | 车还在 | CAPVD < Origin-dlt → VD_FLAG=1 → 绿灯亮 |
| 有车 | 车离开 | 车离开 | CAPVD ≈ Origin → cnt_release→3 → VD_FLAG=0 |
| 无车 | 车进入 | 车进入 | CAPVD < Origin-dlt → VD_FLAG=1 → 绿灯亮 |
修订记录
| 版本 | 时间 | 说明 |
|---|---|---|
| V1.3 | 2026-06-23 | 指示灯行为、稳定期、重连状态保持 |
| V1.2 | 2026-06-23 | <<6/>>6 精度浪费分析与改进 |
| V1.1 | 2026-06-23 | 精简重构，对齐 M1H/TLD-110 |
| V1.0 | 2026-06-22 | 参考分析文档 |