# DLD154V4B 车检器分析

> 型号: DLD154V4B | 固件: **V4.29**（2026-09-03 刷新；此前快照 V2.8）| 平台: **AT32F421F8P7**（Cortex-M4, 120MHz, FreeRTOS）
> 源码: `vd_detector/DLD154V4B/utilities/at32f421_freertos_demo/`（TaskLoop.c **1339 行** + main.c 303 行）
> 原理图: `models/DLD154V4B/DLD154V4_Ver4.01-20251021_Logic.pdf`（本仓附件，2026-09-03 由 Ver3.00 更新）
> 硬件变更: 见文末（2026-09-03：R19 拆 + R27 补焊 0Ω → 拨码旁路三极管直控第二颗 33nF）
> 硬件前端对比: `docs/hardware-loop-frontend-pd132t-vs-v4b.md`（直连 vs PD132T CD4060 分频）
> **血缘：M1H 的现代实现**——灵敏度表/映射/IIR 系数继承，M4 优化（快 tick/确认/斜率限幅）是 8051 时代做不到的增量。

## 1. 平台与工程

| 项 | 值 |
|----|-----|
| MCU | AT32F421F8P7（Cortex-M4 @120MHz, 64KB Flash） |
| RTOS | FreeRTOS（loop_task_function 主任务） |
| 工具链 | Keil MDK / AT32 标准库 |
| 看门狗 | **IWDT ≈1.64s**（V2.10 新增，TMR15 ISR + 主循环 poll_wdg 双保险喂狗） |
| 通信 | 无 RS485；TTL 调试口 9600 8N1（DBG 周期 2s + EVT 事件） |

固件演进（2026-09-03 一日内）：V4.23 判稳/呼吸 → V4.24 环境重校准 → V4.25 黄灯预判锁存 →
V4.26 电感量监视+补偿提速 → V4.27 频率测量 4 倍修正 → V4.28/29 C_eff 标定（43→68）。
详细见 DLD154V4B 仓 `docs/devlog.md`。

## 2. 硬件资源

| 引脚 | 功能 |
|------|------|
| PA7 | LP 线圈捕获（TIM3_CH2，输入 DIV_2 = 每 2 信号沿捕获一次；计数器 tick=120MHz） |
| PA0 / PA1 | SA1 / SA2 灵敏度拨码 |
| PA2 | SW3 存在/脉冲模式 |
| PA3 | SW4 离开延时开关 |
| PA4 | SW5 安全复位 |
| PA5 / PA6 | RLY2 辅助 / RLY1 主继电器 |
| PA9 / PA10 / PB1 | LEDA 绿 / LEDC 黄 / 红灯（TMR14 PWM 呼吸） |

振荡回路（原理图 Ver4.01）：固定 33nF + 拨码经 **R27 0Ω**（2026-09-03 前经三极管电路/R19）
接通第二颗 33nF → 两级频率（名义 66nF 低频 / 33nF 高频）。⚠ **固件无法读档位**（拨码不引 IO）。

## 3. 检测算法

### 3.1 频率测量

- TIM3_CH2 输入捕获（PA7）：计数器 tick = **120MHz**（sclk，APB1÷1），通道输入 **DIV_2**（每 2 信号沿捕获 1 次）
- ⚠ V4.27 修正（2026-09-03）：旧实现 calc_freq 按 60MHz 假设且未补偿 DIV_2 → f 打印/估算低 4 倍（示波器 30.23kHz vs 打印 7kHz）；修正后 **f_kHz = 240000×LPCNT/CAPVD（等效 240MHz/Xn）**
- 归一化：`LPCNT = MEASUREMENT_BASE(131072) / Xn`（**BASE=2^17**），累加 LPCNT 个周期得 Value ≈ 131072
- 测量窗 ≈ 131072/(120MHz tick) = **1.09 ms**（Value=Σ Xn 计数，1 计数=1/120M s）

### 3.2 滤波（M4 优化，区别于参考型号）

- IIR：`ALFA_CAP1=79` @10ms → **τ≈32ms**
- **斜率限幅**：单次变化 >5% 截断（拒绝 EMI/闪电尖峰）
- **进入确认**：连续 3 次低于阈值才判有车（ENTRY_CONFIRM=3）

### 3.3 基线

- 正常：`WINDOW_ORIGIN=500` 滑动平均（500×10ms = **5s**），有车冻结
- 上电判稳（V4.23 重写，vd960Loop V1.03 同构）：窗口 100 样本≈1s，窗口均值漂移 ≤ **0.1%**（STABLE_ORIGIN_PPT=1）连续 2 窗 → `settle_cnt++`；判稳 =（≥128 样本 && ≥2 窗）|| ≥500 样本兜底；退出/重新初始化清零 → **杜绝二次稳定期 1 样本瞬判**
- **冻结超时**：`FREEZE_TIMEOUT=1000`（10s）+ ±2% 稳定性窗口，持续偏高且稳定才强制更新基线
- **环境重校准（V4.24，受控替换）**：`dev > +4×dlt` 高位判定为疑似环境变化后：
  1. 冻结等待 `ENV_RESYNC_WAIT=1000`（**10s**，V4.26 自 60s 缩短；回摆清零）
  2. 学习窗 200tick（2s）空闲均值 ×3 + settle 语义（漂移 ≤0.1%），预算 `ENV_LEARN_MAX_TICKS=3000`（30s）放弃
  3. 空闲原子替换 Origin（`env_resync_apply`）+ 清冻结三件套
- **黄灯预判锁存（V4.25）**：高位连续 `ENV_WARN_WAIT=500`（5s）→ `g_env_warn` 锁存常亮；回摆/目标靠近**不灭**；环境回对称窗且 `dev > -dlt`（真空闲）连续 `ENV_RECOVER_WAIT=500`（5s）才解除
- 时序参考：A 拿走 → 5s 黄灯预判 → 10s 学习 → ~16s 原子替换 → 空闲 5s 确认灭 → ~21s 恢复（V4.26 提速后）

### 3.4 进入/离开

- 进入：`CAPVD < Origin − dlt`（3 次确认），`dlt = Origin×SensTable[SENS]>>16`
- 离开：**简单滞回 3 次防抖**（V2.9 起默认，`(Origin−dlt)<CAPVD` 且 `cnt_release≥3`）；平坦性三条件（CN200910309382）代码保留在 `#if USE_FLATNESS_EXIT` 内，**默认禁用**（现场实测不理想，2026-08-28）
- 离开阈值 `dlt = Origin×SensTable_1[SENS]>>16`（V2.11 起分档 {60,32,21,14}，对齐 PD132T SENUP 标贴 OFF=出厂默认）

### 3.5 灵敏度表（M1H 继承，V2.8/V2.11 调整）

```
SensTable[4]   = {300,  60, 32, 21}   // 进入 (Δf/f: 0.46%…0.032%, V2.11 全档与 PD132T 完全一致)
SensTable_1[4] = { 60,  32, 21, 14}   // 离开分档（V2.11 与 PD132T SensTable1 完全一致；原 {108,72,18,14}）
```

- `SENS = 3-(sw&0x03)`（拨码反码，与 M1H 一致）
- ⚠ V2.8（2026-08-27）：SENS=3 最高档 10→20、9→14——现场广告杆落杆误触发（落杆机械/电磁扰动越过 0.015% 阈值）
- ⚠ V2.11（2026-08-28）：① 进入表 216/108/36/20→**300/60/32/21**（0.33%/0.16%/0.055%/0.031%→0.458%/0.092%/0.049%/0.032% Δf/f）——PD132T 客户现场替换，**全档完全一致**；② 离开表 {108,72,18,14}→{60,32,21,14}（与 PD132T SensTable1 完全一致，SENUP 标贴 OFF=出厂默认态；若现场 SENUP 拨 ON 需改恒 14 表）

### 3.6 线圈电感量监视（V4.26，coil_monitor）

- 判据（拍板规格）：**默认低频档口径，空场频率合理窗 20~120kHz**；f<20k → L 偏大、f>120k → L 偏小（不做档位判定/灰带）
- 条件：仅稳定 + 无车 + 未断开时判（无车主路径调用，Origin 反推空场 f；车压/自检不判）；越界/恢复均 1s 防抖（100×10ms）
- 诊断：`EVT|coil_fault f:xx kHz L~xxx uH ... too_large/too_small`、`EVT|coil_ok ...`
- **L 估算标定**（V4.28/29）：`L_uH = 2.533e7/(f_kHz² × COIL_CAL_C_NF)`
  - 低频档（名义 66nF）实测等效谐振电容 C_eff=68.1~68.9 → **宏 68**（V4.29；V4.28 的 43 为 5.1K 旧板带病特性作废）
  - 高频档（名义 33nF）实测 C_eff≈34.4 → 宏参考 34（0Ω 板待复测；拨 33nF 档需改主宏）
  - 标定法：LCR 实测 L → C=2.533e7/(f²×L)，多颗平均

### 3.7 指示逻辑（V4.23/V4.26 状态）

- **红灯**：TMR14 PWM 呼吸（PB1，暗→暗 2520ms，60ms/步；V4.23 呼吸节奏以 vd960Loop 为参照）
- **绿灯**：上电自检判稳（见 3.3）——基准稳定才停快闪；二次稳定期有判稳语义铁律保护
- **黄灯优先级链**（V4.26 拍板）：线圈断开快闪(1) > 故障补偿/学习常亮(4) > 电感量不合理**一长一短**(5: 200/100/100/800ms) > 断开史 N 短闪(3) > 灭

## 4. 时序/速率/周期速查（2026-09-03 V4.29 刷新）

> V4B 是**混合节拍**架构，与所有参考型号的单节拍不同：

| 量 | 值 | 说明 |
|----|-----|------|
| 检测主循环 | **10 ms** | FreeRTOS vTaskDelay(10)，vd1_task 由 CAP_OK 门控 |
| 测量窗 | 1.09 ms | 131072/120MHz（CAPVD 原始值节拍；V4.27 修正自 60MHz 误口径） |
| **CAPVD 更新节拍** | **10 ms** | IIR 消费节拍（vd1_task 在 10ms 循环跑） |
| **基线更新周期** | **5 s**（500 窗） | 稳定期 ~2s 判稳（100 样本窗×2 + 漂移 ≤0.1%） |
| IIR 时间常数 τ | **32 ms** | 10ms × 256/79 |
| 时序状态机 tick | **50 ms** | TMR15 ISR 5ms×10（进入/离开/脉冲/超时） |
| 进入确认 | 3×10ms = 30ms | + 时序 IN_DELAY 500ms |
| 离开判定 | 简单滞回 3 次防抖（平坦性 #if 禁用，V2.9 起） | + OUT_DELAY 500ms（SW4=ON） |
| 脉冲宽 | 500 ms | PULSE_DELAY=10 @50ms |
| 有限存在 | **300 s** | HOLD_TIME=6000 @50ms |
| 安全复位 | **240 s** | LC_HOLD_TIME=4800 @50ms |
| 环境重校准 | 5s 预判 → 10s 学习 → ~21s 恢复 | ENV_WARN/RESYNC/RECOVER_WAIT 500/1000/500 + 学习 3×200tick，预算 30s |
| 线圈监视防抖 | 1 s | 100×10ms（coil_monitor，仅稳定无车判） |
| DBG 周期打印 | 2 s | 含 f_kHz + L_uH（C_eff 标定后） |
| 看门狗 | IWDT ≈1.64s（V2.10） | TMR15 ISR 计数 + 主循环 poll_wdg 500ms 喂狗 |

## 5. 拨码与配置

| DIP | 引脚 | ON=1 | OFF=0 |
|-----|------|------|-------|
| SA_1/SA_2 | PA0/PA1 | 灵敏度低位/高位 | `SENS = 3-(sw&0x03)` |
| SW_3 | PA2 | 脉冲输出 | 存在输出 |
| SW_4 | PA3 | 离开延时 500ms | 无延时 |
| SW_5 | PA4 | 安全复位 | 正常运行 |

拨码去抖：连续 5 次一致才生效。
频率档位（33/66nF）不在 DIP 内，由板载拨码直控电容（不引 MCU IO）→ 固件按默认低频档标定。

## 6. 与 M1H 的血缘对比（同血统两代）

| 特征 | M1H (2008) | DLD154V4B |
|------|-----------|-----------|
| 平台 | STC12C5202 (8051, ~12MHz) | AT32F421 (M4, 120MHz) + FreeRTOS |
| 归一化基数 | 32768 | **131072**（2^17，快 4 倍精度） |
| 测量窗 | 32.8ms | **1.09ms**（快 30×；V4.27 修正 120M tick 口径） |
| CAPVD 节拍 | 32.8ms | 10ms（快 3.3×） |
| 基线 | 100 窗 3.28s（有车也跟踪） | 500 窗 5s（有车冻结 + 冻结超时 + V4.24 环境重校准） |
| 灵敏度表 | {216,108,36,10}/{108,72,18,9} | {300,60,32,21}/{60,32,21,14}（V2.11 全档与 PD132T 一致） |
| IIR | ALFA 79 @32.8ms τ=106ms | ALFA 79 @10ms **τ=32ms**（快 3.3×） |
| 进入 | 单次越线 | **3 次确认 + 斜率限幅** |
| 离开 | 简单阈值 | **简单滞回 3 次防抖**（平坦性 #if 禁用，V2.9 起） |
| 产品自诊断 | 无 | **线圈断开编码 / 电感量范围监视（20~120kHz）+ L 粗估（C_eff 标定）** |
| 看门狗 | WDT_CONTR | **IWDT ≈1.64s**（V2.10 双保险） |
| 时序 tick | 50ms | 检测 10ms + 时序 50ms（混合） |

## 7. 设计特点

1. **混合节拍**是本型号最大特色：检测（IIR/基线/判据）在 10ms 快循环，时序状态机（进入/离开/脉冲/超时）在 50ms tick——两者解耦，响应快且时序参数与 M1H 直接对齐
2. **基线多重保护**：有车冻结 + 冻结超时（10s）+ 稳定性检查（±2%）+ **V4.24 受控环境重校准**（10s 等待学习、空闲原子替换、30s 放弃防死锁）——比参考型号多两层环境自适应
3. **看门狗 V2.10 补齐**：此前"无看门狗"是全产品线例外项；V2.10 新增 IWDT（超时≈1.64s，TMR15 ISR 计数 + 主循环 poll_wdg 双保险喂狗，对齐 154Pro WWDG 方案）——与 154Pro 的 WWDG 558ms / 960 的 IWDG 策略对齐
4. 平坦性离开判定（专利 CN200910309382）曾用于解决大车多峰频率曲线误触发，是参考型号没有的——**V2.9 起默认关闭**（现场实测不理想），切回简单滞回 3 次防抖（与 154Pro 一致），代码保留可开
5. **黄灯人机接口完整**（V4.23~V4.26）：断开快闪 > 环境学习/预判锁存 > 电感一长一短 > 断开史 N 短闪 > 灭——现场 10s 级可判故障类型
6. **自诊断带校准**（V4.26~V4.29）：线圈电感量监视基于真实频率（V4.27 修正 4 倍测量差）+ 标定等效谐振电容（C_eff=68，0Ω 板）——打印 L 与 LCR 实测偏差 ≤1.5%

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## 2026-09-03 硬件变更：拨码电容开关旁路三极管（原理图 Ver4.01）

**准确改动**（用户确认）：
- **R19 取下**（拆除）
- **R27 补焊 0Ω**（原空贴）
- 效果 = 拨码开关**不再经过三极管电路**，通过 0Ω 电阻**直接控制第二颗 33nF 电容**

**原因/效果**（2026-09-03 现场标定）：
- 原电路（拨码经三极管控电容）：低频档（66nF 名义）实测等效谐振电容 **C_eff≈43nF**（2 台 5 组反推），第二颗 33nF 只等效并入 ~8.6nF
- 旁路后（0Ω 直控）：**C_eff=68.1~68.9nF（均值 68.4）≈ 名义 66nF**，电容全量并入
- 固件关联：DLD154V4B V4.28 `COIL_CAL_C_NF=43` 作废 → V4.29 `COIL_CAL_C_NF=68`
- 33nF（高频）档标定 34（旧板数据），0Ω 板待复测