# DLD154V4B 车检器分析 > 型号: DLD154V4B | 固件: **V4.36.40**(2026-09-09 刷新;此前快照 V4.29 / V2.8)| 平台: **AT32F421F8P7**(Cortex-M4, 120MHz, FreeRTOS) > 源码: `vd_detector/DLD154V4B/utilities/at32f421_freertos_demo/`(TaskLoop.c **1797 行** + main.c 304 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 的实验板;**产品仍用三极管库存板 R19 在 / R27 空,C_eff=43nF**) > 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 | | 版本体系 | **4.36.x REV 修订号制**(V2.35 引入):MAIN/SUB 产品定,小功能/参数/文档只 bump REV;启动打印 `fw:4.36.x main=4 sub=36 rev=x hw:3.00` | | 看门狗 | **IWDT ≈1.64s**(V2.10 新增,TMR15 ISR 5ms 递增 + 主循环 poll_wdg 500ms 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: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 → **V4.30~V4.36 低Q 释放/卡死治理链 + 电感分级产品化语义**(详见 §8)。 详细见 DLD154V4B 仓 `docs/devlog.md`(V2.77)。 ## 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 默认输出(绿灯镜像此路)** / RLY1 拨码可选脉冲继电器 | | 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**(实验板)/ **三极管电路 R19**(产品库存板) 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)。 **产品电容口径(重要)**:产品 = 三极管库存板(R19 在 / R27 空),低频档实测 **C_eff≈43nF**(41.3~45.5,V4.34 基准); 0Ω 实验板 C_eff≈68(仅机理验证,不用于产品计算)。高频档(33nF)实测 C_eff≈34.4。 ## 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 240000/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) - ⚠ **强制断开期(fault3)Xn/Value 仍由 TMR3 捕获 ISR 实时更新**,而 Origin 只在 vd1_task 更新(停摆即冻结)——V4.36.40 热切换修复的关键依据 ### 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/释放确认按 Q 档**(V4.36.8,Q∝1/f 代理):进入 ENTRY_CONFIRM 高Q(f≤80k)=3 / 中Q(80~100k)=4 / 低Q(f>100k)=5; 释放 REL_CONFIRM 高3 / 中4 / 低5(低Q 抖动大,多样本防假进入/输出抖落) - **低Q 释放平滑**(V4.36.19/26):`REL_ALFA=30` @10ms → τ≈85ms,独立 IIR 仅用于低Q 释放判定(复刻打印降采样平均效应抗抖) - 释放慢滤波 `RELEASE_ALFA=21` @10ms → τ≈117ms(对齐 PD132T α79@43.7ms) ### 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):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(STABLE_MAX_SAMPLES=500, 5s);退出/重新初始化清零 → **杜绝二次稳定期 1 样本瞬判** - **就绪巩固期 Q 分级**(V4.36.36):判稳完成(Loop stable)后绿灯按 Q 档继续慢闪—— 高Q **5s**(READY_HOLD_HI=1000)/ 中Q **7s**(1400)/ 低Q **10s**(2000),5ms tick 递减。 目的:低Q 线圈上电自检完(绿灯灭)立刻压板易绿灯常亮,巩固期内 Origin/EMA/滤波真实多收敛 5~10s - **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(V4.24/31,受控替换)**:`dev > +4×dlt` 高位判定为疑似环境变化后: 1. 黄灯预判锁存 `ENV_WARN_WAIT=200`(**2s**)→ 常亮;回摆/目标靠近**不灭** 2. 冻结等待 `ENV_RESYNC_WAIT=700`(**7s**,V4.31 拍板 预判2s+补偿7s+恢复2s;回摆清零) 3. 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 4. 空闲原子替换 Origin(`env_resync_apply`)+ 清冻结三件套;`ENV_RECOVER_WAIT=200`(2s)空闲确认后解除预判 - **释放后 Origin 分级补偿**(V4.36.26/32,仿 PD132T 慢采样等效): 释放后**全冻结 1s**(`REL_ORIGIN_FREEZE_TICKS=100`)→ 残余缓离窗口不入均值窗; 之后 **降权 2s ×1/5**(`ORIGIN_LOWLEARN_TICKS=200`,均值窗 500→2500 样本 / 25s 窗,`ORIGIN_LOWLEARN_MULT=5`) ——切断"残余低值样本拉低 Origin → 释放线下降 → cycle 正反馈" - **真空 EMA 重锚 B3**(V4.36.31/33/35):`VACUUM_EMA_ALFA=128`(τ≈1.28s)跟踪无车真空; 判定参考 `vac_ref = min(Origin, EMA)`,但**仅当 Origin−EMA > 1×dlt**(`VAC_REF_DELTA_DLT=1`,真锚错)才用 EMA 锚低 ——防金属板悬停感应边缘快速拉低 EMA 导致触发线漂移。 ⚠ **V4.36.31 cast bug(V4.36.35 治本)**:`(uint32_t)(负差)/128 = +3355万/样本`(C 语义:负转无符号爆炸); 修复 = 有符号先除 `g += (uint32_t)(_ema_d/128)`;V4.36.34 的"偏差>25% 自愈重置"保留为最后防线 ### 3.4 进入/离开 - 进入:`CAPVD < Origin − dlt`(按 Q 档 3/4/5 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)>16` - **低Q 环带超时兜底**(V4.36.30,时间回滞替代空间回滞):板停在触发-释放回滞带内不再永久卡死—— `CAPVD > 进入线` 持续 `REL_BAND_TIMEOUT_TICKS=250`(**2.5s**)→ 强制释放 - 低Q 释放带回加宽(V4.36.28):`REL_BAND_LO_MULT=180`(dlt_rel×1.8,23→41 counts@SENS3),回滞 = 49−41 = 8 counts ### 3.5 灵敏度表 ``` USE_PLANB_TABLE = 1 (方案B,V4.06 定稿,实际编译) SensTable[4] = {337, 71, 38, 25} // 进入(调深;V4.07 SENS=0 回调 357→337) SensTable_1[4] = { 51, 27, 18, 12} // 释放(调浅;等比 ×25/21 ×12/14) USE_PLANB_TABLE = 0 (PD132T 完全对齐表,备选) SensTable[4] = {300, 60, 32, 21} // V2.11:全档与 PD132T 一致 SensTable_1[4] = { 60, 32, 21, 14} ``` - `SENS = 3-(sw&0x03)`(拨码反码,与 M1H 一致);拨码去抖:连续 5 次一致才生效 - ⚠ V2.8:SENS=3 最高档 10→20、9→14——现场广告杆落杆误触发(机械/电磁扰动越过 0.015% 阈值) - ⚠ V2.11:全档对齐 PD132T(客户现场替换需求);V4.06 起方案B 现场调校(SENS=3 实测接近 PD132T) ### 3.6 线圈电感量监视(V4.26 → V4.36.37 四分) - 判据:**默认低频档口径,空场频率合理窗 18~125kHz**(V4.36.9/18/25 收敛:20~120 → 18~125) - 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 **5s 防抖**(`COIL_FAULT_HOLD_TICKS=500`,V4.36.21 自 1s 加长) - **四分级语义**(V4.36.25 三分 → V4.36.37 方案A 分级): | f 区间 | 电感(43nF) | fault | 黄灯 | 判定 | |---|---|---|---|---| | 18~125k | 38µH~1.15mH | 0 | 灭 | 正常 | | f<18k | L 偏大 | 1 | 一长一短 | 照常 | | 125~156k | 24~38µH | 1 | 一长一短 | 照常 | | **156~171k** | **20~24µH** | **2** | **一长两短**(V4.36.38) | **恒判车(不随宏)** | | **f>171k** | **<20µH 短路级** | **3** | **快闪 200ms**(同真断开) | 宏=0 判车 / **宏=1 等同断开** | - 宏与阈值: - `COIL_L_MIN_UH=24` ↔ `COIL_L_MIN_F_KHZ=156`(f@24µH=156.7k) - `COIL_L_SHORT_UH=20` ↔ `COIL_L_SHORT_F_KHZ=171`(f@20µH=171.6k,V4.36.37 新增) - `COIL_UNDER_MIN_AS_OPEN`:**默认 1**(V4.36.39 用户拍板出厂态)——短路级=完全断开态(判定暂停 + 继电器保持释放 + 绿灯灭 + 黄灯快闪 + 专职恢复监测);`0` 保留"仅快闪提示、判定照常" - 诊断:`EVT|coil_fault f:xx kHz L~xxx uH ...`、`EVT|coil_ok ...` - **L 估算**(V4.28/29/34):`L_uH = 2.533e7/(f_kHz² × COIL_CAL_C_NF)`,产品宏 **43**(三极管库存板;0Ω 板 68 仅实验) - **热切换恢复(V4.36.40 修复)**:短路级强制断开期 vd1_task 停摆 → Origin/LPCNT 冻结 → 旧 recover 用冻结值判 f 永远 >171k → **换正常线圈也不恢复(只能断电)**。 修复:recover 改用 **TMR3 捕获 ISR 实时 Xn**(`f=240000/Xn`)判回窗,连续 5s → 实时置档 → ISR 停压 LOOP_OK → 主循环上升沿自动发起重连确认(100ms)→ 无车判稳门控 → **Origin 判稳重建** → 正常线圈 fault 归 0。**换线圈不断电约 6s 自愈** ### 3.7 指示逻辑 - **红灯**:TMR14 PWM 呼吸(PB1,暗→暗 2520ms,60ms/步) - **绿灯**:= **RLY2(PA5)odt 镜像**(吸合亮/释放灭,V4.36.10 由 RLY1 改默认继电器); 自检/判稳/就绪巩固期慢闪(`!LOOP_OK || g_reconn_stab || fault==3 || !stable || ready_hold>0`) - **黄灯优先级链**(V4.36.38 现行,1>4>2>1'>3>灭): 1. 快闪 200ms:`!LOOP_OK`(断开/从未接)或 `g_reconn_stab`(重连判稳中)或 **fault==3 短路级** 2. 常亮:环境异常预判/重校准学习(`g_env_warn/g_env_resync` 锁存) 3. **一长两短**(900/300/100/300/100/700ms,6 相):fault==2 可用级(20~24µH) 4. 一长一短(900/300/100/700ms,4 相):fault==1 出窗(L 偏大 / 24~38µH) 5. N 短闪(80ms 亮/200ms 灭 ×N≤3,1.2s 间隔):断开史 6. 灭 - 现场判读口诀:**一长两短=偏低但能用(照常判车);一长一短=出窗仍可用;快闪=真断开或 <20µH 短路级** ## 4. 时序/速率/周期速查(2026-09-09 V4.36.40 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) | | **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 ~1.3s 判稳(128 样本 + 2 窗漂移 ≤0.1%) | | IIR 时间常数 τ | **32 ms** | 10ms × 256/79(低Q 释放平滑另用 REL_ALFA=30 → τ≈85ms) | | 时序状态机 tick | **50 ms** | TMR15 ISR 5ms×10(进入/离开/脉冲/超时) | | 进入确认 | 3~5×10ms = 30~50ms | 按 Q 档(高3/中4/低5) + 时序 IN_DELAY 500ms | | 离开判定 | 简单滞回 3~5 次防抖(平坦性 #if 禁用) | 按 Q 档 + OUT_DELAY 500ms(SW4=ON) | | 低Q 环带超时兜底 | **2.5 s** | CAPVD>进入线持续 → 强制释放(V4.36.30) | | 释放后 Origin 补偿 | 冻结 1s + 降权 2s×1/5 | V4.36.26/32 | | 真空 EMA | τ≈1.28 s | V4.36.31(α=1/128) | | 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 | 2s 预判 → 7s 补偿 → 2s 恢复 | ENV_WARN/RESYNC/RECOVER 200/700/200 + 学习 3×200tick,预算 30s | | 就绪巩固期 | **5s / 7s / 10s** | 按 Q 档(高/中/低),绿灯慢闪,V4.36.36 | | 线圈监视防抖 | **5 s** | 500×10ms(coil_monitor,仅稳定无车判) | | 重连确认窗 | **100 ms** | 载波连续恢复计数(V4.36.2) | | 重连起振抑制 | **200 / 300 / 1500 ms** | 按 Q 档(高/中/低,V4.36.7/11) | | 重连判稳门控 | 600ms 无漂移 / 5s 兜底 | V4.36.15(值稳定才放行) | | 有车断开继电器保持 | **1000 ms** | RELAY_HOLD_MS(V4.36.3/7) | | DBG 周期打印 | 2 s | 含 f_kHz + L_uH(C_eff 标定后) | | 看门狗 | IWDT ≈1.64s | 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。 ⚠ 拨码不重启检测器(无复位电路联动)——电感分级变更后靠自动恢复机制收敛,无需断电。 ## 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 + 环境重校准 + 释放后分级补偿) | | 灵敏度表 | {216,108,36,10}/{108,72,18,9} | 方案B {337,71,38,25}/{51,27,18,12}(现场调校);PD132T 对齐表 {300,60,32,21}/{60,32,21,14} | | IIR | ALFA 79 @32.8ms τ=106ms | ALFA 79 @10ms **τ=32ms**(快 3.3×) | | 进入 | 单次越线 | **3~5 次确认(按Q档) + 斜率限幅** | | 离开 | 简单阈值 | **简单滞回 3~5 次防抖 + 环带超时兜底** | | 产品自诊断 | 无 | **断开编码 / 电感四分监视(18~125k)+ L 粗估 + 短路级等同断开 + 热切换自愈** | | 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%)+ 受控环境重校准(2s 预判/7s 补偿/30s 放弃)+ **释放后冻结 1s + 降权 2s**——比参考型号多三层自适应 3. **低Q 专项治理**(V4.30~V4.36,见 §8):环带超时兜底、真空 EMA 重锚、释放平滑、带回加宽、确认分档——23µH 级低Q 线圈从"偶发锁死 75s"到"全程可控释放" 4. 平坦性离开判定(专利 CN200910309382)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(与 154Pro 一致),代码保留可开 5. **黄灯人机接口完整**(V4.23~V4.38):快闪 > 环境学习锁存 > **一长两短(可用级)** > 一长一短(出窗)> 断开史 N 短闪 > 灭——现场 10s 级可判故障类型与"能不能用" 6. **自诊断带校准**(V4.26~V4.40):电感监视基于真实频率(V4.27 修正 4 倍)+ 标定等效电容(产品 C_eff=43)+ 四分语义 + **短路级等同断开(默认开)+ 热切换不断电自愈** --- ## 8. V4.30~V4.36 演进(2026-09-04 ~ 09-09,低Q 治理链 + 产品化语义) ### 8.1 低Q 释放/卡死治理链(机理编号) | 机理 | 现象 | 药方(版本) | |---|---|---| | 1 | Origin 学高锚错 | V4.36.26 释放后冻结 500ms + τ85ms | | 2 | 差 1~2 counts 脆断 | V4.36.28 `REL_BAND_LO_MULT` 150→**180**(带回 41) | | 3 | 板深停触发区 | V4.36.29 容差 4(**已撤**,太易释放)→ V4.36.30 **环带超时 2.5s 兜底** | | 4 | Origin 学到搁置位 | V4.36.31/33 **真空 EMA 重锚**(min(Origin,EMA),门控 >1×dlt) | | 5 | 残余缓离拉低 Origin | V4.36.32 冻结 1s + 降权 2s×1/5(仿 PD132T 慢采样) | | 6 | **EMA cast 爆炸** | V4.36.34 钳位+自愈(掩盖)→ V4.36.35 **有符号先除治本**(`(uint32)负差/128=+3355万`) | 诊断字段(V4.36.27/34):DBG 行含 QLO/RSM/RLN/RCN/VEM/SUM,ADR 每 10s 打 `&VEM &ORGSUM &Origin &RSM`。 ### 8.2 电感分级产品化语义(用户拍板链) | 版本 | 变更 | 决策 | |---|---|---| | V4.36.20~23 | 最低电感量 20 → 25 → **24µH** | 频率上限 171 → 153 → 156kHz | | V4.36.24 | 宏 `COIL_UNDER_MIN_AS_OPEN` 双模式 | 0=仅快闪 / 1=完全断开 | | V4.36.25 | 电感三分:窗回 125k;125~156k 一长一短;>156k 快闪 | 修正误归正常 | | **V4.36.37** | **方案A 分级降级**(用户选 A) | fault2 = 156~171k 保判车 + 独立黄灯;fault3 = >171k 短路级才等同断开 | | V4.36.38 | fault2 黄灯 疾闪 100ms → **一长两短**(用户定) | 与一长一短同家族、"两短"区分 | | V4.36.39 | 宏默认 0 → **1**(用户拍板) | 短路级出厂即等同断开,客户无需编译期开宏 | | V4.36.40 | **热切换死锁修复** | recover 用实时 Xn 判回窗;换线圈不断电 ~6s 自愈 | **语义要点**:不误杀 20~24µH 的"低但可用"线圈(照常判车+一长两短提示);<20µH 真短路级才停判(不可靠输出风险)。 --- ## 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 - **产品决策(V4.34)**:产品基准**回到三极管库存板**——`COIL_CAL_C_NF=43`,0Ω 改动仅作机理验证(库存板存量消化优先) - 33nF(高频)档标定 34(两板一致)