wangfq
044cb998e6
- 归档 DLD154V4_Ver4.01-20251021_Logic.pdf (用户提供), 删除 Ver3.00 - analysis.md: 原理图引用更新; 修正捕获链路错误口径(计数120MHz+输入DIV_2, 等效 240M/Xn; V4.27 曾修 4 倍差: 示波器 30.23k vs 打印 7k) - 测量窗 2.18ms(60M误) → 1.09ms(120M tick) - 文末追加 2026-09-03 硬件变更: R19 拆 + R27 0Ω 旁路三极管 → C_eff 43→68.4 (固件 V4.28 43 作废 → V4.29 COIL_CAL_C_NF=68)
139 lines
8.0 KiB
Markdown
139 lines
8.0 KiB
Markdown
# DLD154V4B 车检器分析
|
||
|
||
> 型号: DLD154V4B | 固件: V2.8（V2.0 架构）| 平台: **AT32F421F8P7**（Cortex-M4, 120MHz, FreeRTOS）
|
||
> 源码: `vd_detector/DLD154V4B/utilities/at32f421_freertos_demo/`（TaskLoop.c 914 行 + main.c）
|
||
> 原理图: `models/DLD154V4B/DLD154V4_Ver4.01-20251021_Logic.pdf`（本仓附件，2026-09-03 由 Ver3.00 更新）
|
||
> ⚠ 本文为基础分析快照（原固件 V2.8 时代）；固件最新 V4.29（含 V4.27 频率测量修正/V4.29 C_eff 标定 68）见 DLD154V4B 仓 docs/devlog
|
||
> 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，双保险喂狗） |
|
||
| 通信 | 无 RS485；TTL 调试口 9600 8N1 |
|
||
|
||
## 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） |
|
||
|
||
## 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 **Xn 等效采样率 = 240MHz/信号频率**，f_kHz = 240000×LPCNT/CAPVD
|
||
- 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
|
||
- 稳定期：100 窗 + `STABLE_SAMPLES=128`（1.28s），绕过 IIR/斜率限幅直锁
|
||
- **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
|
||
|
||
### 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）
|
||
|
||
## 4. 时序/速率/周期速查（2026-08-27）
|
||
|
||
> 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 1s（100 窗） |
|
||
| 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 |
|
||
| 上电稳定 | 1.28 s | STABLE_SAMPLES=128 × 10ms |
|
||
| 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。
|
||
|
||
## 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 | **2.18ms**（快 15×） |
|
||
| 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） |
|
||
| 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） |
|
||
| 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. **基线三重保护**：有车冻结 + 冻结超时（10s）+ 稳定性检查（±2%）——比参考型号多一层环境自适应
|
||
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
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 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
|
||
|