3系统原理介绍

3．1车辆检测部分

    准确无误地检测车辆是系统正常工作的前提。通过各种方案比较，本设计的车辆检测器采用地感线圈检测方案。地感线圈车辆检测器是一种基于电磁感应原理的车辆检测器。地感线圈Ll埋在路面下，通有一定工作电流的环形线圈，由多匝导线绕制而成，埋设在道路中。地感线圈构成的耦合电路如图3所示：
 

图3 耦合振荡电路

    T为隔离变压器，匝数比为1：1，三极管Ul和U2组成共射极振荡器，电阻R3是两只三极管的公共射极电阻，并构成正反馈。地感线圈作为检测器谐振电路中的一个电感元件，与车辆检测器的振荡回路一起形成L C谐振。当有车辆通过时，将会使线圈中单位电流产生的磁通量增加，从而导致线圈电感值发生微小变化，进而改变LC谐振的频率，这个频率的变化就作为有汽车经过地感线圈的输入信号。为了检测这个变化，常用的办法是通过单片机计算单位时间内的振荡脉冲个数来确定车是否到来。在本设计中，需要检测两个地感线圈的频率变化，如果利用单片机同时对两路信号频率的变化量进行测量，则系统相对较大，程序比较复杂，使得单片机负担较重。这里介绍一种新的检测方法：利用锁相环音频译码器LM567检测频率的变化，应用电路图如图4所示：

图4锁相环电路

    LM567的第5、6脚外接的电阻、电容决定了IC内部压控振荡器的中心频率，fo=1／1．1RC。第1、2脚通常图4锁相环电路 是分别对地接电容，形成输出滤波网络和环路低通滤波网络，其中第2脚所接电容决定锁相环电路的捕捉带宽，带宽的理论值可用此公式计算：

    当音频译码器LM567工作时，若输入的信号频率落在给定的通频带时，锁相环即将这个信号锁定，同时LM567的内部晶体管受控导通，8脚输出低电平，否则输出高电平。当输入信号频率处于通频带内，LM567锁定，输出低电平。通常在无车情况下，耦合电路的振荡频率会在一定的范围内保持不变，当车经过地感线圈时，使得耦合电路震荡频率发生变化，并且，随着车型的不同以及车本身的铁质不均匀，使这个频率的变化也在一定的范围内浮动。因此，通过实验，选择合适的LM567捕获带宽值，使得当无车时，输入信号频率虽有微小变化，但使这个浮动的频率都处于通频带内，LM567锁定，8脚输出低电平；有车到来时，频率发生剧烈的变化已不在通频带内，8脚就会输出高电平。这时，对车辆是否到来的检测转化为对电平高低的检测，通过触发单片机的外部中断即可感知车辆的到来，而无需通过复杂的程序来区分此时的频率变化是否由车辆的到来所引起，大大降低了编程的难度。

3．2其他控制部分

    控制闸杆机的起落即是控制闸杆机的直流电机的正反转，通过单片机控制口输出高低电平配合继电器工作，直流电机电机两端加正反电压可以实现正反转。对于时间的记录，这里选用DS1302日历芯片，DS1302可以对年、月、日、周、时、分、秒进行记录．可接入后备电源，在主电源关闭的情况下也能始终保持连续工作，单片机SPCE061A可以随时读取当前的时间。与上位机的通信利用SPCE061A的通用异步串行通信模块(UART)，它提供了一个全双工标准接口，借助于IOB口的特殊功能和UART IRQ中断实现与上位机配置的RS一232串行通信接口COM链接，实现了数据的及时传输。另外，语音提示部分利用SPCE061A的语音处理优势。利用SPCE061A的语音压缩算法库和内置的DAC等，即可实现清晰的语音播报功能，无需外加语音芯片。