(2)控制器核心電路：控制器選用了ATmega16A-AU，這是一款高性能、低功耗的8 bit AVR微處理器，工作于16 MHz時的性能高達(dá)16 MIPS，只需2個時鐘周期的硬件乘法器；具有16 KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash，并具有硬件看門狗。此外，ATmega16在室外露天環(huán)境下能夠長期穩(wěn)定工作，性價比突出。該部分為車檢器的核心電路，可變門限計數(shù)器和主計數(shù)器分別采用ATmega16A內(nèi)部集成的8 bit和16 bit計數(shù)器，從而使得整個車檢器的電路更為簡單并且有較強(qiáng)的抗干擾能力。

(3)通信接口模塊：車檢器的對外通信采用RS485總線，選用MAX3485ESA作為RS485差分電平轉(zhuǎn)換芯片，并且加入了光耦器件進(jìn)行隔離，有效地保護(hù)車檢器內(nèi)部電路不受來自傳輸線路的影響。車檢器采用主機(jī)查詢應(yīng)答的通信模式，除了做應(yīng)答外，其他時間要保持接收監(jiān)聽狀態(tài)，這樣才能及時接收到主機(jī)的查詢信號。

3 軟件設(shè)計

單片機(jī)的主要工作流程如圖4所示。車檢器上電后，單片機(jī)初始化各個I/O端口的方向和初始電平，讀取車檢器上各個撥碼開關(guān)的設(shè)置值并以此初始化各個功能模塊，初始化門限計數(shù)器與主計數(shù)器，最后使能兩個計數(shù)器同時開始計數(shù)。當(dāng)外部埋地線圈出現(xiàn)開路或者短路等故障將導(dǎo)致LC諧振電路不起振，從而使得門限計數(shù)器沒有計數(shù)時鐘；或者是LC諧振電路能起振，但由于線圈老化或者不符合標(biāo)準(zhǔn)而頻率過小，這兩種情況都會導(dǎo)致門限計數(shù)器達(dá)到上限之前主計數(shù)器計數(shù)溢出。

由于不同廠商生產(chǎn)的環(huán)形埋地線圈規(guī)格不盡相同，只能要求電感值在20～1 000 mH范圍內(nèi)，因此，需要根據(jù)線圈的實(shí)際電感調(diào)節(jié)門限計數(shù)器的計數(shù)上限M，以達(dá)到最佳計數(shù)值，使在允許的計數(shù)時間內(nèi)達(dá)到較大的計數(shù)變化值。

檢測門限值的漂移補(bǔ)償是必要的，因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用環(huán)境中，LC諧振的諧振頻率不可能總是穩(wěn)定在一個值，總是會受環(huán)境的影響而產(chǎn)生頻率漂移，LC諧振電路即使再穩(wěn)定，也只能是減緩頻率漂移速度。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為驗(yàn)證車檢器的單通道檢測響應(yīng)時間，由外部產(chǎn)生一個寬脈沖波，以此脈沖波模擬車輛通過車檢器的埋地線圈，由示波器（TDS1002）觀察到如圖5所示的波形，上面的波形為脈沖波形，下面的波形為車檢器檢測到車輛通過后輸出的檢測信號(TTL電平)。從顯示波形可以看出，在脈沖波發(fā)出的2.4 ms后車檢器輸出了檢測結(jié)果信號，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了車檢器的響應(yīng)時間符合2.5 ms的設(shè)計要求。

本文采用可變計數(shù)門限法設(shè)計的兩通道車輛檢測器，應(yīng)用于公路上對行車速度及車流量等信息的檢測，具有靈敏度高且檢測時間短的特點(diǎn)。車檢器樣品經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測試通過，在2.5 ms內(nèi)完成一次檢測，檢測靈敏度較為滿意。