1．任务要求
1．1任务要求1
本课程设计的主要任务是设计基于环形感应线圈的车辆检测器，运用电路设计与制版工
具PROTEUS软件对环形感应线圈车辆检测器进行硬件电路设计。检测器的主要工作原理是当
有车辆经过时，环形线圈将感应到电感的变化，经振荡电路将电感变化转换为频率变化信号，
然后经放大、滤波、整形电路将信号转换成矩形波信号，最后通过51单片机得到随环形电感
变化的频率值。
通过本次课程设计，达到熟悉环形线圈车辆检测器的工作原理，了解环形线感应线圈原
理及输出信号特点，设计出可将环形线感应线圈的电感变化信号转换为频率变化信号的振荡
电路及放大、滤波、整形和检测电路的目的。
设计内容中涉及到的具体工作包括对环形感应线圈、车辆检测器的工作原理进行介绍、
包括参数计算和元器件引脚图在内的各单元电路的设计、总电路图的绘制及各单元电路的可
行性仿真等。
1．2原理介绍
环形线圈车辆检测器的工作原理是：埋设在道路下面的环形线圈电感元件与检测器内的
电容及附加电路组成电容三点式振荡电路。车辆通过时对检测器最直接的作用的是引起整个
回路的总电感变化，其中包括两个部分，一部分是环形线圈的自感，另一部分是环形线圈与
车辆金属底盘之间的互感。具体地说是当车辆经过埋有环形线圈的道路上方时，根据电磁感
应原理和楞次定理，车体的金属底盘产生自成闭合回路的感应涡流，这个涡流又产生了与原
闭合回路中磁场相反的新磁场，导致线圈的总电感量减小，但是，车辆底盘作为金属导体通
过拥有环形线圈的道路上方时能够增加线圈周围空间的导磁率，是环形线圈的电感量又有增
加的趋势。所以，在车辆通过环形线圈时，对环形线圈电感量同时具有增大和减小的作用。
一辆车，无论它的形状有多么复杂，当它通过环形线圈时，在底盘中引起涡流是必然的，涡
流对环兴地埋线圈的影响也是必然的。所以车辆可以被看成一个具有电感和电阻的短
环路，这个短环路通过互感与环形线圈相耦合。和分别是环形线圈的电阻和电感，等
效电路图如图1所示。假设环形线圈的电压为，则
，和分别为车辆回路电
流。
图1环形线圈与车辆的等效电路
f2总体方案选择与设计
21背景
211车辆检测系统概述2随着现如今经济的飞速发展，智能交通已经在我国各大小城市悄然兴起，车辆检测器作
为交通信息采集的一个重要组成部分，越来越受到业内人士的关注。车辆检测器以机动车辆为检测目标，检测车辆的通过或存在状况等数据，为智能交通控制r