【正文】 ..................................................................................................................... 6 信號(hào)放大電路 ................................................................................................... 6 整形電路 ........................................................................................................... 8 編碼電路 ........................................................................................................... 9 串行傳送 ......................................................................................................... 11 電 平轉(zhuǎn)換 ......................................................................................................... 13 5 軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 14 總體方案 ......................................................................................................... 14 程序流圖 ......................................................................................................... 14 模塊說(shuō)明 ......................................................................................................... 15 6 制作與調(diào)試 ............................................................................................................... 18 硬件電路的布線與焊接 ................................................................................. 18 調(diào)試 ................................................................................................................. 18 7 結(jié)論 ........................................................................................................................... 20 致謝 ................................................................................................................................. 21 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................... 22 附錄 ................................................................................................................................. 23 1 1 引言 目前的射擊打靶訓(xùn)練，基本以實(shí)彈訓(xùn)練為主，國(guó)防開(kāi)支大，危險(xiǎn)系數(shù)高。傳統(tǒng)的報(bào)靶方法是人工報(bào)靶，由報(bào)靶員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定靶數(shù)，帶有很大的個(gè)人主觀因素，可靠性、公正性差，效率低。因此有必要研制一種切合部隊(duì)實(shí)際的，在非實(shí)彈射擊條件下進(jìn)行射擊精度訓(xùn)練的打靶訓(xùn)練器，這樣既能保證部隊(duì)訓(xùn)練質(zhì)量又能減少?gòu)椝幭摹⒐?jié)約國(guó)防費(fèi)用， 具有重大的國(guó)防意義。 以光代彈，可以模擬多種武器的射擊情況，并可檢驗(yàn)射擊效果 。這種新型的部隊(duì)訓(xùn)練模擬器材是部隊(duì)訓(xùn)練器材的一次革命，是和平時(shí)期部隊(duì)訓(xùn)練的有效手段之一 。 一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等都在積極進(jìn)行激光射擊模擬訓(xùn)練器材的研制， 并已開(kāi)發(fā)出多種系列產(chǎn)品，其中最突出的是美國(guó)的“米勒斯”系列，它可模擬 36種武器，性能好、準(zhǔn)確而且逼真，大大推動(dòng)了部隊(duì)的訓(xùn)練工作。 八十年代以來(lái)，我國(guó)也有單位在進(jìn)行激光模擬訓(xùn)練器的研究和探索，將激光射擊模擬器用于部隊(duì)訓(xùn)練，取得了很好的訓(xùn)練效果，提高了部隊(duì)的戰(zhàn)斗力。但在可靠性和 數(shù)據(jù)處理等方面尚有許多技術(shù)問(wèn)題有待改進(jìn)，主要是以下幾點(diǎn)：激光光斑太大，與實(shí)際步槍子彈口徑 相差太多；探測(cè)器數(shù)量少會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)精度不高；探測(cè)器數(shù)量多會(huì)使得價(jià)格昂貴，無(wú)法推廣；只能粗略指示命中與否，不能準(zhǔn)確顯示命中靶環(huán)環(huán)數(shù)和方位。因此，我們擬從這些方向作進(jìn)一步的研究探索。 本設(shè)計(jì)采用半導(dǎo)體激光器和半導(dǎo)體面陣列探測(cè)器來(lái)模擬子彈射擊和射擊靶標(biāo)，具有模擬逼真，精度高等特點(diǎn)。主要從信號(hào)處理部分來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)激光打靶系統(tǒng)，每次射擊能精確的顯示 5－ 10 環(huán)的結(jié)果及脫靶情況，每個(gè)環(huán)數(shù)又可分為八個(gè)偏移方向。該系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用，既 能保證訓(xùn)練的質(zhì)量又能減少?gòu)椝幍南模抢硐氲墓?、軍?duì)等部門(mén)訓(xùn)練使用的模擬打靶系統(tǒng)。 2 2 概述 激光打靶系統(tǒng)概述 激光打靶系統(tǒng) [13]的工作原理是采用激光脈沖來(lái)模擬槍彈的射擊，該系統(tǒng)一般包括激光發(fā)射部分、激光信號(hào)檢測(cè)模塊、打靶成績(jī)處理和顯示部分。如圖 21 所示，當(dāng)射手瞄準(zhǔn)完畢扣動(dòng)扳機(jī)時(shí)，半導(dǎo)體激光器會(huì)發(fā)出激光脈沖，射向目標(biāo)上的光電探測(cè)器，如果擊中目標(biāo)，則激光脈沖被光電探測(cè)器接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)電路處理能識(shí)別射擊的彈著點(diǎn)，信號(hào)經(jīng)處理編碼后傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。 圖 21 激光 打靶系 統(tǒng) 原理圖 半導(dǎo)體激光器 [4,5]一般平行地安裝在武器裝備的槍管、炮管或?qū)棸l(fā)射架上，它可以發(fā)射一束與武器射擊方向一致的激光脈沖。目前的激光器一般都采用半導(dǎo)體激光器，因?yàn)檫@種激光器的輸出功率低，不會(huì)傷害眼睛，而且效率高、功耗小，不但可以擺脫大而重的電源設(shè)備，激光器本身也可以制作得很小、很輕 。光電探測(cè)器 [6]具有射擊靶的形狀，可以是點(diǎn)探測(cè)器和面探測(cè)器，通常數(shù)量較多，構(gòu)成多個(gè)信號(hào)檢測(cè)通路。根據(jù)光電探測(cè)器的響應(yīng)位置來(lái)判斷激光射擊擊中的靶位。 激光打靶采用以光代彈的形式進(jìn)行射擊訓(xùn)練，是激光武器模擬器中最常見(jiàn)的一種。最 初的激光打靶系統(tǒng)只能進(jìn)行瞄準(zhǔn)射擊訓(xùn)練，隨著計(jì)算機(jī)和微處理器技術(shù)的發(fā)展，其用途擴(kuò)大到可進(jìn)行多種武器的模擬訓(xùn)練。隨著研究和探索的深入，激光打靶系統(tǒng)的功能將進(jìn)一步完善，能夠更接近于武器裝備在實(shí)際使用中的表現(xiàn)，增強(qiáng)真實(shí)感。同時(shí)，通過(guò)與電子技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步提高激光模擬的自動(dòng)化、智能化水平。 激光武器模擬器有以下幾個(gè)方面的發(fā)展趨勢(shì)： （ 1）可以模擬的武器越來(lái)越多，激光武器模擬器正朝著系列化、組件化的方向發(fā)展，一個(gè)基本的激光射擊模擬器只要稍加改動(dòng)就可適用于其他武器系統(tǒng)。系列化、組件化的好處是便于使用、更換和維修，同時(shí)價(jià) 格也便宜。 （ 2）從激光射擊模擬器向激光交戰(zhàn)模擬器發(fā)展，先進(jìn)的激光交戰(zhàn)模擬器能使坦克、戰(zhàn)斗車(chē)輛、反坦克武器等有機(jī)的結(jié)合在一起進(jìn)行訓(xùn)練，每部兵器既是攻擊者，又是被攻擊者，完全模仿實(shí)戰(zhàn)中的作戰(zhàn)環(huán)境，不僅能提高戰(zhàn)士使用武器的技能，還可以教會(huì)他們?nèi)绾卧趹?zhàn)爭(zhēng)中保護(hù)自己。 計(jì)算機(jī)處理 信號(hào)處理電路 半導(dǎo)體激光器 激光槍扳機(jī) 光電探測(cè)器 3 （ 3）采用各種新技術(shù)增加模擬的逼真性，例如用計(jì)算機(jī)來(lái)記錄、控制整個(gè)訓(xùn)練演習(xí)的進(jìn)程，評(píng)定戰(zhàn)士在演習(xí)中的表現(xiàn)等。 本設(shè)計(jì)方案思路 本設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的良好檢測(cè)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、傳輸為主要目的；以信號(hào)檢測(cè)，信號(hào)編碼和數(shù)據(jù)傳輸為主要設(shè)計(jì)內(nèi)容。 在信號(hào)檢測(cè)方 面設(shè)計(jì)單脈沖小信號(hào)的放大電路和信號(hào)整形電路；在信號(hào)編碼方面，要解決多路信號(hào)的編碼問(wèn)題，還要考慮到編碼的優(yōu)先選擇問(wèn)題；在脫靶問(wèn)題的處理方法上，對(duì)打靶和信號(hào)采集傳送進(jìn)行同步化處理（詳見(jiàn)