【正文】 設(shè)計(jì)，到電路的制作，再到論文的寫作，中間有著自己的努力，更有著老師和同學(xué)的關(guān)心和巨大的幫助。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對于我來說，既是一次機(jī)遇，又是一次 挑戰(zhàn)。在該設(shè)計(jì)中采用較為簡便的 軟消顫，具體的方案見第 五 章。編寫單片機(jī)程序時(shí)，編寫了一個(gè)延時(shí) 2ms 的子程序，可以調(diào)用進(jìn)行一定的延時(shí)，通過延時(shí)時(shí)間不同的程序進(jìn)行多次燒錄并進(jìn)行調(diào)試，然后比較所得的不同結(jié)果，這樣便可以大概知道要采集正確的數(shù)所需的延時(shí)時(shí)間（最后程序采用的延時(shí)時(shí)間為 2ms）。這樣便可大大節(jié)省時(shí)間，也可降低出錯(cuò)率。 （ 2）由于路數(shù)較多（ 38 路），電路的規(guī)模較大，因此在制作中只做了 8路。 表 51數(shù)據(jù)幀格式 標(biāo)志位 SYNC 打靶次數(shù) 打靶成績 校驗(yàn)位 CHECKSUM ＃ 0x30 TIMES RESULT TIMES＋ RESULT 例： 30 02 15 17 (十六進(jìn)制 ) 表示第二次打靶，擊中第 21號（對應(yīng)環(huán)數(shù)： 7環(huán) 偏移方向：右上）。編譯器采用 Keil 。因此，選用引腳 11 接 2051 TXD 串口輸出；而對應(yīng)的 14 腳則接到計(jì)算機(jī)的串口輸入端。該系統(tǒng)中就包括了 TTL 電平標(biāo)準(zhǔn)和 RS232電平標(biāo)準(zhǔn)，要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的正常通信，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。不同的是它的內(nèi)部 ROM 為 2k，而 89C51 為 4k，而且 2051 比 89C51少了 P0和 P2 輸入 /輸出口以及外部 ROM、 RAM 的擴(kuò)展端，因此在引腳上 2051 只有20 個(gè)腳。 同時(shí)，開關(guān)又要同步控制激光槍的發(fā)射。 （ 3）單片機(jī)接有復(fù)位開關(guān)按鈕。 串行傳送 為實(shí)現(xiàn)將編碼器輸出的 6 位并行信號串行傳送，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送和打靶射擊的同步性。而把 5片 74HC148 的同名輸出端接到 74LS30（ 8 輸入的與非門）取與非便可以解決這個(gè)問題。 5 片 74HC148 的允許擴(kuò)展端 Gs 按低位片至高位片的順序分別接到第六片74HC148 的 0I 、 1I 、 2I 、 3I 、 4I 輸入端，而 5I 、 6I 、 7I 端則接高電平（表示無輸入）。此外，電路還設(shè)有選通輸入，即使能端 EI，它也是邏輯 0有效；輸出還設(shè)有允許輸出端 Eo及允許擴(kuò)展端 Gs，利用它們可判斷出 012 AAA 是否有效，以及是否允許擴(kuò)展編碼。 商用的單個(gè)優(yōu)先編碼器的編碼輸入最多只有 8 路，要構(gòu)成更多路的優(yōu)先編碼器，可以采用 6片 8－ 3優(yōu)先編碼器進(jìn)行擴(kuò)展為 40－ 6優(yōu)先編碼器 ，如 圖 46。利用施密特觸發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)有效脈沖的識(shí)別見 圖45。采用常用的 CD4093 施密特觸發(fā)器便可實(shí)現(xiàn)整形功能，改善脈沖波形，確保后續(xù)編碼器的正常編碼。 第一級放大器輸入端和地之間接 R3；第二級放大器輸入端和地之間接 R7。根據(jù) 0?i （虛斷），?v 又是 0v 在 1R 上的分壓值，即 : (41) 因而，放大器的增益： (42) 0?VfA? ，所以 ov 與 Sv 同相。 電路原理 （ 1） 同相放大器（ 圖 43） 集成運(yùn)放是一種十分理想的增益器件，性能好，使用方便。 LM324 是四通道的低功耗運(yùn)算放大器，它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源 共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立， 如 圖 41 其性能參數(shù)有以下幾個(gè)方面： （ 1）單電源工作方式，工作電平 3V～ 30V （ 2）低消耗電流：約 mA （ 3）低輸入偏移：輸入電壓偏移： 3 mv（ Typ）；輸入電流偏移： 2 nA（ Typ） （ 4）開環(huán)增益： 100V/mv ＝ 100 dB（ Typ） （ 5）寬響應(yīng)頻帶 圖 41 LM324內(nèi)部結(jié)構(gòu) 放大電路圖 圖 42運(yùn)算放大器電路圖 放大器電路如 圖 42 所示。單級運(yùn)放難以達(dá)到這么高的放大倍數(shù)，因此采用二級運(yùn)放進(jìn)行放大，第一級為前置放大器。前置放大器的設(shè)計(jì)要求是低噪聲，高增益，低輸出阻抗，大的動(dòng)態(tài)范圍，和較好的抗噪聲能力。微機(jī)軟件部分，包括數(shù)據(jù)的處理和顯示等有另外一名畢業(yè)設(shè)計(jì)同學(xué)實(shí)現(xiàn)。這樣，打靶的結(jié)果在硬件電路上的實(shí)現(xiàn)便可由 40－ 6 線優(yōu)先編碼器完成。 圖 32靶位劃分與編號 編碼標(biāo)準(zhǔn) 對 38 路信號按以上原則編碼，編碼結(jié)果如 表 31。 靶位的劃分 把一個(gè)激光靶劃分為 38 塊探測器，中心 10 環(huán)為一塊探測器； 環(huán)分別有 8塊探測器； 5環(huán)有 5塊探測器。該系統(tǒng)包括半導(dǎo)體激光槍、模塊式探測器、 數(shù)字信號處理和發(fā)送電路、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理程序等四部分。 在信號檢測方面設(shè)計(jì)單脈沖小信號的放大電路和信號整形電路；在信號編碼方面，要解決多路信號的編碼問題，還要考慮到編碼的優(yōu)先選擇問題；在脫靶問題的處理方法上，對打靶和信號采集傳送進(jìn)行同步化處理（詳見第二章的硬件設(shè)計(jì)部分），把脫靶的情況與中靶的情況歸為一類處理；數(shù)據(jù)傳輸采用 UART 串口通信。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。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。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。該系統(tǒng)簡單實(shí)用，既能保證訓(xùn)練的質(zhì)量又能減少彈藥的 消耗，是理想的公安、軍隊(duì)等部門訓(xùn)練使用的模擬打靶系統(tǒng)。但在可靠性和數(shù)據(jù)處理等方面尚有許多技術(shù)問題 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；探測器數(shù)量少會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)精度不高；探測器數(shù)量多會(huì)使得價(jià)格昂貴，無法推廣；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。 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。與計(jì)算機(jī)之間的串口通信可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上的顯示、統(tǒng)計(jì)、儲(chǔ)存等功能，為打靶者提供非常 直接、準(zhǔn)確的打靶結(jié)果，有利于提高打靶效果。最后把編碼值以串口的形式傳送到計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能對打靶結(jié)果進(jìn)行各種處理。打靶的成績由激光所擊中的光電探測器的編號來判定。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 20xx 屆） 題 目 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期 20xx年 6 月 摘 要 本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)自主研發(fā)的激光打靶系統(tǒng)的信號處理過程，繼而實(shí)現(xiàn)整個(gè)打靶系統(tǒng)。光電靶由許多塊的光電探測器組成，每塊不同位置的光電探測器對應(yīng)不同編號，從打靶的實(shí)際情況出發(fā)，確定了相應(yīng)的編號規(guī)則。按原先對光電探測器的編碼規(guī)則采用多路優(yōu)先編碼器對信號進(jìn)行編碼。 該信號處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對信號的良好檢測。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)量又能減少彈藥消耗、節(jié)約國防費(fèi)用，具有重大的國防意義。 八十年代以來，我國也有單位在進(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。主要從信號處理部分來設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)激光打靶系統(tǒng)，每