【正文】 一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)報(bào)靶功能的系統(tǒng) ，從而去 彌補(bǔ)現(xiàn)有狀況的不足 。這樣就出現(xiàn)了許多的不足以及安全隱患， 比如 多次射中 同一 位置的時(shí)候， 由于使 用紙質(zhì)靶環(huán)，報(bào)靶者 就很難區(qū)分是脫靶 ，還是兩次打在同一個(gè)位置；再比如 報(bào)靶者現(xiàn)場報(bào)靶也存在 安全隱患等 等， 這些問題都亟待解決。 本課題 就 此進(jìn)行了軍用訓(xùn)練靶數(shù)字系統(tǒng)的方案研究，利用單片機(jī)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的硬件電路和系統(tǒng)軟件，研制了軍用訓(xùn)練 靶數(shù)字系統(tǒng)的原理樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)報(bào)靶功能。 通過采集 該信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線自動(dòng)報(bào)靶的功能， (2) 根據(jù)靶面結(jié)構(gòu)及工作原理完成系統(tǒng) 方案的 研究 ，軟硬件的 設(shè)計(jì)以及 樣機(jī)的 制作。 第 2 頁 共 66頁 2 軍用 訓(xùn)練 靶數(shù)字系統(tǒng)的 方案設(shè)計(jì) 本章 介紹 軍用訓(xùn)練靶數(shù)字系統(tǒng) 方案 設(shè)計(jì) 的思路 。 圖 21 自動(dòng)報(bào)靶裝置靶面結(jié)構(gòu)圖 圖 22 靶面單體 結(jié)構(gòu)圖 方案 確定 本小節(jié) 首先 對 課題要求 的 功能 可能 實(shí)現(xiàn) 的 形式 進(jìn)行 研究 ， 得出設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 方案的關(guān)鍵因素為：數(shù)據(jù)采集及 數(shù)據(jù) 傳輸 。 對上述四個(gè)部分進(jìn)一步 分析，得到如下一些基本的結(jié)論： (1) 信號(hào)采集 部分 可以 考慮采用 類似開關(guān)工作原理的器件 或 選用 相關(guān)的 傳感器 獲取子彈擊中信息 ； (2) 信號(hào)處理部分 可以考慮采 用 單片機(jī)中 根據(jù)實(shí)際的情況將采集到的信號(hào)進(jìn)行 相應(yīng)的編碼，并 在程序中實(shí)行數(shù)據(jù)的打包 處理； (3) 信號(hào)傳輸 部分 可以考慮采用 無線 及 串口數(shù)據(jù)傳輸 技術(shù) ，實(shí)現(xiàn)多位數(shù)據(jù)的傳輸 ； (4) 信號(hào)顯示 部分 可以 考慮 采用 LED 數(shù)碼管以及 Vc 界面是實(shí)現(xiàn)顯示功能 。 這 兩 部分是個(gè)瓶頸。 數(shù)據(jù)傳輸 方案 方案一： 采用線路 直接 連接 進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸， 如圖 24 所示 。 為了使信號(hào) 能更好的被傳輸發(fā)送，發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制為脈沖串信號(hào)， 經(jīng) 紅外發(fā)射管發(fā)射 。 方案三： 采用 PT2262 和 PT2272 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 。 由于本設(shè)計(jì)既要保證傳輸?shù)木嚯x又要兼顧一次性發(fā)送數(shù)據(jù)的長度，經(jīng)過相關(guān) 資料搜集，決定采用帶 串口 的 無線通信模塊。 S1S W S P S TY1C R Y S T A L+ C1C A P A C I T O R P O LR4R E S 2CRYSTAL1CRYSTAL2C3C A PC4C A PR E S11223344PT2262D ou t5C9P T 22 6211223344PT2262D ou t5C 10P T 22 72C7T I A N X I A NC8T I A N X I A NP 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17R S T30 / R X D31 / T X D32 / I N T 033 / I N T 134 / T 035 / T 136 / W R37 / R DX T A L 2X T A L 1V S S P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P S E NA L EEAP 07P 06P 05P 04P 03P 02P 01P 00V C CU3A T 89 S 51P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17R S T30 / R X D31 / T X D32 / I N T 033 / I N T 134 / T 035 / T 136 / W R37 / R DX T A L 2X T A L 1V S SP 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P S E NA L EEAP 07P 06P 05P 04P 03P 02P 01P 00V C CU4A T 89 S 51Y1C R Y S T A LCRYSTAL3CRYSTAL4C3C A PC4C A PS1S W S P S T+ C1C A P A C I T O R P O LR4R E S 2R E SR E S R E S 1C R Y S T A L 1C R Y S T A L 2C R Y S T A L 1C R Y S T A L 2V c cV c c 圖 26 PT2262/ PT2272 數(shù)據(jù)傳輸原理圖 信號(hào)采集 方案 (1) 采用開關(guān)式的器件。它的缺點(diǎn) 是：戶 外的環(huán)境， 能夠 影響 其正常工作 的 干擾作用因 素很多，以至于在處理這些噪聲，提高其抗干擾能力時(shí) ，需要 設(shè)計(jì)復(fù)雜 電路 去 處理 ， 同時(shí)維護(hù)也變得復(fù)雜 ，需要有專門的人員才能 操作， 因 而 不適合大眾化使用。 軍用 訓(xùn)練 靶數(shù)字 系統(tǒng) 的 組成 本小節(jié) 描述軍用數(shù)字訓(xùn)練靶數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及組成該系統(tǒng) 各個(gè)部分 的 設(shè)計(jì)方法。 采集信號(hào)模塊M C S 8 0 5 1XL03232APXL03232APM C S 8 0 5 1數(shù) 碼 管 顯 示電 腦 畫 面 顯 示 圖 27 軍用 訓(xùn)練靶數(shù)字 系統(tǒng)框圖 在本次設(shè)計(jì)中，使用的核心器件是單片機(jī)和 數(shù)據(jù)傳輸模塊 。 下面就對各個(gè)模塊的功能以及 實(shí)現(xiàn)形式作簡單介紹。這時(shí)按鍵就會(huì)產(chǎn)生出一個(gè)信號(hào)，并由單片機(jī) 將這個(gè)信號(hào)采集 處理。 傳輸 時(shí)， 數(shù)據(jù) 通過 51 單片機(jī)的串口到達(dá) XL03232AP 無線傳輸模塊， 再到接收端的 51 單片機(jī)， 完成 數(shù)據(jù)解碼，得到將要顯示的信息， 完成主控模塊的主要功能。 第 8 頁 共 66頁 (4) 數(shù)據(jù)傳輸 通信 部分 數(shù)字通信部分主要完成一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸 的工作。 第 9 頁 共 66頁 3 軍用 訓(xùn)練 靶數(shù)字系統(tǒng)硬件 電路 設(shè)計(jì) 本章將介紹本 設(shè)計(jì)中用到的一些基本知識(shí)、 所選 芯片的工作原理 以及相關(guān)硬件 電路的設(shè)計(jì) 。 設(shè)計(jì) 該系統(tǒng) 硬件 需要具備的知識(shí) 下面簡單 介紹 本設(shè)計(jì)應(yīng)用到的基本 硬件和軟件知識(shí)。下面對其一一介紹。 然而采用 XL01232AP2模塊后， 其 可以一次性發(fā)送很長的數(shù)據(jù)。處理其它按鍵時(shí)， 參照這種方式 處理，就完成采集信號(hào)的編碼 。 這樣處理可以很方便地和按鍵設(shè)計(jì)的規(guī)律 結(jié)合起來， 同時(shí)也 方便了接線，假如沒有這個(gè)小 細(xì)節(jié)的處理，那么則只能給編碼帶來方便，而實(shí)際操作的時(shí)候卻會(huì)造成 很多的麻煩，這是設(shè)計(jì)所不希望看到的。下面對 USB 供電做簡單介紹。單片機(jī)啟 動(dòng) 運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使 CPU和系統(tǒng)中其他部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。 圖 35 中電路 上電時(shí)， RST 端為 低電平 。 P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17R S T30 / R X D31 / T X D32 / I N T 033 / I N T 134 / T 035 / T 136 / W R37 / R DX T A L 2X T A L 1V S S P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P S E NA L EEAP 07P 06P 05P 04P 03P 02P 01P 00V C CU1A T 89 S 51R1R E S 2C1C A PV c cV c c P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17R S T30 / R X D31 / T X D32 / I N T 033 / I N T 134 / T 035 / T 136 / W R37 / R DX T A L 2X T A L 1V S S P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P S E NA L EEAP 07P 06P 05P 04P 03P 02P 01P 00V C CU2A T 89 S 51S1S W P B+ C2CAPACITOR POLR2R E S 2V c cV c cR S T 1R S T 1 圖 34 上電復(fù)位電路 圖 35 按鍵復(fù)位電路圖 第 12頁 共 66頁 圖 34 中： Cl＝ 1030uF， R1＝ 10k； 圖 35 中： C：＝ 22uF， Rl＝ lk。 顯示過程采用掃描顯示，由于數(shù)碼管掃描得很塊，超過來了人眼的察覺，所以看不到其是在輪流顯示，而是 “ 一直顯示 ” 。 P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17R S T30 /R X D31 /T X D32 /I N T 033 /I N T 134 /T 035 /T 136 /W R37 /R DX T A L 2X T A L 1V S S P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P S E NA L EEAP 07P 06P 05P 04P 03P 02P 01P 00V C C 圖 36 數(shù)碼顯示管與單片機(jī)的連接圖 圖 37 8051 的封裝管腳圖 通信接口設(shè)計(jì) 經(jīng)資料的整理，設(shè)計(jì)串口接口電路如圖 38 所示。需要注意的是： MAX232 的地一定要與 8051 的地接到一起，否則在數(shù)據(jù)通信時(shí)就會(huì)出錯(cuò)。 8051 的封裝管腳如圖 37 所示。但這四個(gè)通道的功能不完全相同。 P3 是控制信號(hào)及 I/O 信號(hào)復(fù)用口，它除了用作 I/O 口之外，還用于傳送控制信號(hào) [1]。在給每個(gè)二極管通電后，二極管發(fā)光后表示要顯示的數(shù)字的一部分，當(dāng)組成這個(gè)數(shù)字的所有二極管都發(fā)亮?xí)r，才能正確的顯示這個(gè)數(shù)字。根據(jù)顯示方式的不同，位選線和段選線的連接方法也各不同。雖然這些字符上在不同時(shí)刻出現(xiàn)的，而且同一時(shí)刻，只有一個(gè)位顯示，其他各位熄滅，但 LED 顯示器的余輝和人眼的視覺暫留作用，只要每位顯示間隔足夠短，則可以造 成多位同時(shí)亮的假象，達(dá)到同時(shí)顯示的目的。 (1) 接口 電氣性能與電平轉(zhuǎn)換 ? 電氣性能 EIARS232C 對電器特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了規(guī)定 [2]。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。系統(tǒng)采用 DB9，故本文中只介紹 DB9 的機(jī)械性能。 ? 地線 有兩根線 SG、 PG—— 信號(hào)地和保護(hù)地信號(hào)線，無方向。 設(shè)計(jì)時(shí)還可以根據(jù)需要 設(shè)置 ID：范圍 為 0－ 65535,默認(rèn) ID:12345。具有 大于 60 個(gè)信道 。天線放置不當(dāng)會(huì)引起天線效率低、電波被吸收、模塊阻抗失配，這些都會(huì)使 XL01232AP2 的發(fā)射功率和接收靈敏度降低，影響 XL01232AP2 的傳輸距離和通訊穩(wěn)定性。 第 17頁 共 66頁 ? 應(yīng)用 XL01232AP2 有自己的芯片控制，在設(shè)置波特率的時(shí)候，一定要注意和單片機(jī)設(shè)計(jì)的波特率相同 ， 否則將會(huì)出現(xiàn)誤碼，或是傳輸不了數(shù)據(jù)，這是在設(shè)計(jì)中需要特別注意的。上電以后， CWMSET 模塊上綠燈常亮， 并且 XL03232AP2 模塊上的紅燈常亮。 設(shè)置 的參數(shù)有： (1) RF 頻率 選擇 XL03232AP2 模塊在 只能工作在某一個(gè)頻段范圍內(nèi)，如： 434MHz 頻段的模塊不能工作在 868MHz頻段和 915MHz頻段。靈敏度越高距離越遠(yuǎn)。其誤差為 0?，F(xiàn)先介紹單片機(jī)之間串口通信的一些基本知識(shí)。SBUF 是串行口緩沖寄存器，包括發(fā)送寄存器和接收寄存器。 主控程序的設(shè)計(jì)思路為：通過單片機(jī) I/O 采集 信息，時(shí)刻監(jiān)測靶面 情況，對于擊中的情況進(jìn)行 濾波后再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，傳輸， 最后完成顯示代碼的轉(zhuǎn)換