【正文】 感謝唐大勇和章國平同學(xué)給予我無私的幫助，他們對我所遇到的難題的解答讓我受益匪淺。另外在系統(tǒng)的調(diào)試方面，由于時(shí)間和設(shè)備的原因，只進(jìn)行了短距離的調(diào)試，有待進(jìn)一步的調(diào)試。 （ 2） 由于光電池的響應(yīng)信號經(jīng)放大、編碼，到達(dá)單片機(jī) P1 口時(shí)有一定的延時(shí)，為使單片機(jī)準(zhǔn)確地通過外部中斷進(jìn)行有效數(shù)據(jù)的采集，應(yīng)知道延時(shí)的大概范圍 。21 DLY1:MOV R6,42 DLY2:DJNZ R6,DLY2 DJNZ R7,DLY1 RET DELAY_10MS: ；調(diào)用 DELAY_2MS，實(shí)現(xiàn)延時(shí) 10ms MOV R5,5 DLY: CALL DELAY_2MS DJNZ R5,DLY RET 6 制作與調(diào)試 硬件電路的布線與焊接 總體特點(diǎn) 該系統(tǒng)所涉及的各部分硬件電路，總體的特點(diǎn)是： （ 1）電路原理簡單，所用的器件均為常用器件。 對于 2051 的程序設(shè)計(jì) [12]，由于所需實(shí)現(xiàn)的功能較簡單，采用匯編的形式。 圖 49 2051信號引腳圖 電平轉(zhuǎn)換 在不同的數(shù)字系統(tǒng)中，其電平標(biāo)準(zhǔn)是不同的。使能開關(guān)（激光槍的開關(guān)）一端接地，另一端接 0INT ，又經(jīng)上拉電阻接到電源，這樣當(dāng)開關(guān)按下時(shí)，便有下降沿的跳變信號輸入 0INT ，產(chǎn)生中斷。 406 線優(yōu)先編碼器的六個(gè)輸出均為邏輯 1 有效，可以接到后續(xù)的 2051 單片機(jī)進(jìn)行串行傳輸。這樣，當(dāng)總使能 EI＝ 0時(shí)，允許電路進(jìn)行編碼工作，若高位片的諸輸入中有一個(gè)為 0 時(shí)，該片的 Eo＝ 1， Gs＝ 0，這樣就禁止了低位片的編碼，以此類推， 5 片 74HC148 的輸入端編碼便具有了優(yōu)先性。對多個(gè)探測器同時(shí)接收到信號的情況，對應(yīng)于探測器的碼號就是取碼號大的探測器為有效，采用優(yōu)先編碼器便可實(shí)現(xiàn)編碼的優(yōu)先選擇。再經(jīng)放大后也會產(chǎn)生失真，因此必須對信號進(jìn)行整形。根據(jù)理想化條件，由于 svv ?? ，因而 svv ?? 。 從電特性來看，集成運(yùn)放接近理想的電壓放大器件，它不僅有很大的輸入電阻和很小的輸出電阻，而且還有很高的電壓增益，此外，靜態(tài)工作時(shí)，它的輸入和輸出電位均為零，這樣，在與其它集成運(yùn)放連接時(shí)，就不需要考慮它們之間的電平配置問題。在探測器上直接進(jìn)行信號處理十分困難，一種常用的解決辦法是在探測器后接前置放大器，用來放大探測器的輸出信號，然后成功地傳輸?shù)叫盘柼幚硐到y(tǒng)的有關(guān)電路部分。對信號擊中兩塊或四塊探測器的交界的情況 ,只需取碼號大的探測器為有效。光電探測器的響應(yīng)是一個(gè)單脈沖小信號，整個(gè)檢測過程包括：信號放大、波形整形，檢測輸出是標(biāo)準(zhǔn)的脈沖數(shù)字信號。 計(jì)算機(jī)處理 信號處理 電路 半導(dǎo)體激光器 激光槍扳機(jī) 光電探測器 本設(shè)計(jì)方案思路 本設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)信號的良好檢測和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、傳輸為主要目的；以信號檢測，信號編碼和數(shù)據(jù)傳 輸為主要設(shè)計(jì)內(nèi)容。 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的一種。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。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。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。 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)。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。 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。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)。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。 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。 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。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。前置放大器的設(shè)計(jì)要求是低噪聲，高增益，低輸出阻抗，大的動態(tài)范圍，和較好的抗噪聲能力。 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。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。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。 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。 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）。 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。 同時(shí)，開關(guān)又要同步控制激光槍的發(fā)射。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。編譯器采用 Keil 。 （ 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。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)。 感謝羅老師對我們