【正文】 的關(guān)心照顧。他對學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度讓我由衷地敬佩。 由于時間、水平和經(jīng)驗有限，在信號的放大、編碼及抗干擾等方面仍有不足之處，有改進(jìn)的余地，比如電路規(guī)模的精簡，其他的光干擾處理。不過發(fā)現(xiàn)錯誤后，對硬件電路無需修改，只要修改編碼標(biāo)準(zhǔn)為取大號有效，便可以解決問題。 SETB EX0 ；開中斷 RETI （ 5） 串行發(fā)送字節(jié) UART_SEND: ；串行發(fā)送一個字節(jié) MOV SBUF,A JNB TI,$ ；等待發(fā)送完畢 CLR TI ； RET （ 6） 定時程序： DELAY_2MS: ；用定時器延時 2ms MOV R7,21。主要是 2051 單片機(jī)數(shù)據(jù)串行通信及通信協(xié)議的程序設(shè)計。在本系統(tǒng)中，用到 AT89C2051 的 6 個外部 I/O 口，一個外部中斷和串行輸出口。 由于采用單片機(jī)的外部中斷 0（ 0INT ）作為數(shù)據(jù)串行傳送的使能端，且 0INT設(shè)為下降的跳變沿有效。為使高三位輸出與低三位輸出一致，用 CD4049 反相器對高三位取反。每一個高位片的輸出允許端 Eo接其相對低位片的使能端 EI。 38路信號按照設(shè)計方案編碼為 1－ 38 號，脫靶無信號記為 0 號。 電路參數(shù) （ 1） 輸入脈沖幅度： mvUi 5~3? （ 2） 輸入電阻： ?? kRi 10 （ 3） 輸出電阻： ?? kRo 1 fo RRRvv ???11111 1 RRR RRvvA ffSoVf ???????? ??657213 //// RRR RRR （ 4） 放大倍數(shù)： 1 0 0 01 0 01021 ????? AAA （ 5） 放大器級數(shù)： 兩級，前級 1001 ?A ；后級 102?A （ 6） 耦合方法： 電容耦合 整形電路 光電池的輸出脈沖并不是規(guī)則的矩形脈沖信號，而是類似升余弦信號。 由集成運放構(gòu)成 的同相放大器，其特點是輸入信號加在同相輸入端，而反饋信號加在反相端。 集成運算放大器（ LM324） 集成運算放大器是實現(xiàn)高增益放大功能的一種集成器件，早期主要用來實現(xiàn)對模擬量進(jìn)行數(shù)學(xué)運算的功能，目前隨著器件性能的改進(jìn)，它已成為通用的增益器件，應(yīng)用范圍非常廣泛。為記錄每一次打靶的結(jié)果，信號放大與處理電路是打靶系統(tǒng)中不可或缺的。編碼后，每一個號碼對應(yīng)了每一個探測器的位置信息，包括環(huán)數(shù)和偏移方向。如果激光脈沖擊中光電靶，利用光生伏特效應(yīng)，光電靶上的探測器把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，因此激光的檢測就是對探測器響應(yīng)電信號的檢測。 （ 3）采用各種新技術(shù)增加模擬的逼真性，例如用計算機(jī)來記錄、控制整個訓(xùn)練演習(xí)的進(jìn)程，評定戰(zhàn)士在演習(xí)中的表現(xiàn)等。根據(jù)光電探測器的響應(yīng)位置來判斷激光射擊擊中的靶位。 本設(shè)計采用半導(dǎo)體激光器和半導(dǎo)體面陣列探測器來模擬子彈射擊和射擊靶標(biāo)，具有模擬逼真，精度高等特點。傳統(tǒng)的報靶方法是人工報靶，由報靶員根據(jù)經(jīng)驗確定靶數(shù)，帶有很大的個人主觀因素，可靠性、公正性差，效率低。信號由 光電探測器檢測后傳送到相應(yīng)的放大電路，放大電路采用集成運算放大器。激光打靶系統(tǒng)主要包括半導(dǎo)體激光槍、光電探測器和信號處理電路，信號處理過程是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。與計算機(jī)之間的串行數(shù)據(jù)傳輸由 89C2051單片機(jī)實現(xiàn)。這種新型的部隊訓(xùn)練模擬器材是部隊訓(xùn)練器材的一次革命，是和平時期部隊訓(xùn)練的有效手段之一。 2 概述 激光打靶系統(tǒng)概述 激光打靶系統(tǒng)的工作原理是采用激光脈沖來模擬槍彈的射擊，該系統(tǒng)一般包括激光發(fā)射部分、激光信號檢測模塊、打靶成績處理和顯示部分。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際使用中的表現(xiàn)，增強(qiáng)真實感。 研發(fā)方向和技術(shù)關(guān)鍵 （ 1）合理劃分激光靶的光電探測器，提高系統(tǒng)的精度； （ 2）單脈沖小信號的放大和整形； （ 3）多路優(yōu)先編碼器的擴(kuò)展； （ 4） 與微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，方便成績的統(tǒng)計、保存、顯示和查詢。 根據(jù)不同靶位上的探測器來判斷所擊中的位置，包括環(huán)數(shù)： ；偏離方向：上 .下 .左 .右 .左上 .左下 .右上 .右下。 表 31靶位編碼 上 右上 右 右下 下 左下 左 左上 10環(huán) 38 9環(huán) 33 37 32 36 31 35 30 34 8環(huán) 25 29 24 28 23 27 22 26 7環(huán) 17 21 16 20 15 19 14 18 6環(huán) 9 13 8 12 7 11 6 10 5環(huán) 3 － 2 5 － 4 1 － 成績的傳送和處理 信號經(jīng)編碼后發(fā)送到計算機(jī)，由計算機(jī)進(jìn)行譯碼 ，在計算機(jī)上模擬顯示出射擊位置，對一組結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計（包括環(huán)數(shù)和方向偏移），并進(jìn)行儲存。 在激光打靶系統(tǒng)中，對光電池產(chǎn)生的脈沖信號的具體大小值要求不高，只需檢測出有效的脈沖信號，因此可選用集成運放來組成運算放大電路。它由兩級結(jié)構(gòu)相同的同相放大器組成，集成放大器選用 LM324（圖 41）。 圖 43同相放大器 （ 2） 外圍電路 光電傳感器對外部光線也有響應(yīng)，因此必須濾除這種干擾。 施密特觸發(fā)器不僅可以進(jìn)行波形整形，它的遲滯特性還可以有效地克服噪聲和干擾的影響，只要噪聲和干擾的大小處在遲滯寬度內(nèi)，就不會有錯誤的輸出。 編碼電路圖 圖 46 406優(yōu)先編碼器電路圖 電路原理 （ 1） 優(yōu)先編碼器（ 74HC148） 8－ 3 線優(yōu)先編碼器的功能表如 圖 47。這樣第六片 74HC148的三位輸出便表示整個 406線優(yōu)先編碼器的高三位 5A 、4A 、 3A 。采用 89C2051 單片機(jī)便可實現(xiàn)要求。因此開關(guān)又接激光頭的負(fù)端，從而 控制激光頭負(fù)端的接地，只有當(dāng)開關(guān)按下時，激光頭兩端才有工作電壓。該系統(tǒng)采用使用簡單的 MAX232CPE 芯片 ，如 圖 410。該編譯器是 51 系列單片機(jī)程序設(shè)計的常用工具，既可用匯編，也支持 C 語言編譯。 因此，應(yīng)合理布線，以降低焊接難度，降低出錯率，同時防止干擾。 （ 3） 電路中同時控制激光發(fā)射和單片機(jī)外部中斷的開關(guān)為普通的按鈕開關(guān)，因此在按下和彈起都有顫動，這樣會引起單片機(jī)外部中斷的多次響應(yīng)，使一次“射擊動作 ” 引起多次響應(yīng)，單片機(jī)輸出多個值。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)到了很多東西，通過自己的實踐，增強(qiáng)了動手能力。 感謝母校和老師們在大學(xué)四年中對我的培養(yǎng)。 感謝秦會斌老師在很忙的情況下，為我講解課題的要點，引領(lǐng)設(shè)計的思路。 7 結(jié)論 本設(shè)計方案達(dá)到了任務(wù)書的要求，實現(xiàn)了激光信號的檢測、編碼和串行傳輸，實現(xiàn)了較為完整的激光打靶系統(tǒng)的信號處理： （ 1）前端放大器的放大倍數(shù)適中，放大后，有效電壓脈沖的幅度達(dá)到施密特觸發(fā)器的上門限電壓，背景干擾信號沒有引起電路的誤響應(yīng)； （ 2）經(jīng)過調(diào)試，實現(xiàn) 40－ 6 優(yōu)先編碼器的擴(kuò)展，編碼值輸出符合真值表，編碼有效脈沖下降沿的波形正常； （ 3）由開關(guān)按鈕（模擬激光槍的扳機(jī)）控制的編碼采集和串行傳送也調(diào)試實現(xiàn)（通過與計算機(jī)的串口相連，用“串口調(diào)試程序”調(diào)試）； （ 4）信號處理電路通過串口連接到計算機(jī)，應(yīng)用張雪榮同學(xué)設(shè)計的“激光打靶成績統(tǒng)計”軟件進(jìn)行總體調(diào)試，實現(xiàn)對打靶成績的顯示統(tǒng)計