【文章內(nèi)容簡介】 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 CU1A 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 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 51D1LEDQ3N P NR2R E S 2V c cQ1N P N P H O T OR3R E S 2Q2N P NR1R E S 2V c cS1S 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 2CRYSTAL1CRYSTAL2C R Y S T A L 1C R Y S T A L 2C R Y S T A L 3C R Y S T A L 4C3C A PC4C A PR E SR E SS2S W S P S TY2C R Y S T A L+ C2C A P A C I T O R P O LR5R E S 2CRYSTAL4CRYSTAL3C6C A PC5C A PR E SV c cV c c 圖 25 紅外數(shù)據(jù)傳輸原理圖 紅外傳輸一般由紅外發(fā)射裝置和接受裝置組成 。 為了使信號 能更好的被傳輸發(fā)送，發(fā)送端將基帶二進制信號調(diào)制為脈沖串信號， 經(jīng) 紅外發(fā)射管發(fā)射 。調(diào)制的方法有 脈沖寬度調(diào)制（ PWM）和脈沖串之間的時間間隔來實現(xiàn) 的 信號調(diào)制的脈時調(diào)制 (PPM)。 該種 方 式的最大優(yōu)點是不受無線電干擾 。 但是，紅外線對非透明物體的透過性較差，導致傳輸距 第 5 頁 共 66頁 離受限制 ， 它 應用 的 環(huán)境為： 短距離無線通信場合點對點的直接 接 線數(shù)據(jù)傳輸 [7]。 方案三： 采用 PT2262 和 PT2272 進行數(shù)據(jù)傳輸 。 簡化如 圖 26 所示。 其 傳輸距離較 前面兩種方案 ， 有 距離 優(yōu)勢 ，但是其缺點是： 穩(wěn)定性不高，抗干擾能力不強 ，一次性發(fā)送 數(shù)據(jù)的長度有限（僅有 4 個數(shù)據(jù)位） ，這不能很好的滿足本設計一次性需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度。 方案 四 ： 采用 XL03232AP2 無線串口模塊進行數(shù)據(jù)傳輸。 由于本設計既要保證傳輸?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 資料搜集，決定采用帶 串口 的 無線通信模塊。 經(jīng)查找的 串口無線通信模塊有： MDD WIT2，傳輸距離 15 米 ； CRM2400UNC RF 模塊 ，傳輸距離 25； 帶串口 CC1100/CC1101 模塊 傳輸距離大于 200，只 限于外界干擾較少的情況； XL03232AP2 傳輸距離大于 200，抗干擾性能較好； 經(jīng)過 在傳輸距離，抗干擾性能方面的對比， 采用 了 XL03232AP2。 其 具有的優(yōu)點有： (1) 設置方便，只需要裝上參數(shù)配置模塊連上電腦，設置好波特率以及數(shù)據(jù)格式 就可以使用； (2) 連接 線路簡單，只需要一根 導線 將串口連接起來 便可。因此簡化了電路的設計，同時 也提高了 數(shù)據(jù)傳輸?shù)?穩(wěn)定性 ，減少了調(diào)試系統(tǒng)時的麻煩； (3) 功耗 少，工作電壓 也 很通用，用 USB 就可以驅(qū)動，從而給使用帶來方便。 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 信號采集 方案 (1) 采用開關式的器件。其 結構簡單， 使用方便，變化時也就 只有 0、 1（即通、斷）狀態(tài)，維護也方便，造價低。缺點在于其受靶面機械 結構 設計的影響很大，對于靶面設計要求高； (2) 采用壓力傳感器 [7]。其 對與靶面設計要求不是很高，能夠很好地采集到彈著點的 第 6 頁 共 66頁 信息 。它的缺點 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 ，需要 設計復雜 電路 去 處理 ， 同時維護也變得復雜 ，需要有專門的人員才能 操作， 因 而 不適合大眾化使用。 系統(tǒng)方案 確定 隨著 無線串口數(shù)據(jù)傳輸技術 以及功能電路 的 集成度不斷提高，使得在應用無線串口傳輸 技術時 不必親自 再去投入大量的時間設計無線電路。 采用專門的模塊 極大地提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定及 可靠性 ，同時也 提高了系統(tǒng)設計的工作效率 。鑒于對以上 四個 數(shù)據(jù)傳輸方案以及采集部分 兩個 方案 的對比分析， 傳輸部分的 方案 四 和采集部分的方案一最符合 本 設計要求。 軍用 訓練 靶數(shù)字 系統(tǒng) 的 組成 本小節(jié) 描述軍用數(shù)字訓練靶數(shù)字系統(tǒng)的結構以及組成該系統(tǒng) 各個部分 的 設計方法。 軍用訓練靶 數(shù)字系統(tǒng) 結構 軍用訓練靶數(shù)字 系統(tǒng) 以 MCS8051 單片機為核心構 成單片機系統(tǒng)。 為了更好的理清設計思路，將整個 系統(tǒng)細分為四 部分加以 說明。 其可以概括為： (1) 彈著點采集模塊； (2) 主控模塊 ； (3) 數(shù)據(jù)傳輸模塊 ； (4) 彈著點顯示 （包括 LED 和電腦界面顯示） 處理模塊。 采集信號模塊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 訓練靶數(shù)字 系統(tǒng)框圖 在本次設計中，使用的核心器件是單片機和 數(shù)據(jù)傳輸模塊 。為了保證整個系統(tǒng)可靠的運行，設計中必須明確四 大部分的實際聯(lián)系：以單片機為中心，其他各大模塊一一展開。 它們的聯(lián)系如下： (1) 彈著點采集部分將子彈擊中的位置反映出來 ； (2) 主控模塊 則 對其他模塊的運行進行控制； (3) 數(shù)據(jù)傳輸模塊，是采集信號數(shù)據(jù) 交互的通道； 第 7 頁 共 66頁 (4) 彈著點顯示 模塊 中的 LED 顯示 是此系統(tǒng)的外圍電路， 它 不僅 能夠如實的反映子彈擊中的位置， 顯示出射擊者的射擊成績 ， 而且 該系統(tǒng) 還提供了 方位 的 顯示 ； (5) 電腦顯示方面，作為給指揮監(jiān)督人員觀察 全場情況的界面，除了將靶場射擊的情況反映到電腦情況上之外，還加入了子彈射擊的聲音，每次子彈擊中靶子的時候，便會發(fā)出槍響，使得指揮督查人員在室內(nèi)也能感受到靶場的氣氛。 系統(tǒng)框圖如圖 27 所示。 下面就對各個模塊的功能以及 實現(xiàn)形式作簡單介紹。 系統(tǒng)各個模塊功能 描述 (1) 采集信號模塊 采集信號模塊，本設 計采用按鍵來模擬被切割后的靶環(huán) 。每個按鍵代表著靶環(huán)上對應的塊。采集信號電路 安裝在靶面 的 后面，每次子彈擊中靶環(huán)時 ，相應的塊就會被子彈壓下，這正好與按鍵的工作原理是一樣。這時按鍵就會產(chǎn)生出一個信號，并由單片機 將這個信號采集 處理。每個按鍵被 編排上 一個 ID， 子彈每次擊中的時候就能很好地區(qū)分是哪個部位被擊中。其電路 原理 圖 28 所示 ，接線圖如 29 所示 。 (2) 主控模塊 它 主要功能 是處理采集模塊傳來的信號， 完成對采集信號的干擾處理，然后 通過 編程 對數(shù)字信號的處 理來控制外圍電路 及顯示電路。 傳輸 時， 數(shù)據(jù) 通過 51 單片機的串口到達 XL03232AP 無線傳輸模塊， 再到接收端的 51 單片機， 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。 S1S W P BS5S W P BS9S W P BS 13S W P BS2S W P BS6S W P BS 10S W P BS 14S W P BS3S W P BS7S W P BS 11S W P BS 15S W P BS4S W P BS8S W P BS 12S W P BS 16S W P BP 1. 0P 1. 1P 1. 2P 1. 3P 1. 0 P 1. 0 P 1. 0P 1. 1 P 1. 1 P 1. 1P 1. 2 P 1. 2 P 1. 2P 1. 3 P 1. 3 P 1. 3P 1. 4 P 1. 5 P 1. 6 P 1. 7 圖 28 信號采集原理圖 圖 29 信號采集接線圖 (3) 顯示模塊 此模塊分為數(shù)碼管顯示以及電腦界面顯示。數(shù)碼管 不僅 顯示了單次射擊成績 ，總的射擊成績，而且還加入了方位的顯示，這也是本設計的一個創(chuàng)新點。電腦界面顯示 采用Vc 界面編程技術制作， 在繼承數(shù)碼管的顯示功能外，還在此基礎上做了更為細致的 方位顯示，以及更為形象的數(shù)據(jù)顯示。 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數(shù)據(jù)傳輸 的工作。不論是在系統(tǒng)的發(fā)送端，還是在系統(tǒng)的接收端，數(shù)據(jù)都是通過這個通道來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸控制。該部分主要采用串口通信技術，完成數(shù)據(jù)的串行通信（這其中包括單片機之間的數(shù)據(jù)通信以及單片機與電腦之間的數(shù)據(jù)傳輸） ，同時采用 XL03232AP 模塊來實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的傳輸。 至此，本系統(tǒng)四 大模塊功能和設計思路已經(jīng)確立，下文將介紹整個系統(tǒng)的詳細設計過程，并且給出設計電路。