【導(dǎo)讀】激光打靶系統(tǒng)主要包括半導(dǎo)體激光槍、光電探測(cè)器和信號(hào)處理電路，激光打靶的打靶過(guò)程，由激光槍發(fā)射激光脈沖。光電靶由許多塊的光電探測(cè)器組成，每塊不同位置的光電探測(cè)器對(duì)應(yīng)不同編號(hào)，從打靶的實(shí)際情況出發(fā)，確定了相應(yīng)的編號(hào)規(guī)則。號(hào)由光電探測(cè)器檢測(cè)后傳送到相應(yīng)的放大電路，放大電路采用集成運(yùn)算放大器。序，使用keil編譯器進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試完成，其主要功能是控制數(shù)據(jù)的串行傳送，實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的串口通信。

　　

【正文】 斷 INT0 SETB IT0 ；下降沿有效 CLR PX0 ； INT0 優(yōu)先級(jí) :低 SETB TR1 ；時(shí)鐘 1 開(kāi)始計(jì)數(shù) RET （ 3） 中斷服務(wù)程序： _INT0: ； ISR 中斷服務(wù)程序 NOP CALL DELAY_2MS ；同步延時(shí) MOV P1,0xff ；讀 P1 口前先置 1 MOV A,P1 ；讀 P1 口 CALL INT0_SEND RET （ 4） 數(shù)據(jù)幀傳送子程序： 表 51 數(shù)據(jù)幀格式 標(biāo)志位 SYNC 打靶次數(shù) 打靶成績(jī) 校驗(yàn)位 CHECKSUM ＃ 0x30 TIMES RESULT TIMES＋ RESULT 16 例： 30 02 15 17 (十六進(jìn)制 ) 表示第二次打靶，擊中第 21 號(hào)（對(duì)應(yīng)環(huán)數(shù)： 7 環(huán) 偏移方向：右上）。 INT0_SEND: ；數(shù)據(jù)幀傳送子程序 PUSH ACC ；保護(hù) ACC CLR A ADD A,0X30 CALL UART_SEND ；發(fā)送標(biāo)志位 MOV A,40H CALL UART_SEND ；發(fā)送打靶次數(shù) POP ACC CALL UART_SEND ；發(fā)送打靶成績(jī) ADD A,0X30 ADD A,0040H CALL UART_SEND ；發(fā)送校驗(yàn)位 INC 0040H ；打靶次數(shù)累加 1 CALL DELAY_200MS；延時(shí) 200ms CLR EX0 ；關(guān)外部中斷 CLR IE0 ；清 INT0 外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志位 ―― 防止外部中斷寄存而引起多次中斷。 SETB EX0 ；開(kāi)中斷 RETI （ 5） 串行發(fā)送字節(jié) UART_SEND: ；串行發(fā)送一個(gè)字節(jié) MOV SBUF,A JNB TI,$ ；等待發(fā)送完畢 CLR TI ； RET （ 6） 定時(shí)程序： DELAY_2MS: ；用定時(shí)器延 時(shí) 2ms MOV R7,21。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 17 MOV R5,5 DLY: CALL DELAY_2MS DJNZ R5,DLY RET 18 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(jiǎn)單，所用的器件均為常用 器件。 （ 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。 因此，應(yīng)合理布線，以降低焊接難度，降低出錯(cuò)率，同時(shí)防止干擾。 電路劃分 為方便焊接與調(diào)試，把電路劃分為兩大塊： （ 1）探測(cè)器接收，放大電路和整形電路為一塊電路板； （ 2）編碼器、 2051 單片機(jī)和控制開(kāi)關(guān)為一塊電路板； 焊接 焊接前應(yīng)熟悉各芯片的引腳，焊接時(shí)參照電路圖，仔細(xì)地連接引腳。按照以下原則進(jìn)行焊接： （ 1）先焊接各芯片的電源線和地線，這樣確保各芯片有正確的工作電壓； （ 2）同類的芯片應(yīng)順序焊接， 在一片焊接并檢查好之后，其他的同類芯片便可以參照第一片進(jìn)行焊接。這樣便可大大節(jié)省時(shí)間，也可降低出錯(cuò)率。 調(diào)試 （ 1） 在 40－ 6線優(yōu)先編碼器，由于沒(méi)有詳細(xì)閱讀優(yōu)先編碼器的真值表，我認(rèn)為優(yōu)先編碼器為低位優(yōu)先，因此所設(shè)計(jì)的編碼標(biāo)準(zhǔn)（取小號(hào)有效）不符合標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，對(duì)硬件電路無(wú)需修改，只要修改編碼標(biāo)準(zhǔn)為取大號(hào)有效，便可以解決問(wèn)題。 （ 2） 由于光電池的響應(yīng)信號(hào)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(guò)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。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(guò)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）。 （ 3） 電路中同時(shí)控制激光發(fā)射和單片機(jī)外部中斷的開(kāi)關(guān)為普通的按鈕開(kāi)關(guān)，因此在按下和彈起都有顫動(dòng)，這樣會(huì)引起單片機(jī)外部中斷的多次響應(yīng)，使一次“射擊動(dòng)作 ” 引起多次響應(yīng)，單片機(jī)輸出多個(gè)值。通常的消顫方法有兩種：硬消顫和軟消顫。硬消顫指通過(guò)硬件上的消顫電路使開(kāi)關(guān)的一次動(dòng)作只能產(chǎn)生一個(gè)脈沖跳 19 變；而軟消顫主要通過(guò)延時(shí)或?qū)憫?yīng) 的屏蔽來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該設(shè)計(jì)中采用較為簡(jiǎn)便的軟消顫，具體的方案見(jiàn)第 五 章。 20 7 結(jié)論 本設(shè)計(jì)方案達(dá)到了任務(wù)書(shū)的要求，實(shí)現(xiàn)了激光信號(hào)的檢測(cè)、編碼和串行傳輸，實(shí)現(xiàn)了較為完整的激光打靶系統(tǒng)的信號(hào)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(hào)沒(méi)有引起電路的誤響應(yīng)； （ 2）經(jīng)過(guò)調(diào)試，實(shí)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(kāi)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(shí)現(xiàn) （通過(guò)與計(jì)算機(jī)的串口相連，用“串口調(diào)試程序”調(diào)試）； （ 4）信號(hào)處理電路通過(guò)串口連接到計(jì)算機(jī)，應(yīng)用張雪榮同學(xué)設(shè)計(jì)的“激光打靶成績(jī)統(tǒng)計(jì)”軟件進(jìn)行總體調(diào)試，實(shí)現(xiàn)對(duì)打靶成績(jī)的顯示統(tǒng)計(jì)和儲(chǔ)存。 由于時(shí)間、水平和經(jīng)驗(yàn)有限，在信號(hào)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(jiǎn)，其他的光干擾處理。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。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我來(lái)說(shuō)，既是一次機(jī)遇，又是一次挑戰(zhàn)。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，通過(guò)自己的實(shí)踐，增強(qiáng)了動(dòng)手 能力。通過(guò)實(shí)際工程的設(shè)計(jì)也使我了解到書(shū)本知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用的差別。在實(shí)際應(yīng)用中遇到很多的問(wèn)題，這都需要我對(duì)問(wèn)題進(jìn)行具體的分析，并一步一步地去解決它。 21 致謝 在這 幾個(gè) 月的時(shí)間里，從對(duì)課題的理解，方案的設(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。 感謝秦會(huì)斌老師在很忙的情況下，為我講解課題的要點(diǎn)，引領(lǐng)設(shè)計(jì)的思路。他對(duì)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度讓我由衷地敬佩。 感謝唐大勇和章國(guó)平同學(xué)給予我無(wú)私的幫助，他們對(duì)我所遇到的難題的解答讓我受益匪淺。 感謝羅老師對(duì)我們的關(guān)心照顧 。 感謝母校和老師們?cè)诖髮W(xué)四年中對(duì)我的 培養(yǎng)。 22 參考文獻(xiàn) [1] 劉伯來(lái) ， 宋作本 ， 徐忠瑞 .激光模擬射擊訓(xùn)練器械及其射擊精度的檢定方法 [J].山東體育科技， （ 4）： 1719. 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