【導(dǎo)讀】激光打靶系統(tǒng)主要包括半導(dǎo)體激光槍、光電探測器和信號(hào)處理電路，激光打靶的打靶過程，由激光槍發(fā)射激光脈沖。光電靶由許多塊的光電探測器組成，每塊不同位置的光電探測器對應(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)由光電探測器檢測后傳送到相應(yīng)的放大電路，放大電路采用集成運(yùn)算放大器。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(hào)進(jìn)行編碼。打靶結(jié)果，有利于提高打靶效果。目前的射擊打靶訓(xùn)練，基本以實(shí)彈訓(xùn)練為主，國防開支大，危險(xiǎn)系數(shù)高。因此有必要研制一種切合部隊(duì)實(shí)際的，在非實(shí)。一些發(fā)達(dá)國家，如美國、英國、德國等都在積極進(jìn)行激光射擊模擬訓(xùn)練器。材的研制，并已開發(fā)出多種系列產(chǎn)品，其中最突出的是美國的“米勒斯”系列，確顯示命中靶環(huán)環(huán)數(shù)和方位。本設(shè)計(jì)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)，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

　　

【正文】 0 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 外部中斷請求標(biāo)志位 ―― 防止外部中斷寄存而引起多次中斷。 SETB EX0 ；開中斷 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 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。 （ 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)。不過發(fā)現(xiàn)錯(cuò)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(hào)有效，便可以解決問題。 （ 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)外部中斷的開關(guān)為普通的按鈕開關(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。硬消顫指通過硬件上的消顫電路使開關(guān)的一次動(dòng)作只能產(chǎn)生一個(gè)脈沖跳變； 而軟消顫主要通過延時(shí)或?qū)憫?yīng)的屏蔽來實(shí)現(xiàn)。在該設(shè)計(jì)中采用較為簡便的 軟消顫，具體的方案見第 五 章。 7 結(jié)論 本設(shè)計(jì)方案達(dá)到了任務(wù)書的要求，實(shí)現(xiàn)了激光信號(hào)的檢測、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)沒有引起電路的誤響應(yīng)； （ 2）經(jīng)過調(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“激光打靶成績統(tǒng)計(jì)”軟件進(jìn)行總體調(diào)試，實(shí)現(xiàn)對打靶成績的顯示統(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，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)對于我來說，既是一次機(jī)遇，又是一次 挑戰(zhàn)。通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，通過自己的實(shí)踐，增強(qiáng)了動(dòng)手能力。通過實(shí)際工程的設(shè)計(jì)也使我了解到書本知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用的差別。在實(shí)際應(yīng)用中遇到很多的問題，這都需要我對問題進(jìn)行具體的分析，并一步一步地去解決它。 致謝 在這 幾個(gè) 月的時(shí)間里，從對課題的理解，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。 感謝羅老師對我們的關(guān)心照顧。 感謝母校和老師們在大學(xué)四年中對我的培養(yǎng)。 ????? 參考文獻(xiàn) [1] 劉伯來 ， 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. [2] 任宏巖，戴炳明 .一種新型激光射擊訓(xùn)練模擬靶的設(shè)計(jì) [J].大連理工大學(xué)學(xué)報(bào) ,1997， 37（增 2）： 186187. [3] 戴炳明 ,任宏巖 ,張雛 .智能型光電打靶模擬訓(xùn)練系統(tǒng) [J].半導(dǎo)體光電 ,:196197. [4] 黃德修 ,劉雪峰 .半導(dǎo)體激光器及其應(yīng)用 [M].北京： 國防工業(yè)出版社 ,1999:127. [5] Jia Yi Liang, . “ An optical photodetector using a distributed amplifier and PIN photodiode bination” [J]. IEEE MTTS Microwave Symposium Digest, 1994, (2):11011104. [6] A. Goetzberger, C. Hebling.“Photovoltaic Materials, past, present, future” [J] . Solar Energy Materials and Solar Cells, 20xx, (62):119. [7] 高稚允 ,高岳 .光電檢測技術(shù) [M].北京： 國防工業(yè)出版社 ,1995:172212. [8] 江月松 .光電技術(shù)與實(shí)驗(yàn) [M].北京： 北京理工大學(xué)出版社 ,20xx:119152. [9] .集成運(yùn)算放大器應(yīng)用手冊 [M].北京： 世界圖書出版公司 ,1990:372. [10] 謝嘉奎等 .電子線路 [M].北京： 高等教育出版社 ,1999:321323. [11] 龔之春 .數(shù)字電路 [M].成都： 電子科技大學(xué)出版 ,1999:123127. [12] 李廣弟 .單片機(jī)基礎(chǔ) [M].北京： 北京航空航天大學(xué)出版社 ,1994:628. 附錄 ?????