MSP430F149單片機在目標指示器設計中的應用

燈光顯示驅動(dòng)電路如圖7所示，驅動(dòng)芯片采用MC1413芯片，工作電源為12V，電路輸出電流高達500mA。

圖7 燈光顯示驅動(dòng)電路圖

煙火顯示模塊電路設計

煙火顯示模塊主要用于模擬顯示各種類(lèi)型的發(fā)煙目標，其基本任務(wù)為當接收主控站發(fā)送來(lái)的目標顯示命令后，單片機進(jìn)行處理命令，煙火顯示電路能夠按指示器要求的顯示方式顯示煙霧。模塊采用通用的電子點(diǎn)火發(fā)煙管進(jìn)行顯示。

煙火顯示模塊電路設計應滿(mǎn)足以下要求：①發(fā)煙管應能可靠穩定的控制；②電路設計應簡(jiǎn)單，元器件數量盡量少，盡可能利用原執行級電路。因此，煙火顯示模塊與燈光顯示模塊采用同一驅動(dòng)電路，綜合使用。

無(wú)線(xiàn)通信模塊電路設計

目標指示器對無(wú)線(xiàn)通信模塊的要求：①較遠的通信距離，以適應部隊野外射擊時(shí)場(chǎng)地范圍大和不同訓練科目的要求；②較強的抗干擾能力；③較低的功耗，對于應用于野外的、無(wú)固定供電電源的、只能靠電池維持系統運行的無(wú)線(xiàn)數據傳輸模塊，芯片的功耗參數非常重要。

根據上述要求，指示器選擇ZT-TR43C無(wú)線(xiàn)數傳模塊，它是深圳振通公司推出的一款無(wú)線(xiàn)收發(fā)為一體的通信模塊。TR43C的技術(shù)指標：①載波頻率433MHz，工作頻率428MHz～435MHz；②最大發(fā)射功率20mW，開(kāi)闊地的最大傳輸距離為3km；③采用FSK調制，采用前向信道糾錯編碼，抗干擾能力強；④有八個(gè)工作信道可供選擇；⑤傳輸速率20kbps；⑥降低噪聲放大器LNA、功率放大器PA、壓空振蕩器VCO等大部分功能集成于芯片內，外圍電路簡(jiǎn)單，易于開(kāi)發(fā)。

無(wú)線(xiàn)通信模塊與單片機接口TR43C提供RS232/TTL/RS485共三種接口方式，指示器采用TTL接口方式，方便與MSP430F149單片機的接口，電路接口如圖8所示。其中MSP430單片機的RXD、TXD口分別與無(wú)線(xiàn)模塊的TXD、RXD口相連，地線(xiàn)相連。

圖8 TR43C與單片機接口示意圖

無(wú)線(xiàn)模塊可用于組網(wǎng)，TR43C系列模塊最適合點(diǎn)對多點(diǎn)的通信方式，特別符合目標指示器的需求。這種方式首先設置一個(gè)主控站，相當于一個(gè)主機；設置多個(gè)目標指示器，相當于從機，主機和從機都設置地址碼。通信的協(xié)調完全由主機控制，從機接收信號后，將接收到的地址碼與本機地址碼相比較，不同則將數據完全丟掉，不作響應；如果地址碼相同，則從機接收到數據或命令，按照命令作出響應。

目標指示器軟件設計

目標指示器的軟件設計采用模塊化的設計思路。模塊化設計的優(yōu)點(diǎn)為：①令復雜系統化大為小，化繁為簡(jiǎn)；②修改容易，便于維護；③可以提高系統軟件的設計效率。

目標指示器軟件設計的主要任務(wù)有：初始化、燈光顯示、煙火顯示、GPS定位和無(wú)線(xiàn)通信以及一些小任務(wù)。首先按照目標指示器將要完成的主要任務(wù)將軟件分為幾個(gè)大的功能模塊，它們分別是初始化模塊、燈光顯示模塊、煙火顯示模塊、GPS定位模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊。在主程序中主要完成初始化模塊的工作，然后循環(huán)檢測各個(gè)功能模塊的狀態(tài)標志，根據各種狀態(tài)標志的指示來(lái)判斷是否進(jìn)入各個(gè)功能模塊，執行相應操作。如果執行了相應的操作，則在執行完操作后就跳出主程序繼續往下執行。目標指示器軟件功能如圖9所示。

圖9 目標指示器軟件功能框圖

目標指示器的主程序流程如圖10所示。在系統軟件設計中，為了減輕CPU的負擔，使CPU有更多的時(shí)間來(lái)處理有用的運算，同時(shí)為了減小電路的功率損耗，全部功能都使用中斷方式實(shí)現，主程序不做過(guò)多的工作。圖10中，首先對目標指示器的各個(gè)功能模塊進(jìn)行初始化。初始化完成后，然后開(kāi)中斷，CPU從低功耗模式喚醒，進(jìn)行中斷處理，中斷結束后再次返回低功耗循環(huán)。

圖10 主程序流程圖

結束語(yǔ)

本文基于MSP430F149單片機設計了目標指示器，該目標指示器工作穩定可靠，能夠滿(mǎn)足系統要求，它具有如下特點(diǎn)：

①通過(guò)目標歸類(lèi)、燈光和煙火等的科學(xué)布局及組合控制，有效解決了野外條件下目標設置和動(dòng)態(tài)顯示等技術(shù)問(wèn)題，極大提高了部隊目標捕捉和射擊指揮的訓練效益。

②運用超低功耗器件和電源關(guān)斷功能相結合，大幅度降低了系統的整體功耗，延長(cháng)了系統的工作時(shí)間，一次充電系統可連續工作30小時(shí)以上。

③采用成熟技術(shù)和模塊化設計等，有效解決了電源波動(dòng)等問(wèn)題，提高了系統穩定性和可靠性。

④優(yōu)化結構設計，使整體結構小巧，設置目標靈活、方便，適合野戰條件下使用。