射擊模擬訓練器激光靶設計

1、概述

模擬訓練器激光靶是接收射擊訓練手槍發(fā)出的激光束，訓練槍由真實(shí)手槍改造而成，子彈為空爆彈，即沒(méi)有子彈頭。射擊過(guò)程膛內有壓力，手槍有后坐力，因此和實(shí)彈射擊沒(méi)有不同的感覺(jué)，能夠達到預期的訓練效果。手槍的不同之處是槍內加入一組小型紐扣電池和一個(gè)微型激光發(fā)生器，并利用膛內壓力使激光器工作，其工作時(shí)間由膛內壓力控制．激光靶由光敏二極管，模擬電路，數字電路，單片機和個(gè)人計算機系統組成，激光靶接收到激光信號后，經(jīng)過(guò)信號處理，由單片機以串口通訊方式將信息發(fā)送給個(gè)人計算機，此時(shí)個(gè)人計算機顯示胸靶圖像，彈著(zhù)點(diǎn)顏色不同與其它部分，并語(yǔ)音報靶，同時(shí)系統采用網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，在監控室可以實(shí)時(shí)的觀(guān)看并統計各個(gè)激光靶的射擊訓練情況，及對訓練效果進(jìn)行評估．

2、硬件電路

2.1 激光信號采集處理電路

訓練槍激光器發(fā)出的激光束波長(cháng)為622～1500nm，激光靶采用光敏二極管作為傳感器，而太陽(yáng)光含有該波長(cháng)范圍內的光，特別是當陽(yáng)光強烈時(shí)激光槍信號更顯微弱．設計中采用完全補償方案，即單獨使用一個(gè)光敏二極管感應太陽(yáng)光，再疊加微小電壓作為基準電壓，當激光打到靶面光敏二極管時(shí)，其輸出高于基準電壓，否則其輸出低于基準電壓，設計中采用CD4053將電平信號轉換為開(kāi)關(guān)信號．

由于激光器的工作時(shí)間較短，加之射擊時(shí)的抖動(dòng)，因此必須對CD4053的輸出信號進(jìn)行脈寬調制，以保證單片機讀到有效的激光信號脈沖．激光信號采集處理電路如圖１所示．

2.2 計算機實(shí)時(shí)通訊電路

8031單片機將采集到的數據處理完成后，將中靶位置信息通過(guò)RS232串口傳送給個(gè)人計算機，由于單片機供電沒(méi)有負電源，采用如圖2所示的電路實(shí)現8031單片機與個(gè)人計算機的通信．

圖１中V1和V2分別為激光接收電路電壓和基準電壓

2.3 數字信號編碼采集電路

我們將激光靶的764 個(gè)光敏二極管分為64塊，采用８位二進(jìn)制編碼處理，并將其組成8×8矩陣式鍵盤(pán)機構，使用8279完成對靶面位置的不斷掃描，自動(dòng)消抖，自動(dòng)識別出位置并給出編碼．采用8031單片機完成對8279的初始化和控制，以及數據的采集和處理，數字信號編碼采集電路如圖3所示

圖３數字信號編碼采集電路

3、單片機軟件流程

單片機程序設計主要包括主程序，中斷服務(wù)程序和數據傳送子程序，其基本工作方式采用中斷方式。單片機用8031CPU，它與PC機數據傳送采用RS232串口通訊。單片機程序流程圖如圖４所示。

4、PC機軟件設計

4.1 設計思想

軟件使用VC++6.0設計，通過(guò)RS232串行接口接收下位機發(fā)來(lái)信息，然后顯示并報環(huán)，同時(shí)記錄做統計處理，產(chǎn)生報表。串行通訊采用MSCOMM32.OCX控件實(shí)現。

由于需要同時(shí)對對臺下位機進(jìn)行監控，軟件采用多文檔模式進(jìn)行設計，硬件采用多串口卡PCL-858實(shí)現。系統結構如圖1