基于CPLD技術(shù)的槍械電磁扳機控制儀設計

電磁扳機控制儀的機械部分主要由步進(jìn)電機、基座、轉輪機構、扳機連桿、連線(xiàn)盒及電磁扳機屏蔽外殼構成。其工作過(guò)程為：步進(jìn)電機接收驅動(dòng)器指令進(jìn)行轉動(dòng)，帶動(dòng)轉輪機構轉動(dòng)，步進(jìn)電機旋轉一周，轉輪機構帶動(dòng)扳機實(shí)現一次行程，完成擊發(fā)動(dòng)作。
圖4為電磁扳機行程方向及行程長(cháng)度調節機構示意圖，轉輪機構上設計有扳機行程調節孔(圖中①、②、③、④，四個(gè)調節孔距轉輪機構中心半徑逐漸縮小R1>R2>R3>R4)，扳機連桿的長(cháng)度也可以調整。通過(guò)這兩個(gè)機構的調節，可以調整扳機的行程距離。

步進(jìn)電機由電機驅動(dòng)器接高壓進(jìn)行驅動(dòng)，通過(guò)CPLD控制器產(chǎn)生邏輯控制信號，實(shí)現扳機的控制?？刂破髋c電機驅動(dòng)器之間通過(guò)長(cháng)絞線(xiàn)連接，測試儀與電機等干擾源距離較遠且測試人員可以通過(guò)遠距離控制槍械的擊發(fā)，既保證了控制系統不受電磁干擾，又確保了測試人員的安全。

3 控制部分設計
3．1 CPLD邏輯控制部分
電磁扳機控制儀采用步進(jìn)電機作為執行單元，CPLD作為主控制器實(shí)現邏輯控制和通信功能。邏輯控制部分實(shí)現按鍵的判讀、鎖存，觸發(fā)和復位的互鎖以及步進(jìn)電機驅動(dòng)器的控制功能。
控制儀由“解閉鎖開(kāi)關(guān)”作為儀器功能的總開(kāi)關(guān)，閉鎖時(shí)，儀器面板所有按鍵不工作；解鎖后，控制儀工作正常。電機動(dòng)作由“復位”和“觸發(fā)”按鍵配合工作，當擊發(fā)允許時(shí)，按下“觸發(fā)”按鍵，槍械擊發(fā)并鎖存觸發(fā)鍵，若繼續按觸發(fā)鍵則儀器不觸發(fā)；當需要再次擊發(fā)時(shí)，必須按“復位”鍵后，解除觸發(fā)鎖存，然后按下觸發(fā)按鍵觸發(fā)儀器。通過(guò)“復位”和“觸發(fā)”按鍵的相互鎖存，來(lái)確?？刂苾x的安全觸發(fā)。圖5為CPLD電路邏輯功能仿真時(shí)序圖。

圖5中左邊Name欄定義管腳：clk為CPLD輸入時(shí)鐘1 MHz；feng為系統工作時(shí)的分頻時(shí)鐘；green和red分別代表“觸發(fā)”、“復位”按鍵；out為邏輯輸出端；key為解閉鎖開(kāi)關(guān)。
控制儀邏輯功能見(jiàn)圖5。當系統閉鎖時(shí)(key=0)，按鍵按下系統不工作(圖5中1)；系統解鎖后(key=1)，按“觸發(fā)”鍵，系統輸出控制信號；繼續按“觸發(fā)”鍵，系統處于互鎖保護狀態(tài)，系統無(wú)觸發(fā)輸出(圖5中3)；按“復位”鍵后，可以繼續觸發(fā)，系統能夠正常輸出(圖5中4)；重復誤操作，繼續觸發(fā)，無(wú)輸出(圖5中5)。
圖5中g(shù)reen_lignt，red_light分別對應觸發(fā)燈和復位燈。系統啟動(dòng)且未解鎖，觸發(fā)燈亮，復位燈滅，解鎖燈滅(圖5中2)；系統解鎖觸發(fā)后，觸發(fā)燈滅，復位燈亮，表示系統已經(jīng)觸發(fā)，需通過(guò)復位解除保護可繼續觸發(fā)。復位后，觸發(fā)燈亮，復位燈滅，表示系統可以觸發(fā)。