向。该系统简单实用，既能保证训练的质量又能减少弹药的消耗，是理想的公安军队等部门训练使用的模拟打靶系统。杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计概述激光打靶系统概述激光打靶系统的工作原理是采用激光脉冲来模拟枪弹的射击，该系统般包括激光发射部分激光信号检测模块打靶成绩处理和显示部分。如图所示，当射手瞄准完毕扣动扳机时，半导体激光器会发出激光脉冲，射向目标上的光电探测器，如果击中目标，则激光脉冲被光电探测器接收并转换为电信号，经电路处理能识别射击的弹着点，信号经处理编码后传输到计算机。图激光打靶系统原理图半导体激光器,般平行地安装在武器装备的枪管炮管或导弹发射架上，它可以发射束与武器射击方向致的激光脉冲。目前的激光器般都采用半导体激光器，因为这种激光器的输出功率低，不会伤害眼睛，而且效率高功耗小，不但可以摆脱大而重的电源设备，激光器本身也可以制作得很小很轻。光电探测器具有射击靶的形状，可以是点探测器和面探测器，通常数量较多，构成多个信号检测通路。根据光电探测器的响应位置来判断激光射击击中的靶位。激光打靶采用以光代弹的形式进行射击训练，是激光武器模拟器中最常见的种。最初的激光打靶系统只能进行瞄准射击训练，随着计算机和微处理器技术的发展，其用途扩大到可进行多种武器的模拟训练。随着研究和探索的深入，激光打靶系统的功能将进步完善，能够更接近于武器装备在实际使用中的表现，增强真实感。同时，通过与电子技术相结合，进步提高激光模拟的自动化智能化水平。激光武器模拟器有以下几个方面的发展趋势可以模拟的武器越来越多，激光武器模拟器正朝着系列化组件化的方向发展，个基本的激光射击模拟器只要稍加改动就可适用于其他武器系统。系列化组件化的好处是便于使用更换和维修，同时价格也便宜。从激光射击模拟器向激光交战模拟器发展，先进的激光交战模拟器能使坦克战斗车辆反坦克武器等有机的结合在起进行训练，每部兵器既是攻击者，又是被攻击者，完全模仿实战中的作战环境，不仅能提高战士使用武器的技能，还可以教会他们如何在战争中保护自己。计算机处理信号处理电路半导体激光器激光枪扳机光电探测器杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计采用各种新技术增加模拟的逼真性，例如用计算机来记录控制整个训练演习的进程，评定战士在演习中的表现等。本设计方案思路本设计以实现信号的良好检测和数据转换传输为主要目的以信号检测，信号编码和数据传输为主要设计内容。在信号检测方面设计单脉冲小信号的放大电路和信号整形电路在信号编码方面，要解决多路信号的编码问题，还要考虑到编码的优先选择问题在脱靶问题的处理方法上，对打靶和信号采集传送进行同步化处理详见第二章的硬件设计部分，把脱靶的情况与中靶的情况归为类处理数据传输采用串口通信。研发方向和技术关键合理划分激光靶的光电探测器，提高系统的精度单脉冲小信号的放大和整形多路优先编码器的扩展与微机进行数据传输，方便成绩的统计保存显示和查询。主要技术指标激光脉宽大于激光脉冲响应幅度约打靶距离米串行输出帧格式射击次数所击中的光电探测器的编号杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计总体设计激光打靶系统是种集光电于体的系统，其工作原理是激光枪发出的激光束，打到光电传感器上，经光电传感器将光信号转换为电信号，电信号经过信号处理后由单片机发送到计算机的串行口，然后在计算机上完成成绩显示查询和保存等功能。激光打靶系统结构的组成框图如图所示。该系统包括半导体激光枪模块式探测器数字信号处理和发送电路计算机数据处理程序等四部分。图系统总体结构框图激光的检测,每次打靶，激光枪发出个激光脉冲。如果激光脉冲击中光电靶，利用光生伏特效应，光电靶上的探测器把光信号转换成电信号，因此激光的检测就是对探测器响应电信号的检测。光电探测器的响应是个单脉冲小信号，整个检测过程包括信号放大波形整形，检测输出是标准的脉冲数字信号。靶位的划分把个激光靶划分为块探测器，中心环为块探测器环分别有块探测器环有块探测器。根据不同靶位上的探测器来判断所击中的位置，包括环数偏离方向上下左右左上左下右上右下。若信号击中两块或四块探测器的交界，则只取其中块为有效，记为有效的探测器满足以下条件环数高偏离方向为斜向例如上和右上两方向，选择右上。根据上述要求，以及硬件电路设计的需要，对不同的探测器进行编码，见图右。激光枪探测器模块放大电路滤波电路整形电路优先编码电路串行收发模块电平转换计算机串口杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计图靶位划分与编号编码标准对路信号按以上原则编码，编码结果如表。若脱靶无信号则记为号。编码后，每个号码对应了每个探测器的位置信息，包括环数和偏移方向。对信号击中两块或四块探测器的交界的情况,只需取码号大的探测器为有效。这样，打靶的结果在硬件电路上的实现便可由线优先编码器完成。表靶位编码上右上右右下下左下左左上环环环环环环成绩的传送和处理信这两个动作的同步化。单片机单片机是的简化型号，其指令系统和内部均与相同。不同的是它的内部为，而为，而且比少了和输入输出口以及外部的扩展端，因此在引脚上只有个脚。单片机主要适用于较为简单的微控制系统。在本系统中，用到的个外部口，个外部中断和串行输出口。杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计图信号引脚图电平转换在不同的数字系统中，其电平标准是不同的。该系统中就包括了电平标准和电平标准，要实现两个标准的正常通信，必须进行电平转换。该系统采用使用简单的芯片。片芯片可完成路的电平转换和路的电平转换。实际电路中只有路单片机的串口输出，不进行串口输入。因此，选用引脚接串口输出而对应的脚则接到计算机的串口输入端。图芯片内部结构杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计软件设计总体方案该系统的信号检测与数据传送部分，涉及的软件部分较少。主要是单片机数据串行通信及通信协议的程序设计。对于的程序设计，由于所需实现的功能较简单，采用汇编的形式。编译器采用。该编译器是系列单片机程序设计的常用工具，既可用汇编，也支持语言编译。同时具有完善的调试功能。程序流图图串行发送流程图中断服务程序读取口值发送数据帧清中断标志延时初始参数设置中断返回等待中断杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计模块说明主程序堆栈初始化各寄存器参数设置打靶次数置等待中断初始化程序波特率发生器波特率禁止时钟优先级高串口工作模式波特率中断允许关闭串口中断串口优先级低开外部中断下降沿有效优先级低时钟开始计数中断服务程序中断服务程序同步延时读口前先置读口数据帧传送子程序表数据帧格式标志位打靶次数打靶成绩校验位杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计例十六进制表示第二次打靶，击中第号对应环数环偏移方向右上。数据帧传送子程序保护发送标志位发送打靶次数发送打靶成绩发送校验位打靶次数累加延时关外部中断清外部中断请求标志位防止外部中断寄存而引起多次中断。开中断串行发送字节串行发送个字节等待发送完毕定时程序用定时器延时调用，实现延时杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计制作与调试硬件电路的布线与焊接总体特点该系统所涉及的各部分硬件电路，总体的特点是电路原理简单，所用的器件均为常用器件。由于路数较多路，电路的规模较大，因此在制作中只做了路。因此，应合理布线，以降低焊接难度，降低出错率，同时防止干扰。电路划分为方便焊接与调试，把电路划分为两大块探测器接收，放大电路和整形电路为块电路板编码器单片机和控制开关为块电路板焊接焊接前应熟悉各芯片的引脚，焊接时参照电路图，仔细地连接引脚。按照以下原则进行焊接先焊接各芯片的电源线和地线，这样确保各芯片有正确的工作电压同类的芯片应顺序焊接，在片焊接并检查好之后，其他的同类芯片便可以参照第片进行焊接。这样便可大大节省时间，也可降低出错率。调试在线优先编码器，由于没有详细阅读优先编码器的真值表，我认为优先编码器为低位优先，因此所设计的编码标准取小号有效不符合标准。不过发现后，对硬件电路无需修改，只要修改编码标准为取大号有效，便可以解决问题。由于光电池的响应信号经放大编码，到达单片机口时有定的延时，为使单片机准确地通过外部中断进行有效数据的采集，应知道延时的大概范围。编写单片机程序时，编写了个延时的子程序，可以调用进行定的延时，通过延时时间不同的程序进行多次烧录并进行调试，然后比较所得的不同结果，这样便可以大概知道要采集正确的数所需的延时时间最后程序采用的延时时间为。电路中同时控制激光发射和单片机外部中断的开关为普通的按钮开关，因此在按下和弹起都有颤动，这样会引起单片机外部中断的多次响应，使次射击动作引起多次响应，单片机输出多个值。通常的消颤方法有两种硬消颤和软消颤。硬消颤指通过硬件上的消颤电路使开关的次动作只能产生个脉冲跳杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计变而软消颤主要通过延时或对响应的屏蔽来实现。在该设计中采用较为简便的软消颤，具体的方案见第五章。杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计结论本设计方案达到了任务书的要求，实现了激光信号的检测编码和串行传输，实现了较为完整的激光打靶系统的信号处理前端放大器的放大倍数适中，放大后，有效电压脉冲的幅度达到施密特触发器的上门限电压，背景干扰信号没有引起电路的误响应经过调试，实现优先编码器的扩展，编码值输出符合真值表，编码有效脉冲下降沿的波形正常由开关按钮模拟激光枪的扳机控制的编码采集和串行传送也调试实现通过与计算机的串口相连，用串口调试程序调试信号处理电路通过串口连接到计算机，应用张雪荣同学设计的激光打靶成绩统计软件进行总体调试，实现对打靶成绩的显示统计和储存。由于时间水平和经验有限，在信号的放大编码及抗干扰等方面仍有不足之处，有改进的余地，比如电路规模的精简，其他的光干扰处理。另外在系统的调试方面，由于时间和设备的原因，只进行了短距离的调试，有待进步的调试。这次毕业设计对于我来说，既是次机遇，又是次挑战。通过这次的毕业设计，我学到了很多东西，通过自己的实践，增强了动手能力。通过实际工程的设计也使我了解到书本知识和实际应用的差别。在实际应用中遇到很多的