军用训练靶数字系统的设计毕业论文(编辑修改稿)

军用训练靶数字系统的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

T A L 2X T A L 1V S SP 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P S E NA L EEAP 07P 06P 05P 04P 03P 02P 01P 00V C CU1A T 89 S 51P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17R S T30 / R X D31 / T X D32 / I N T 033 / I N T 134 / T 035 / T 136 / W R37 / R DX T A L 2X T A L 1V S S P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P S E NA L EEAP 07P 06P 05P 04P 03P 02P 01P 00V C CU2A T 89 S 51D1LEDQ3N P NR2R E S 2V c cQ1N P N P H O T OR3R E S 2Q2N P NR1R E S 2V c cS1S W S P S TY1C R Y S T A L+ C1C A P A C I T O R P O LR4R E S 2CRYSTAL1CRYSTAL2C R Y S T A L 1C R Y S T A L 2C R Y S T A L 3C R Y S T A L 4C3C A PC4C A PR E SR E SS2S W S P S TY2C R Y S T A L+ C2C A P A C I T O R P O LR5R E S 2CRYSTAL4CRYSTAL3C6C A PC5C A PR E SV c cV c c 图 25 红外数据传输原理图 红外传输一般由红外发射装置和接受装置组成。 为了使信号 能更好的被传输发送，发送端将基带二进制信号调制为脉冲串信号， 经 红外发射管发射。 调制的方法有 脉冲宽度调制（ PWM）和脉冲串之间的时间间隔来实现 的 信号调制的脉时调制 (PPM)。 该种 方 式的最大优点是不受无线电干扰。 但是，红外线对非透明物体的透过性较差，导致传输距 第 5 页 共 66页 离受限制 ， 它 应用 的 环境为： 短距离无线通信场合点对点的直接 接 线数据传输 [7]。 方案三： 采用 PT2262 和 PT2272 进行数据传输。 简化如 图 26 所示。 其 传输距离较 前面两种方案 ， 有 距离 优势 ，但是其缺点是： 稳定性不高，抗干扰能力不强 ，一次性发送 数据的长度有限（仅有 4 个数据位） ，这不能很好的满足本设计一次性需要传输的数据长度。 方案 四 ： 采用 XL03232AP2 无线串口模块进行数据传输。 由于本设计既要保证传输的距离又要兼顾一次性发送数据的长度，经过相关 资料搜集，决定采用带 串口 的 无线通信模块。 经查找的 串口无线通信模块有： MDD WIT2，传输距离 15 米 ； CRM2400UNC RF 模块 ，传输距离 25； 带串口 CC1100/CC1101 模块 传输距离大于 200，只 限于外界干扰较少的情况； XL03232AP2 传输距离大于 200，抗干扰性能较好； 经过 在传输距离，抗干扰性能方面的对比， 采用 了 XL03232AP2。 其 具有的优点有： (1) 设置方便，只需要装上参数配置模块连上电脑，设置好波特率以及数据格式 就可以使用； (2) 连接 线路简单，只需要一根 导线 将串口连接起来 便可。 因此简化了电路的设计，同时 也提高了 数据传输的 稳定性 ，减少了调试系统时的麻烦； (3) 功耗 少，工作电压 也 很通用，用 USB 就可以驱动，从而给使用带来方便。 S1S W S P S TY1C R Y S T A L+ C1C A P A C I T O R P O LR4R E S 2CRYSTAL1CRYSTAL2C3C A PC4C A PR E S11223344PT2262D ou t5C9P T 22 6211223344PT2262D ou t5C 10P T 22 72C7T I A N X I A NC8T I A N X I A NP 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17R S T30 / R X D31 / T X D32 / I N T 033 / I N T 134 / T 035 / T 136 / W R37 / R DX T A L 2X T A L 1V S S P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P S E NA L EEAP 07P 06P 05P 04P 03P 02P 01P 00V C CU3A T 89 S 51P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17R S T30 / R X D31 / T X D32 / I N T 033 / I N T 134 / T 035 / T 136 / W R37 / R DX T A L 2X T A L 1V S SP 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P S E NA L EEAP 07P 06P 05P 04P 03P 02P 01P 00V C CU4A T 89 S 51Y1C R Y S T A LCRYSTAL3CRYSTAL4C3C A PC4C A PS1S W S P S T+ C1C A P A C I T O R P O LR4R E S 2R E SR E S R E S 1C R Y S T A L 1C R Y S T A L 2C R Y S T A L 1C R Y S T A L 2V c cV c c 图 26 PT2262/ PT2272 数据传输原理图 信号采集 方案 (1) 采用开关式的器件。 其 结构简单， 使用方便，变化时也就 只有 0、 1（即通、断）状态，维护也方便，造价低。 缺点在于其受靶面机械 结构 设计的影响很大，对于靶面设计要求高； (2) 采用压力传感器 [7]。 其 对与靶面设计要求不是很高，能够很好地采集到弹着点的 第 6 页 共 66页 信息。 它的缺点 是：户 外的环境， 能够 影响 其正常工作 的 干扰作用因 素很多，以至于在处理这些噪声，提高其抗干扰能力时 ，需要 设计复杂 电路 去 处理 ， 同时维护也变得复杂 ，需要有专门的人员才能 操作， 因 而 不适合大众化使用。 系统方案 确定 随着 无线串口数据传输技术 以及功能电路 的 集成度不断提高，使得在应用无线串口传输 技术时 不必亲自 再去投入大量的时间设计无线电路。 采用专门的模块 极大地提高系统数据传输的稳定及 可靠性 ，同时也 提高了系统设计的工作效率。 鉴于对以上 四个 数据传输方案以及采集部分 两个 方案 的对比分析， 传输部分的 方案 四 和采集部分的方案一最符合 本 设计要求。 军用 训练 靶数字 系统 的 组成 本小节 描述军用数字训练靶数字系统的结构以及组成该系统 各个部分 的 设计方法。 军用训练靶 数字系统 结构 军用训练靶数字 系统 以 MCS8051 单片机为核心构 成单片机系统。 为了更好的理清设计思路，将整个 系统细分为四 部分加以 说明。 其可以概括为： (1) 弹着点采集模块； (2) 主控模块 ； (3) 数据传输模块 ； (4) 弹着点显示 （包括 LED 和电脑界面显示） 处理模块。 采集信号模块M C S 8 0 5 1XL03232APXL03232APM C S 8 0 5 1数 码 管 显 示电 脑 画 面 显 示 图 27 军用 训练靶数字 系统框图 在本次设计中，使用的核心器件是单片机和 数据传输模块。 为了保证整个系统可靠的运行，设计中必须明确四 大部分的实际联系：以单片机为中心，其他各大模块一一展开。 它们的联系如下： (1) 弹着点采集部分将子弹击中的位置反映出来 ； (2) 主控模块 则 对其他模块的运行进行控制； (3) 数据传输模块，是采集信号数据 交互的通道； 第 7 页 共 66页 (4) 弹着点显示 模块 中的 LED 显示 是此系统的外围电路， 它 不仅 能够如实的反映子弹击中的位置， 显示出射击者的射击成绩 ， 而且 该系统 还提供了 方位 的 显示 ； (5) 电脑显示方面，作为给指挥监督人员观察 全场情况的界面，除了将靶场射击的情况反映到电脑情况上之外，还加入了子弹射击的声音，每次子弹击中靶子的时候，便会发出枪响，使得指挥督查人员在室内也能感受到靶场的气氛。 系统框图如图 27 所示。 下面就对各个模块的功能以及 实现形式作简单介绍。 系统各个模块功能 描述 (1) 采集信号模块 采集信号模块，本设 计采用按键来模拟被切割后的靶环。 每个按键代表着靶环上对应的块。 采集信号电路 安装在靶面 的 后面，每次子弹击中靶环时 ，相应的块就会被子弹压下，这正好与按键的工作原理是一样。 这时按键就会产生出一个信号，并由单片机 将这个信号采集 处理。 每个按键被 编排上 一个 ID， 子弹每次击中的时候就能很好地区分是哪个部位被击中。 其电路 原理 图 28 所示 ，接线图如 29 所示。 (2) 主控模块 它 主要功能 是处理采集模块传来的信号， 完成对采集信号的干扰处理，然后 通过 编程 对数字信号的处 理来控制外围电路 及显示电路。 传输 时， 数据 通过 51 单片机的串口到达 XL03232AP 无线传输模块， 再到接收端的 51 单片机， 完成 数据解码，得到将要显示的信息， 完成主控模块的主要功能。 S1S W P BS5S W P BS9S W P BS 13S W P BS2S W P BS6S W P BS 10S W P BS 14S W P BS3S W P BS7S W P BS 11S W P BS 15S W P BS4S W P BS8S W P BS 12S W P BS 16S W P BP 1. 0P 1. 1P 1. 2P 1. 3P 1. 0 P 1. 0 P 1. 0P 1. 1 P 1. 1 P 1. 1P 1. 2 P 1. 2 P 1. 2P 1. 3 P 1. 3 P 1. 3P 1. 4 P 1. 5 P 1. 6 P 1. 7 图 28 信号采集原理图 图 29 信号采集接线图 (3) 显示模块 此模块分为数码管显示以及电脑界面显示。 数码管 不仅 显示了单次射击成绩 ，总的射击成绩，而且还加入了方位的显示，这也是本设计的一个创新点。 电脑界面显示 采用Vc 界面编程技术制作， 在继承数码管的显示功能外，还在此基础上做了更为细致的 方位显示，以及更为形象的数据显示。 第 8 页 共 66页 (4) 数据传输 通信 部分 数字通信部分主要完成一个数据传输 的工作。 不论是在系统的发送端，还是在系统的接收端，数据都是通过这个通道来实现数据的传输控制。 该部分主要采用串口通信技术，完成数据的串行通信（这其中包括单片机之间的数据通信以及单片机与电脑之间的数据传输） ，同时采用 XL03232AP 模块来实现无线数据的传输。 至此，本系统四 大模块功能和设计思路已经确立，下文将介绍整个系统的详细设计过程，并且给出设计电路。