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出的激光束，訓練槍由真實手槍改造而成，子彈為空爆彈，即沒有子彈頭。射擊過程膛內有壓力，手槍有后坐力，因此和實彈射擊沒有不同的感覺，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微型激光發生器，并利用膛內壓力使激光器工作，其工作時間由膛內壓力控制．激光靶由光敏二極管，模擬電路，數字電路，單片機和個人計算機系統組成，激光靶接收到激光信號后，經過信號處理，由單片機以串口通訊方式將信息發送給個人計算機，此時個人計算機顯示胸靶圖像，彈著點顏色不同與其它部分，并語音報靶，同時系統采用網絡技術，在監控室可以實時的觀看并統計各個激光靶的射擊訓練情況，及對訓練效果進行評估．

2、硬件電路

2.1 激光信號采集處理電路

訓練槍激光器發出的激光束波長為622～1500nm，激光靶采用光敏二極管作為傳感器，而太陽光含有該波長范圍內的光，特別是當陽光強烈時激光槍信號更顯微弱．設計中采用完全補償方案，即單獨使用一個光敏二極管感應太陽光，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，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關信號．

由于激光器的工作時間較短，加之射擊時的抖動，因此必須對CD4053的輸出信號進行脈寬調制，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 計算機實時通訊電路

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RS232串口傳送給個人計算機，由于單片機供電沒有負電源，采用如圖2所示的電路實現8031單片機與個人計算機的通信．

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 個光敏二極管分為64塊，采用８位二進制編碼處理，并將其組成8×8矩陣式鍵盤機構，使用8279完成對靶面位置的不斷掃描，自動消抖，自動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RS232串行接口接收下位機發來信息，然后顯示并報環，同時記錄做統計處理，產生報表。串行通訊采用MSCOMM32.OCX控件實現。

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