射击模拟训练器激光靶设计

1、概述

模拟训练器激光靶是接收射击训练手枪发出的激光束，训练枪由真实手枪改造而成，子弹为空爆弹，即没有子弹头。射击过程膛内有压力，手枪有后坐力，因此和实弹射击没有不同的感觉，能够达到预期的训练效果。手枪的不同之处是枪内加入一组小型纽扣电池和一个微型激光发生器，并利用膛内压力使激光器工作，其工作时间由膛内压力控制．激光靶由光敏二极管，模拟电路，数字电路，单片机和个人计算机系统组成，激光靶接收到激光信号后，经过信号处理，由单片机以串口通讯方式将信息发送给个人计算机，此时个人计算机显示胸靶图像，弹着点颜色不同与其它部分，并语音报靶，同时系统采用网络技术，在监控室可以实时的观看并统计各个激光靶的射击训练情况，及对训练效果进行评估．

2、硬件电路

2.1 激光信号采集处理电路

训练枪激光器发出的激光束波长为622～1500nm，激光靶采用光敏二极管作为传感器，而太阳光含有该波长范围内的光，特别是当阳光强烈时激光枪信号更显微弱．设计中采用完全补偿方案，即单独使用一个光敏二极管感应太阳光，再叠加微小电压作为基准电压，当激光打到靶面光敏二极管时，其输出高于基准电压，否则其输出低于基准电压，设计中采用CD4053将电平信号转换为开关信号．

由于激光器的工作时间较短，加之射击时的抖动，因此必须对CD4053的输出信号进行脉宽调制，以保证单片机读到有效的激光信号脉冲．激光信号采集处理电路如图１所示．

2.2 计算机实时通讯电路

8031单片机将采集到的数据处理完成后，将中靶位置信息通过RS232串口传送给个人计算机，由于单片机供电没有负电源，采用如图2所示的电路实现8031单片机与个人计算机的通信．

图１中V1和V2分别为激光接收电路电压和基准电压

2.3 数字信号编码采集电路

我们将激光靶的764 个光敏二极管分为64块，采用８位二进制编码处理，并将其组成8×8矩阵式键盘机构，使用8279完成对靶面位置的不断扫描，自动消抖，自动识别出位置并给出编码．采用8031单片机完成对8279的初始化和控制，以及数据的采集和处理，数字信号编码采集电路如图3所示

图３数字信号编码采集电路

3、单片机软件流程

单片机程序设计主要包括主程序，中断服务程序和数据传送子程序，其基本工作方式采用中断方式。单片机用8031CPU，它与PC机数据传送采用RS232串口通讯。单片机程序流程图如图４所示。

4、PC机软件设计

4.1 设计思想

软件使用VC++6.0设计，通过RS232串行接口接收下位机发来信息，然后显示并报环，同时记录做统计处理，产生报表。串行通讯采用MSCOMM32.OCX控件实现。

由于需要同时对对台下位机进行监控，软件采用多文档模式进行设计，硬件采用多串口卡PCL-858实现。系统结构如图1