實彈射擊之前,要進行大量的瞄靶練習,瞄得準確與否,要靠教練仔細地檢查。為此,筆者制作了一套激光
自動報靶系統(tǒng)。在練習者的槍上安裝激光發(fā)射器,同時對靶面進行改造,其上布滿光敏二極管構(gòu)成的點陣,發(fā)出的激光射到靶面的光敏管上,經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路變?yōu)殡娦盘?,并由無線發(fā)射電路發(fā)送出去,接收端的無線接收電路收到信號后,根據(jù)信號對應的二進制數(shù)值換算成射手的成績并顯示出來。
具體電路如下:圖1為光電轉(zhuǎn)換電路:將運算放大器用作比較器,只要有激光照到光敏管上,光敏管電阻變小,運放V-電位低于V+電位,故輸出端為高電平。對于50cm x 50cm的胸環(huán)靶,為保證激光光斑射到靶上,并落到一光敏管上,應根據(jù)光斑大小布置兩光敏管的距離,同時考慮報靶的精度小于光敏管的密度,可將多個光敏管作為一個報靶信號點。
D01,D02兩光敏管對應實際靶上的不同點,不管激光射到D01或D02,輸出端均為高電平。但作為顯示成績它們是同一信號點。
通過實驗,設(shè)計時靶面報靶信號區(qū)分點為16×16的點陣,分別引出16行,16列信號。圖中Xl為第一行信號,D1~D16、R4等組成16輸入或門(各二極管前由運放構(gòu)成的電路相同),只要此行有一個光敏管被激光射中,Xl為高電平,依此對應引出其他行與列的信號。同時,為減少需傳輸?shù)男盘?,再將行與列信號引入16:4的編碼器。16:4,的編碼器可由4個8輸入或門4078實現(xiàn)或采用GAL門定制。故靶中送出的信號共8位(恰好一個字節(jié))。根據(jù)該字節(jié)的值便可判斷擊中點的位置(環(huán)數(shù)與偏向)。
是發(fā)射電路,該電路的核心芯片為UM3758-108A,它是一塊收發(fā)兩用單片編解碼集成芯片,引腳T/R接高電平為編碼發(fā)送,接低電平為接收譯碼《電子報》04年39期十四版肴較詳細的介紹。選用它是因為其恰好有8位數(shù)據(jù)線,可一次完成編碼傳送,數(shù)據(jù)經(jīng)。UM3758并一串轉(zhuǎn)換后再由無線發(fā)射模塊NDR315發(fā)射出去。為降低功耗,當未發(fā)射激光或未打中靶時,無線發(fā)射模塊無電不工作,故將編碼后的4行(或列)信號送入一4輸入或門,只要擊中靶畫,行或列均至少有一位為高電平(第一行,第一歹U不設(shè)光敏管),或門的輸出端就為高電平,使三極管9013飽和導通,無線發(fā)射模塊得電工作。
接收電路如圖3所示,CJS-R01A為無線接收模塊,UM3758-108A的T/R為低電平,工作于接收模式,將CJS-R01A收到的串行數(shù)據(jù)譯碼還原為8位并行數(shù)據(jù),送入單片機處理,由單片機轉(zhuǎn)化成顯示數(shù)據(jù)送出去顯示。
簡單的顯示系統(tǒng)可采用9個LED數(shù)碼管(如圖4所示)。擊中10環(huán)區(qū)域中間的LED顯示“A”。擊中10環(huán)以外,由其余8個LED中的一個顯示,LED的位置用于區(qū)分擊中點偏上、偏下、偏左、偏右、偏左上、偏右上、偏左下、偏右下。
可選用單片機的P2端口經(jīng)非門控制9個LED的段選碼,P3.0作為中間LED的位選信號,P3.1-P3.3,P3.4經(jīng)3-8譯碼器形成其余8個LED的位選信號(圖中未畫出)。
軟件編程時,主要解決的問題在于如何把靶中送出的8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顯示數(shù)據(jù)。由于此兩者間無函數(shù)關(guān)系,故先構(gòu)造一表格,表格共256項,分別為00H~FFH所對應的段選碼(一字節(jié))、位選碼(一字節(jié))。然后用查表的方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換輸出,驅(qū)動顯示。若要更直觀地顯示擊中點,還可選用點陣式液晶顯示屏。
整個系統(tǒng)非常簡潔,模塊化設(shè)計易于調(diào)試。要注意的是靶上光電轉(zhuǎn)換電路的安裝調(diào)試,因光敏管數(shù)量比較多,為節(jié)約成本,四個信號點做在一個印刷電路板上,再逐一串接起來。為抗自然光干擾,光敏管凹入靶內(nèi)一點。另外,實際電路設(shè)計時,應注意電阻R3的選擇,其值決定了靈敏度與抗干擾性。當并接的光敏管增多時,應減少R3的值。