AVR单片机在无线自动报靶系统中的应用

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  •     目前,在野外射击训练考核中,大部分还是通过人工报靶的方法,带有很多人为因素(如报靶人员的主观性、情绪等),影响报靶的结果,使得射手不能正确了解自己的成绩,不利于打靶水平的提高。虽然现在市面上出现了一些自动报靶产品,但这些产品的成本高、系统比较复杂,并且占用场地。因此,本文根据实际训练需要,研制出了集轻武器射击训练所需的所有功能于一体的、基于AVR单片机的一种无线自动报靶系统。该系统包括精确和非精确报靶,射击成绩的自动实时显示、统计和打印,可以满足多种武器和多种射击模式的训练需求,对目标的隐显时机、次数、间隔等均按训练大纲要求由电脑自动控制,既可同时监控多个(25个)靶位的射击情况,也可单独监控一个靶位的射击情况。
    1 系统组成
     无线自动报靶系统由传感器(特制头靶、胸靶、身靶等)、数据采集、无线传输、数据处理、显示和打印机等构成。报靶传感器为特制的靶子,其两面各有一层导电橡胶(或其他导电软材料),反面导电橡胶接地线,正面按胸环靶样式用绝缘材料分隔成不同环位和方位区域,不同区域分别引出信号线。当子弹穿越靶子,射击目标的报靶可以精确到5~10环(以胸环靶为例),弹着点的显示可以精确到圆周的1/8,即将每一环分为8个区域,报靶信息即为射击的环数和所处的区域。图1为纸上对环和区域的划分情况。
    当子弹穿过目标时,在瞬间会连通其中的一个环和一个区域,完成数据采集,单片机由此确定报靶信息,编码后由收发模块调制发出,完成射击成绩的报靶。子弹击中目标的情况如图2所示。

     主程序流程图如图4所示。

    AVR单片机在无线自动报靶系统中的应用

     信号采集检测直接利用AVR单片机芯片内置的10 bitA/D转换器,采样PA0端口的输入模拟电压。将该模拟电压转换成数字电压,首先要对A/D转换器进行初始化,具体程序如下:
     void AVR_ADC_Init(void)
     {
       ADMUX = 0x00; //选择参考电压源为+5 V,
     //左对齐方式,并选择模拟通道ADC0
       ADCSRA = 0xCF;//使能ADC模块,
     //并启动ADC转换开始,配置预分频比1:128
     }
     为了提高实时采样保护电机,过流检测分析程序段放在A/D转换的中断服务程序中完成。A/D转换中断服务程序如下:
     #pragma vector=ADC_INT
     __interrupt void ADC_vect_isr(void)
     {
       if(ADCH>200)MotorBreak();   //若检测到电流
     //超过20 A,则让电机停止
     }
     在进行电机驱动程序设计时,利用AVR单片机内置的PWM模块来实现。该模块具有如下特征:(1)支持快速PWM产生模式;(2)支持相位修正的PWM产生模式;(3)支持相位与频率修正的PWM产生模式。这些模式都能够很好地产生所需的PWM信号,利用PWM信号可很容易实现对电机速度的调节。利用PWM模块的特点,设计的电机驱动函数为MotorStartRun(unsigned char direction,unsigned int speed)。在该函数中,参数direction用于控制电机转换方向,参数speed用于调节电机运行速度。电机驱动程序流程图如图5所示。

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