基于單片機(jī)的某型導(dǎo)彈發(fā)射訓(xùn)練裝置發(fā)射機(jī)構(gòu)功能檢測

【摘 "要】筆者基于單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)制作了某型導(dǎo)彈發(fā)射訓(xùn)練裝置發(fā)射機(jī)構(gòu)的功能檢查儀。本文首先分析上述發(fā)射機(jī)構(gòu)的工作原理，提煉檢測指標(biāo);然后進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是檢測電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本文的研究是基于單片機(jī)電路設(shè)計(jì)的一般過程，對類似研究具有借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) "電路設(shè)計(jì) "功能檢測

【中圖分類號(hào)】TP368 " " " 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A " " " " 【文章編號(hào)】1674-4810（2015）30-0104-03

某型導(dǎo)彈發(fā)射訓(xùn)練裝置是該型導(dǎo)彈的專業(yè)訓(xùn)練裝備，它能讓射手體驗(yàn)到肩射實(shí)彈的真實(shí)感受，能有效克服恐懼心理、節(jié)約訓(xùn)練成本。其發(fā)射機(jī)構(gòu)是該裝置的發(fā)射控制設(shè)備，在發(fā)射訓(xùn)練實(shí)施前需要對其功能進(jìn)行檢查，但由于隨裝未配發(fā)功能檢查儀，導(dǎo)致在進(jìn)行檢查時(shí)，操作不方便，存在安全隱患，且難以實(shí)施。為便于對該發(fā)射機(jī)構(gòu)進(jìn)行功能檢查，保障順利完成訓(xùn)練任務(wù)，筆者研究制作了“某型導(dǎo)彈發(fā)射訓(xùn)練裝置發(fā)射機(jī)構(gòu)功能檢測儀”（以下簡稱“檢測儀”）。

一 檢測指標(biāo)

某型導(dǎo)彈發(fā)射訓(xùn)練裝置發(fā)射機(jī)構(gòu)主要通過發(fā)射按鈕控制發(fā)射程序，發(fā)射按鈕共有原始檔、1檔、2檔三個(gè)檔次，電源+8V電壓由模擬地面電池提供。當(dāng)發(fā)射機(jī)構(gòu)處于原始位置時(shí)，它能可靠地保證筒裝發(fā)射訓(xùn)練彈處在安全狀態(tài)。起動(dòng)模擬地面電池后，當(dāng)發(fā)射按鈕處于第1檔時(shí)（S1閉合），解除第1道點(diǎn)火保險(xiǎn)，延時(shí)3s左右（第一延遲時(shí)間）產(chǎn)生聲光信號(hào);當(dāng)發(fā)射按鈕處于第2檔時(shí)（S2閉合），解除第2道保險(xiǎn)，延時(shí)0.5～1s（第二延遲時(shí)間）后點(diǎn)火電壓可靠點(diǎn)燃發(fā)射發(fā)動(dòng)機(jī)電點(diǎn)火器。第一延遲時(shí)間是模擬射手搜索截獲目標(biāo)消耗的時(shí)間，聲光信號(hào)表征目標(biāo)被截獲，第二延遲時(shí)間是射手將發(fā)射按鈕扣至第2檔到訓(xùn)練彈發(fā)射發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火消耗的時(shí)間。其中聲光信號(hào)、第二延遲時(shí)間與實(shí)彈射擊時(shí)一致，對提高射手射擊真實(shí)感具有重要意義。因此檢測儀主要技術(shù)指標(biāo)必須包括以下內(nèi)容：（1）能夠?yàn)榘l(fā)射機(jī)構(gòu)工作提供正常工作電壓;（2）能夠正確測試發(fā)射機(jī)構(gòu)聲、光和點(diǎn)火信號(hào)輸出;（3）能夠記錄第一、第二延遲時(shí)間。

二 系統(tǒng)構(gòu)成

檢測儀主要由電路板、面板、箱體和線纜等構(gòu)成。面板可以通過CorelDRAW進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容是合理設(shè)置數(shù)碼管、蜂鳴器、指示燈以及波段開關(guān)的位置，并作文字標(biāo)識(shí)。箱體只需根據(jù)面板和電路板尺寸設(shè)計(jì)合適的長寬高即可。線纜設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是根據(jù)信號(hào)檢測需要選擇合適的接頭，本文選擇八芯航插作為電纜接頭。電路板設(shè)計(jì)與制作是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)，它的前提是電路設(shè)計(jì)正確。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，以單片機(jī)為核心搭建電路。電路部分主要由電源、單片機(jī)和外圍電路三部分構(gòu)成。其中，電源主要用于提供發(fā)射機(jī)構(gòu)和單片機(jī)的工作電壓，可通過干電池串聯(lián)分壓電路實(shí)現(xiàn);單片機(jī)是檢測儀的核心，采用C51單片機(jī)，主要用于計(jì)時(shí)以及聲、光、點(diǎn)火信號(hào)的測試與反饋，通過I/O接口技術(shù)和中斷技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)碼管的計(jì)時(shí)與停止;外圍電路主要包括指示燈（含光信號(hào)指示燈和點(diǎn)火信號(hào)指示燈）電路和蜂鳴器電路，主要是模擬筒裝發(fā)射訓(xùn)練彈信號(hào)反饋。

三 電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的一般步驟為：電路流程圖設(shè)計(jì)、電路原理圖設(shè)計(jì)與修正、印制板設(shè)計(jì)與加工。

1.電路流程圖設(shè)計(jì)

根據(jù)檢測指標(biāo)，設(shè)計(jì)電路流程圖如圖1所示。該流程圖可以用來指導(dǎo)單片機(jī)編程和電路原理圖設(shè)計(jì)。

C51單片機(jī)僅有兩個(gè)中斷口，低電平或下降沿觸發(fā)有效，分別用于第一、第二延遲時(shí)間的計(jì)時(shí)開始與停止，第一延遲時(shí)間計(jì)時(shí)停止后需要用繼電器切換至第二延遲時(shí)間計(jì)時(shí)電路等待觸發(fā)信號(hào)，而且當(dāng)輸出信號(hào)為高電平時(shí)需要用反相器轉(zhuǎn)換為低電平以觸發(fā)中斷。

圖1 "電路流程圖

2.電路原理圖設(shè)計(jì)與修正

通過Visio繪制原理圖，如圖2所示，審查無誤后，可以利用萬用板進(jìn)行焊接測試，并修正相關(guān)元器件參數(shù)。利用Visio繪制原理圖的好處在于連接關(guān)系一目了然，便于直觀理解和減少錯(cuò)誤。

3.印制板設(shè)計(jì)與加工

萬用板測試成功后，利用protel繪制.Sch文件，如圖3所示，將其轉(zhuǎn)化為.PCB格式，該格式文件可以直接用于印制電路板加工。自動(dòng)轉(zhuǎn)化生成的.PCB文件往往布局較亂，必要時(shí)需要重新調(diào)整各器件位置。

四 應(yīng)用測試

在箱體、面板、電纜和電路板都制作完成后，先測試電路板，測試無誤后再行裝配。裝配完成后再次測試，再次測試無誤后即完成了檢測儀的制作。測試表明，該檢測儀能夠滿足主要技術(shù)指標(biāo)，完成發(fā)射訓(xùn)練發(fā)射機(jī)構(gòu)的功能檢查。

圖2 "利用Visio設(shè)計(jì)的電路原理圖

圖3 "利用protel重繪的.Sch電路原理圖

五 小結(jié)

筆者利用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)并制作了“某型導(dǎo)彈發(fā)射訓(xùn)練裝置發(fā)射機(jī)構(gòu)功能檢測儀”，它由電路板、面板、箱體和線纜等四部分構(gòu)成，其中難點(diǎn)是電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，解決步驟為：（1）設(shè)計(jì)電路流程圖;（2）基于電路流程圖編寫單片機(jī)程序并設(shè)計(jì)電路原理圖;（3）利用萬用焊接板完成對電路原理圖測試與修正;（4）根據(jù)電路原理圖制作印制電路板;（5）檢測儀的裝配與應(yīng)用測試。實(shí)踐表明，檢測儀能夠完成某型導(dǎo)彈發(fā)射訓(xùn)練發(fā)射機(jī)構(gòu)功能檢查，滿足裝備訓(xùn)練任務(wù)需求。

參考文獻(xiàn)

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〔責(zé)任編輯：林勁、李婷婷〕