激光自動報靶電路,Laser game machine

實彈射擊之前，要進行大量的瞄靶練習(xí)，瞄得準(zhǔn)確與否，要靠教練仔細(xì)地檢查。為此，筆者制作了一套激光自動報靶系統(tǒng)。在練習(xí)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?a target="_blank">信號，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(yīng)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50cmx50cm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(yīng)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，如圖1：

D01，D02兩光敏管對應(yīng)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(yīng)引出其他行與列的信號。同時，為減少需傳輸?shù)男盘枺賹⑿信c列信號引入16：4的編碼器（如圖2所示）。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）。

圖2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(xì)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(dāng)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(dǎo)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(yīng)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(yīng)注意電阻R3的選擇，其值決定了靈敏度與抗干擾性。當(dāng)并接的光敏管增多時，應(yīng)減少R3的值（圖1）。