（论文 字数：8929 页数：24 带程序）摘 要：本毕业设计主要设计自主研发的激光打靶系统的信号处理过程，继而实现整个打靶系统。激光打靶系统主要包括半导体激光枪、光电探测器和信号处理电路，信号处理过程是整个系统的关键。激光打靶的打靶过程，由激光枪发射激光脉冲信号，光电靶接收激光脉冲信号，经过系列信号处理过程最终得到打靶的结果。光电靶由许多块的光电探测器组成，每块不同位置的光电探测器对应不同编号，从打靶的实际情况出发，确定了相应的编号规则。打靶的成绩由激光所击中的光电探测器的编号来判定。
激光打靶系统的主要信号处理过程包括：信号的放大、编码和数据传输。信号由光电探测器检测后传送到相应的放大电路，放大电路采用集成运算放大器。按原先对光电探测器的编码规则采用多路优先编码器对信号进行编码。最后把编码值以串口的形式传送到计算机，利用计算机的强大功能对打靶结果进行各种处理。与计算机之间的串行数据传输由89C2051单片机实现。89C2051单片机的程序，使用keil编译器进行设计和调试完成，其主要功能是控制数据的串行传送，实现与计算机的串口通信。
该信号处理系统实现了对信号的良好检测。与计算机之间的串口通信可以实现数据在计算机上的显示、统计、储存等功能，为打靶者提供非常直接、准确的打靶结果，有利于提高打靶效果。

关键词：激光打靶,信号处理,信号编码,串行传输

ABSTRACT ：The main aim of this thesis is to design and realize signal processing of a self-developed laser target shooting system and then realize the whole laser target shooting system. The laser target shooting system consists of semiconductor laser gun, photoelectric detector, and signal processing circuit, which is the key part of the whole system. Laser target shooting process go though following steps: laser gun emitted a pulse of laser, which would be received by the laser target and the results of shooting will be shown on screen of computer by series signal processing. The laser target consists of some silicon photoelectric units that were encoded with different numbers according to certain rule. The result of the shooting will be got when detecting the number of the photoelectric unit that receives the laser pulse.
The signal processing of the laser target shooting system mainly consists of signal amplification, signal encoding and data transmission. The inspected photoelectric signal was then amplified by operator amplifiers, coded by multiplex priority encoder according to the prearranged rule, and then transferred to computer by 89C2051 MCU through its serial port. And then computer can process the signal. The program of 89C2051 MCU is designed in keil and debugged using keil compiler. It is designed to control the data transmission with computer.
The designed signal processing system can detect signal effectively. Through the serial data transmission, computer can process the shooting result, such as display, statistics and storage etc. It provide direct and exact shooting result for trainer, so it can increase the efficiency of the shooting training.

Key words：laser target shooting；signal amplification；signal encode；serial data transmission

目 录
1 引言 1
2 概述 2
2.1 激光打靶系统概述 2
2.2 本设计方案思路 3
2.3 研发方向和技术关键 3
2.4 主要技术指标 3
3 总体设计 4
3.1 激光的检测 4
3.2 靶位的划分 4
3.3 编码标准 5
3.4 成绩的传送和处理 5
3.5 其他说明 5
4 硬件设计 6
4.1 信号放大电路 6
4.2 整形电路 8
4.3 编码电路 9
4.4 串行传送 11
4.5 电平转换 13
5 软件设计 14
5.1 总体方案 14
5.2 程序流图 14
5.3 模块说明 15
6 制作与调试 18
6.1 硬件电路的布线与焊接 18
6.2 调试 18
7 结论 20
致谢 21
参考文献 22
附录 23

1 引言
目前的射击打靶训练，基本以实弹训练为主，国防开支大，危险系数高。传统的报靶方法是人工报靶，由报靶员根据经验确定靶数，带有很大的个人主观因素，可靠性、公正性差，效率低。因此有必要研制一种切合部队实际的，在非实弹射击条件下进行射击精度训练的打靶训练器，这样既能保证部队训练质量又能减少弹药消耗、节约国防费用，具有重大的国防意义。
以光代弹，可以模拟多种武器的射击情况，并可检验射击效果。这种新型的部队训练模拟器材是部队训练器材的一次革命，是和平时期部队训练的有效手段之一。一些发达国家，如美国、英国、德国等都在积极进行激光射击模拟训练器材的研制，并已开发出多种系列产品，其中最突出的是美国的“米勒斯”系列，它可模拟36种武器，性能好、准确而且逼真，大大推动了部队的训练工作。
八十年代以来，我国也有单位在进行激光模拟训练器的研究和探索，将激光射击模拟器用于部队训练，取得了很好的训练效果，提高了部队的战斗力。但在可靠性和数据处理等方面尚有许多技术问题有待改进，主要是以下几点：激光光斑太大，与实际步枪子弹口径7.62mm相差太多；探测器数量少会导致设计精度不高；探测器数量多会使得价格昂贵，无法推广；只能粗略指示命中与否，不能准确显示命中靶环环数和方位。因此，我们拟从这些方向作进一步的研究探索。
本设计采用半导体激光器和半导体面阵列探测器来模拟子弹射击和射击靶标，具有模拟逼真，精度高等特点。主要从信号处理部分来设计实现激光打靶系统，每次射击能精确的显示5－10环的结果及脱靶情况，每个环数又可分为八个偏移方向。该系统简单实用，既能保证训练的质量又能减少弹药的消耗，是理想的公安、军队等部门训练使用的模拟打靶系统。