《毕业论文--基于STM32单片机的串口转网络设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文--基于STM32单片机的串口转网络设计（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本科毕业设计（2015届）题 目基于STM32单片机的串口转网络设计学 院电子信息学院专 业电子信息工程班 级学 号学生姓名指导教师完成日期2015年1月诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文基于STM32的串口转网络设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日杭州电子科技大学本科毕业设计摘 要 本毕业设计主要研究串口转网络技术，继而实现串口与网络之间的数据传输。本串口转网络模块主要包括以太网接口模块、STM32处理器模块和串口数据处理模块。串口数据进行网络化处理过程是整个模块的关键。激光打靶系统的
2、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
3、靶效果。关键词：激光打靶；信号处理；信号编码；串行传输ABSTRACTThe 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 dete
4、ctor, 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 pr
5、ocessing. 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 targ
6、et 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 thro
7、ugh 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 t
8、ransmission, 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 trans
9、mission目 录1 引言12 概述22.1 激光打靶系统概述22.2 本设计方案思路32.3 研发方向和技术关键32.4 主要技术指标33 总体设计43.1 激光的检测43.2 靶位的划分43.3 编码标准53.4 成绩的传送和处理53.5 其他说明54 硬件设计64.1 信号放大电路64.2 整形电路84.3 编码电路94.4 串行传送114.5 电平转换135 软件设计145.1 总体方案145.2 程序流图145.3 模块说明156 制作与调试186.1 硬件电路的布线与焊接186.2 调试187 结论20致谢21参考文献22附录231 引言目前的射击打靶训练，基本以实弹训练为主，国
10、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，
11、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
12、显示510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。2 概述2.1 激光打靶系统概述激光打靶系统1-3的工作原理是采用激光脉冲来模拟枪弹的射击，该系统一般包括激光发射部分、激光信号检测模块、打靶成绩处理和显示部分。如图2-1所示，当射手瞄准完毕扣动扳机时，半导体激光器会发出激光脉冲，射向目标上的光电探测器，如果击中目标，则激光脉冲被光电探测器接收并转换为电信号，经电路处理能识别射击的弹着点，信号经处理编码后传输到计算机。计算机处理信号处理电路半导体激光器激光枪扳机光电探测器图2-1 激
13、光打靶系统原理图半导体激光器4,5一般平行地安装在武器装备的枪管、炮管或导弹发射架上，它可以发射一束与武器射击方向一致的激光脉冲。目前的激光器一般都采用半导体激光器，因为这种激光器的输出功率低，不会伤害眼睛，而且效率高、功耗小，不但可以摆脱大而重的电源设备，激光器本身也可以制作得很小、很轻。光电探测器6具有射击靶的形状，可以是点探测器和面探测器，通常数量较多，构成多个信号检测通路。根据光电探测器的响应位置来判断激光射击击中的靶位。激光打靶采用以光代弹的形式进行射击训练，是激光武器模拟器中最常见的一种。最初的激光打靶系统只能进行瞄准射击训练，随着计算机和微处理器技术的发展，其用途扩大到可进行多种
14、武器的模拟训练。随着研究和探索的深入，激光打靶系统的功能将进一步完善，能够更接近于武器装备在实际使用中的表现，增强真实感。同时，通过与电子技术相结合，进一步提高激光模拟的自动化、智能化水平。激光武器模拟器有以下几个方面的发展趋势：（1）可以模拟的武器越来越多，激光武器模拟器正朝着系列化、组件化的方向发展，一个基本的激光射击模拟器只要稍加改动就可适用于其他武器系统。系列化、组件化的好处是便于使用、更换和维修，同时价格也便宜。（2）从激光射击模拟器向激光交战模拟器发展，先进的激光交战模拟器能使坦克、战斗车辆、反坦克武器等有机的结合在一起进行训练，每部兵器既是攻击者，又是被攻击者，完全模仿实战中的作
15、战环境，不仅能提高战士使用武器的技能，还可以教会他们如何在战争中保护自己。（3）采用各种新技术增加模拟的逼真性，例如用计算机来记录、控制整个训练演习的进程，评定战士在演习中的表现等。2.2 本设计方案思路本设计以实现信号的良好检测和数据转换、传输为主要目的；以信号检测，信号编码和数据传输为主要设计内容。在信号检测方面设计单脉冲小信号的放大电路和信号整形电路；在信号编码方面，要解决多路信号的编码问题，还要考虑到编码的优先选择问题；在脱靶问题的处理方法上，对打靶和信号采集传送进行同步化处理（详见第二章的硬件设计部分），把脱靶的情况与中靶的情况归为一类处理；数据传输采用UART串口通信。2.3 研发方向和技术关键（1）合理划分激光靶的光电探测器，提高系统的精度；（2）单脉冲小信号的放大和整形；（3）多路优先编码器的扩展；（4）与微机进行数据传输，方便成绩的统计、保存、
