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1、JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY C51课程论文课题名称学院名称： 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 二一四 年 十二 月江苏理工学院毕业设计说明书（论文）激光枪自动射击装置摘要：在军队射击训练和各种体育射击比赛中，示靶、检靶、报靶和成绩的记录统计，是训练和比赛过程中的主要保障工作。目前，这些保障工作大部分还是依靠人工来完成的。人工报靶存在工作量大、效率低、安全性差等缺点。要解决射击比赛或训练中报靶的效率问题，主要是解决自动报靶的问题。因此，设计制作安全有效的自动报靶系统具有重要的现实意义。本系统由控制部分和信号采集部分组成，采用TI超低功耗单片机MSP4
2、30F5438作为控制核心，其中控制部分由两个舵机构成，分别控制X、Y方向；信号采集部分通过OV7670摄像头捕捉靶环信息，将采集的信息传输给单片机处理后通过彩屏显示出来。关键词：MSP430单片机；舵机；摄像头；彩屏Automatical Shooting Device of Laser Gun Abstract:In military shooting training and various sports shooting, show target, target detecting, target and recording statistics that achievement, i
3、s a major security during the process of training and competition work. Currently, the majority still rely on manual security work done. Artificial target has the characteristics of big workload, low efficiency, poor security. To improve the efficiency of shooting competition or training interim tar
4、get, mainly to resolve the problem of automatic target. Therefore, the design of safe and effective automatic target system has important practical significance.The system consists of the control section and the signal acquisition components, using TI MSP430F5438 ultra-low power microcontroller as t
5、he control core, where in the control section consists of two servos constitute, respectively control X, Y direction; signal acquisition partly through OV7670 camera to capture the target ring information , the collected information to the MCU processed through the color display.Keyword：MSP430 micro
6、controller;Servo;Camera;ColorII江苏理工学院C51课程报告目录第1章 绪论31.1课题背景及意义31.2国内外研究现状41.3本文研究的主要内容5第2章 系统设计方案72.1 系统方案设计72.2 模块方案论证82.2.1 控制电路模块方案论证82.2.2 电机控制方案论证82.2.3 摄像头方案论证92.2.4 显示模块方案论证92.3 硬件系统总体设计10第3章 硬件设计113.1 单片机模块设计113.2 显示模块设计143.2.1 彩屏工作原理143.2.2 彩屏接口电路153.3 舵机设计163.3.1 舵机工作原理163.3.2 舵机接口电路163.4
7、 摄像头设计173.4.1 摄像头工作原理173.4.2 摄像头接口电路173.5 激光头控制电路18第4章 软件设计194.1 软件介绍194.2 系统程序流程图204.3 功能模块程序设计204.3.1 舵机模块程序设计204.3.2 按键模块程序设计224.3.3 彩屏模块驱动程序的设计24参考文献31附录1：硬件原理图34附录2：程序清单37第1章 绪论1.1课题背景及意义在军事训练中，实弹射击是最基本的训练项目，在射击的过程中，射手对目标射击的精确命中程度能够反映出射手对武器操控能力的水平，也是作为检验射手是否符合合格军人的标准之一。传统的实弹射击采用人工报靶，通常由一些已经掌握了判
8、靶规则，且具有相当判靶经验的人员来完成报靶工作。在报靶的过程中，报靶人员或者是隐蔽于物理靶下方进行近距离观测，或者是使用望远镜进行远距离观测，或者是通过观察摄像机传送过来的靶画面来确定和统计射手的成绩。据统计，射击训练过程中，射击所需时间只是人工报靶、补靶时间的十分之一。而且，当靶板上弹着点多时，报靶员很难识别新旧弹孔，报靶误差极大，直接影响射击训练质量。此外射击未完全结束时，补靶员现身靶壕外或在补靶员察看靶板报靶和补靶时，射击位管理者若稍有疏忽，就易出现枪支走火，造成人员伤亡，安全隐患极大，而且弄虚作假的现象也时有发生。随着科技练兵的深入，传统的训练手段根本不能满足现代化军事训练要求，而是需
9、要一些与现代化武器和装备相匹配的现代化手段，“训练手段现代化”在军队中最普遍的意义就是“实弹射击”训练手段的现代化。为了克服传统人工报靶有不足和满足军事训练现代化需求，提高部队射击水平，自动报靶的研究和应用对推进军队现代化将具有普遍意义。自动报靶是随着现代科学技术的巨大进步而发展起来的新型报靶技术。该系统的使用在节省人力、提高效率的同时，能最大限度地保障靶场人员的人身安全，很好地满足军事训练中实弹射击的要求，这对于实现我军的现代化建设将是一项有力的举措。因此研究基于军事训练应用的自动报靶系统对于提高部队的训练水平有着极大的促进作用，且一旦推广开来，意味着我国的军事训练将向实战迈出具有决定意义的
10、一步1。如何提高报靶速度以提高训练效率，如何在实弹射击训练中使每个战士都能清楚地知道自己射弹的偏差，针对性地调整动作，积累经验，快速提高射击水平，作为训练者，如何根据准确可靠的射击记录对训练中存在的问题进行分析、总结，找出规律和克服的方法。在电子信息技术高速发展的今天，自动报靶系统为此提供了可能。1.2国内外研究现状国外一些发达国家，如美国、英国、德国、瑞士等都在积极进行自动步枪激光射击模拟训练器材的研制，并已开发出多种系列产品，特别是美国的“米勒斯”系列，可模拟36种武器，性能好、精确高，而且逼真，大大推动了部队的训练工作。但由于价格昂贵，大量引进不符合我国的国情。八十年代以来，我国有部分单
11、位先后进行了激光模拟射击训练器的研究和探索工作，尤其是步枪激光模拟射击器，先后研制出了几个实验产品，但效果不是太好。近些年，在步枪激光模拟射击器的研究水平上有了较大的提高，但在我国部队中，还未正式推广这种训练器。观其前景，研制激光模拟射击器具有很实在的意义和广阔的部队市场。近几年，军队在自动报靶系统的研究和试用方面也有了很大的发展，取得了一定的成果。比如，2000年4月，解放军总装备部某研究所研制成功了我国首套声电定位自动报靶系统。这套声电定位自动报靶系统可通过测量超声速飞行弹丸的脱体激波，或者它在特定条件下诱发的压力，实现弹丸位置定位；也可通过测量重量级弹头触地或爆炸形成的爆炸波，实现弹头落
12、点定位。它分为炮用立靶声检靶系统、胸环靶声检靶系统、炮弹落点声定位系统。2000年2月，解放军山东省青岛市黄岛区人民武装部申请了实弹射击自动报靶装置的专利，专利号为002136228。它由环数和区位接收电路与锁存电路，触发电路相连，接收电路产生触发信号，触发信号再由控制盒CPU检测并处理，然后通过有线或无线的方式，经过软件处理，再变换成模拟信号，经放大、驱动后送扬声器或耳机，实现自动报靶。2003年11月，解放军总参谋部第六十研究所申请了悬挂式声电自动报靶系统的专利，专利号为CN2003101064515。系统包括悬挂式轨道、悬挂式靶车、靶车钢丝绳驱动器、悬挂靶车运动控制电气箱、悬挂声电报靶器
13、控制工控计算机、报靶及控制显示器、多台设备集中控制管理计算机、射击成绩打印机以及计算机网络接线器。悬挂式靶车装置在悬挂式轨道上，在规定射击距离及控制位置对应的轨道上安装有控制用的非接触式磁控接近开关、位置传感器，在悬挂靶车停止的位置上安装有为靶车提供电源及通讯的导电体，在悬挂式轨道的末端安装有一套钢丝绳松紧调节回轮机构。2004年2月，中国人民解放军总参谋部第六十研究所又申请了水平式布阵超声自动报靶系统的专利，专利号为CN2004100141006。系统包括密闭式声学腔、三只水平式布阵声学传感器和环境温度补偿传感器、安装底座、信号采集及处理器、计算显示器、网络接线器、总控计算机、打印机；在密闭
14、式声学腔内下方装有三只水平式布阵声学传感器和环境温度补偿传感器，声学传感器和温度传感器的输出端通过信号电缆与信号采集处理器相连，信号采集处理器通过串行总线和后端计算显示器相连，计算显示器通过网络接线器与总控计算机相连，计算显示器将计算结果送至总控计算机，总控计算机处理后通过打印机输出射击成绩。民办企业在射击训练和比赛自动报靶技术的研究上处于国内的领先水平，在自动靶以及自动报靶系统的研制方面民办公司的发展速度比军队要快。其中以“西安老枪靶业有限公司”、“广州枪神有限公司”、“西安立靶科工贸有限公司”等为代表，它们都已经具有较为完善的、整套的技术和设备，主要设立出让技术和设备、协助部队、武警、公安建立射击场等业务。陕西老枪靶业有限公司为了适应用户丰富多样的射击训练要求研发了“老枪”电子报靶系列产品：起倒靶电子报靶系列；转动靶电子报靶系列；转动起倒靶电予报靶系列；横向移动靶电子报靶系列；警用手枪实用射击PPC靶电子报靶系列；精度靶电子报靶系列；近身防卫电影靶系列；射击比赛靶电子报靶系列；科研生产用靶电子报靶系列； “老枪”警用手枪互动战术射击(IP
