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，瞄得準確與否，要靠教練仔細地檢查。為此，筆者制作了一套激光自動報靶系統。在練習者的槍上安裝激光發射器，同時對靶面進行改造，其上布滿光敏二極管構成的點陣，發出的激光射到靶面的光敏管上，經光電轉換電路變為電信號，并由無線發射電路發送出去，接收端的無線接收電路收到信號后，根據信號對應的二進制數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的胸環靶，為保證激光光斑射到靶上，并落到一光敏管上，應根據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，設計時靶面報靶信號區分點為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，依此對應引出其他行與列的信號。同時，為減少需傳輸的信號，再將行與列信號引入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實現或采用GAL門定制。故靶中送出的信號共8位（恰好一個字節）。根據該字節的值便可判斷擊中點的位置（環數與偏向）。

圖2是發射電路，該電路的核心芯片為UM3758-108A，它是一塊收發兩用單片編解碼集成芯片，引腳T/R接高電平為編碼發送，接低電平為接收譯碼{《電子報》04年39期十四版肴較詳細的介紹}。選用它是因為其恰好有8位數據線，可一次完成編碼傳送，數據經。UM3758并一串轉換后再由無線發射模塊NDR315發射出去。為降低功耗，當未發射激光或未打中靶時，無線發射模塊無電不工作，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不設光敏管），或門的輸出端就為高電平，使三極管9013飽和導通，無線發射模塊得電工作。

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收到的串行數據譯碼還原為8位并行數據，送入單片機處理，由單片機轉化成顯示數據送出去顯示。

簡單的顯示系統可采用9個LED數碼管（如圖4所示）。擊中10環區域中間的LED顯示“A”。擊中10環以外，由其余8個LED中的一個顯示，LED的位置用于區分擊中點偏上、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位數據轉換為顯示數據。由于此兩者間無函數關系，故先構造一表格，表格共256項，分別為00H～FFH所對應的段選碼（一字節）、位選碼（一字節）。然后用查表的方法實現數據的轉換輸出，驅動顯示。

若要更直觀地顯示擊中點，還可選用點陣式液晶顯示屏。

整個系統非常簡潔，模塊化設計易于調試。要注意的是靶上光電轉換電路的安裝調試，因光敏管數量比較多，為節約成本，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，光敏管凹入靶內一點。另外，實際電路設計時，應注意電阻R3的選擇，其值決定了靈敏度與抗干擾性。當并接的光敏管增多時，應減少R3的值（圖1）。