本科毕业设计论文--基于单片机控制的自动报靶系统设计.doc

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1、中北大学2013届毕业设计说明书目录1引言11.1自动报靶国内研究状况11.1.1基于图像处理技术的自动报靶系统11.1.2基于CCD线阵实现的自动报靶系统21.2各类自动报靶系统利弊分析31.3本设计选取方案——激光坐标定位法32基于激光坐标定位法的自动报靶系统设计52.1光电靶的设计62.1.1激光网格的设计62.1.2激光发射电路的设计72.1.3激光接收电路的设计82.1.4数据采集电路的设计92.2单片机最小系统112.2.1AT89S52单片机简介112.2.2单片机最小系统122.3无线收发模块122.3.1nRF24L01概述132.

2、3.2引脚功能及描述142.3.3工作模式152.3.4工作原理152.3.5配置字162.4液晶显示模块162.5RS232通信模块182.5.1RS232通信简介182.5.2RS232通信模块202.6声音提示模块213系统软件设计22第I页共II页中北大学2013届毕业设计说明书3.1上位机VB程序设计223.1.2MSComm控件简介223.1.2自动报靶数据管理系统界面介绍233.2下位机C语言程序设计263.2.1Keil软件简介263.2.2靶机系统程序设计273.2.3无线收发显示系统程序设计314系统软件仿真与调试384.1Pro

3、teus软件简介384.2软件仿真384.3系统调试384.3.1光电靶供电问题及其解决方案394.3.2无线通信模块通信问题及其解决方案395总结40附录A系统原理图41附录B打靶模块实物图42附录C无线通信显示模块实物图43参考文献44致谢46第49页共49页中北大学2013届毕业设计说明书1引言射击是军队常见的训练科目，而报靶是射击的重要环节。人工报靶效率低，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，当靶纸上弹着点多时，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

4、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。基于这些问题，设计制作一个安全有效的自动报靶系统具有重要的现实意义。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]。由此，本人拟设计一个基于AT89S52单片机的自动报靶系统，由此来提高部队报靶的效率

5、和准确度。1.1自动报靶国内研究状况自动报靶是随着现代科学技术的巨大进步发展起来的新型报靶技术。目前，我军的射击训练器材性能情况还很落后，大多数是人工报靶，少数是自动报靶系统。其原因有三:一是自动报靶系统科技含量高，成本相对较高;二是目前国内的自动报靶系统技术不够成熟，系统环境适应性差、性能单一，不能满足部队训练需求;三是少数模拟训练系统，只能进行模拟训练，不能实行实弹射击，训练质量难以保证。为此，射击训练器材应重点放在真正实用的自动报靶系统的研发上。为适应科技强军的需要，国内有许多单位对此进行研究，相继开发出多类射击自动报靶系统。这类产品按其功能的

6、实现可以分为：声电定位自动报靶系统、半导体电子靶系统、基于图像处理技术的报靶系统[2]。1.1.1基于图像处理技术的自动报靶系统随着图像处理技术的发展和计算机运算速度的不断提高，数字图像处理技术，特别是图像识别技术己经在诸多领域得到了广泛应用[3]第49页共49页中北大学2013届毕业设计说明书。例如，车牌识别、汽车自动驾驶系统、人脸识别、指纹识别与匹配系统等都是图像识别技术在实际中的典型应用。“基于图像处理技术的自动报靶系统”就是这样一个包括了图像采集、图像识别和数据库处理的典型系统。自动报靶系统都是采用图像处理的有关技术实现的，此类产品是以计算机

7、图像识别和处理为基础。在实弹射击过程中，它使用摄像头对常规的标准靶图像进行采集，根据采集来的靶图像的特点和变化，利用计算机图像识别处理技术找出靶图像中的真实弹点，然后通过判定弹点在靶中的位置来确认弹点的环数位[4]。使用这种自动报靶系统就好像是使用了一个“电子眼”，它会代替报靶人员的眼睛，在实弹射击过程中不间断的对靶面进行观测。对不同靶位上的每一次射击都采用相同的算法、规则和精度来判定。比手工报靶更客观，更公正，有较高的可用性[5]。1.1.2基于CCD线阵实现的自动报靶系统图1.2.2CCD交汇原理测量图CCD线阵靶利用交汇坐标测量原理实现报靶系统

8、的坐标定位，其基本原理是：为测量空间一点的二维坐标，在竖直平面内放置两个线阵CCD图像传感器，两CCD的光轴