火箭发火控制系统硬件设计(4)
（2）发火执行部分主要由单片机、场效应管点火执行模块、12V直流电源、状态采集反馈模块、LED显示模块、光电耦合模块及一些相应的外围电路等组成，主要功能是接收控制部分的点火指令，可靠接通对应管的点火电路，保证足够的点火电流，对火箭炮各管的状态采集，实时反馈点火状况。
发火控制系统的总体结构框图如图2—1所示：
图2—1 发火控制系统的总体结构框图
2.4 系统设计关键元器件的选型
2.4.1 微处理机的选型
单片微型计算机简称单片机，它是把CPU、存储器、1∕0接口电路、定时器∕计数器甚至串行通信接口（SCI）、显示驱动电路（LCD或LED驱动电路）、脉宽调制电路（PWM）、模拟多路转换器及A∕D转换器等部件集成到一块单块芯片上，构成一个最小但完善的计算机系统。单片机具有结构简单、控制能力强、可靠性高、体积小、功耗小、价格低等优点，所以单片机在智能化仪器仪表、工业控制、汽车电子及航空航天、办公自动化、家用电器等领域得到了广泛的应用。
微处理机是仪器的核心部件，在AVR系列单片机中选择ATmega16单片机，可较好地满足本系统的要求。ATmega16单片机是一种较成熟的工控用微处理机，其性能稳定，使用方便，功能齐全，应用广泛。
ATmega16主要特性如下【7】【8】【9】【10】：
1）高性能、低功耗的8位AVR微处理器
2）先进的RISC结构
（1）131条指令—大多数指令执行时间为单个时钟周期
（2）32个8位通用工作寄存器
（3）全静态工作
（4）工作于16MHz时性能高达16MIPS
（5）只需两个时钟周期的硬件乘法器
3）非易失性程序和数据存储器
（1）16K字节的系统内可编程Flash
•擦写寿命：10,000 次
（2）具有独立锁定位的可选Boot代码区
•通过片上Boot程序实现系统内编程
•真正的同时读写操作
（3）512字节的EEPROM
•擦写寿命：100,000 次
（4）1K字节的片内SRAM
（5）可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密
4）JTAG 接口（与IEEE 1149.1 标准兼容)
（1）符合JTAG标准的边界扫描功能
（2）支持扩展的片内调试功能
（3）通过JTAG接口实现对Flash、EEPROM、熔丝位和锁定位的编程
5）外设特点
（1）两个具有独立预分频器和比较器功能的8位定时器∕计数器
（2）一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器∕计数器
（3）具有独立振荡器的实时计数器RTC
（4）四通道PWM
（5）8路10位ADC
• 8个单端通道
• TQFP封装的7个差分通道
• 2个具有可编程增益（1×,10×或200×）的差分通道
（6）面向字节的两线接口
（7）两个可编程的串行USART
（8）可工作于主机∕从机模式的SPI串行接口
（9）具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器
（10）片内模拟比较器
6）特殊的微控制器特点
（1）上电复位以及可编程的掉电检测
（2）片内经过标定的RC振荡器
（3）片内∕外中断源
（4）6种休眠模式：空闲模式、ADC噪声抑制模式、省电模式、掉电模式和待机模式以及扩展待机模式
7）I∕O 和封装
（1）32个可编程的I∕O口
（2）40引脚PDIP封装,44引脚TQFP封装,与44引脚MLF封装
8） 工作电压：
（1）ATmega16L：2.7—5.5V
（2）ATmega16：4.5—5.5V
9）速度等级
（1）0-8MHz ATmega16L
（2）0-16MHz ATmega16
10） ATmega16 在1MHz, 3V, 25℃时的功耗