T=T2-T1=(N2-N1)•                       (2.1)
了解弹体飞行时间测量系统的测时原理之后,就需要在其基础之上设计弹体飞行时间测量的工作流程。一般参数的测定通常包括信号的采集、信号的调理、信号的处理以及信号的显示,本课题测试系统的工作流程也参照这个流程进行设计。其具体工作流程图见图2.2所示。
系统开机后,主机通过无线模块对从机发出计时信号,从机开始计数,同时主机也开始计数。弹体通过区截装置时会产生一个不规则的电信号,将此信号进行处理,处理之后的电信号会作为通断信号来控制单片机计数的停止。于是当弹体通过两个区截装置时,两个单片机分别得到计数值N1和N2。通过无线模块把从机的计数值数据传给主机,主机经过数据处理后得出测得的弹体飞行时间。最后通过显示部分将最终结果显示出来。
总体来说,该测试系统分为两个大系统,即主机系统与从机系统。图2.2中也明确地标了出来。
主机系统主要包括靶信号处理电路子系统、主机单片机子系统、无线模块收发子系统、显示子系统以及电源子系统。从机系统主要包括区截装置子系统、靶信号处理电路子系统、从机单片机子系统、无线模块收发子系统以及电源子系统。当然,从流程图来看,主机系统与从机系统的区别并不大,但是主机控制从机计数开始,从机负责将计数结果传给从机,两者还是有职能差别的。
从机系统图2.2 弹体飞行时间测量流程图
主机系统之中,靶信号处理子系统用来将靶信号处理成标准脉冲;主机单片机子系统是实现该测试系统计时的重要部分,同时承担着数据处理的工作;无线模块子系统不仅可以发送主机对从机的计数信号,主机还能将接收到从机的最终计数结果;显示子系统则可以实现结果显示功能;电源子系统则为整个测试系统的工作提供稳定的供电。
2.3主机系统各子系统设计功能简介   
前面介绍的主机系统主要包括靶信号处理电路子系统、主机单片机子系统、无线模块收发子系统、显示子系统以及电源子系统。主机系统各子系统的功能设计介绍如下:
1 靶信号处理电路子系统。由于靶信号的不规则性决定了其不能直接作为通断信号来控制单片机的计时停止,因此需要对靶信号进行处理。该子系统也就必须实现将靶信号转换成标准脉冲信号的功能。
    2 主机单片机子系统。该子系统是整个系统能够正常工作的重要部分,它不仅控制着单片机(主机本身和从机)的计数开始,主机本身的计数停止。还参与测试结果的数据处理、结果显示、测试系统的复位、自检等功能的实现。
    3 无线模块子系统。可以说,本课题的核心部分存在于此,正是无线传输手段的存在才使得本课题有了意义。该子系统在主机与从机之间充当着信使的角色。无论是主机对从机发出的清零计时信号,还是主对从机的计数值反馈都涉及到无线模块的数据传输功能。
    4 显示子系统。一个测试系统最终要得到的是测试结果,因此测试结果的显示及输出是整个系统性能完善的一个重要指标。在本课题中,由于有七位数字结果需要显示,根据数码管显示相关理论,可采用八位数码管进行显示。
5 电源子系统。电源毫无疑问对于电路的正常工作是必须的,稳定精确的电源有助于电路系统的测试,同时电源也需要有足够的功率来驱动电路。而且,对于一般来说,电路的供电电压可能会涉及到多个电压值,因此电源的设计要在保证稳定精确的前提下来设计满足实际电路需要的电源。由于本试验中比较器LM311的供电电压为12V ,双D触发器74HC74、优尔反相器74LS04、单片机80C51、显示驱动MAX7219、无线模块KYL-1020L的供电电压为5V,因此需要用到12V/5V两种电压。电源设计中,可以用电源转换芯片7805将12V电压转换为5V。而外接电源则可以用4节3V的锂电池供电。
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