MedWin+AT89C51单片机武器射击记录仪设计+PCB图纸(3)
所需传感器的类型、规格等，主要根据被检测对象的原理、结构、工作状态、被检测量的性质等特点，进行正确而合理的选择。为此，根据本课题的研究任务，选择了压电式加速度传感器。
2.2 中央处理模块
中央处理部分采用以单片机为核心的智能化仪器设计方案，其组成框图如图2.1所示：
图2.1 智能仪器部分硬件组成框图
2.2.1 MCU
由图2.1可以看出，MCU是该智能仪器的核心部分。在软件的控制下，它可以完成对武器射击发数的计数、存储、显示。本设计选用Atmel公司生产的AT89C51单片机，它是一种8位CMOS型单片机，内部含有SKB的可反复擦写的只读存储器(PEROM)。在AT89C51芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括CPU、存储器等。
2.2.2 信号调理整形电路
射击动态信号的获取是靠传感器完成的，考虑到记录仪整个系统对信号的要求，需要对传感器输出后的信号进行变换、调理、整形，变成单片机认可的电信号。信号调理整形电路由阻抗变换电路、电压比较电路、整形电路等组成。其基本原理就是将传感器输出信号经整形后输出单片机能接受的数字脉冲信号。
2.2.3 数据的存储
数据的存储分为实时数据的保存和历史数据的保存。尽管AT89C51具有256字节的随机存取对大量的数据进行存储，由于在设计中需同时考虑到断电后数据不能丢失，且能够满足对射击数据保存时容量的要求，由此看来，单片机的内部RAM是远远不够的，且掉电后射击数据就会丢失，所以必须扩展外部数据存储器，本文采用的是非易失性可重复擦写的E2PROM存储器[6]。
2.2.4 控制按键
记录仪为了实现能实时显示数据及在不同功能间切换，需设置相应的按键。常用的键盘接口分为独立式按键接口和矩阵式键盘接口。独立式按键各按键相互独立，每个按键各接一根输入线，一根输入线上的按键工作状态不会影响其它输入线上的工作状态，可通过检测输入线上的电平状态判断出是哪个按键被按下了。本设计根据需要采用三个独立式按键。
2.2.5 日历时钟电路
为了能把武器的射击数据及时保存，并且能准确地区分检测出射击数据的日期，系统需考虑扩展日历时钟。扩展日历时钟的方法有两种，一种是软件的方法，由软件构成时钟势必会大量占用CPU的资源;另一种是扩展硬件电路，利用实时日历钟芯片设计成的硬件时钟。本课题设计采用了后者。
2.2.6 复位电路
单片机的复位信号是通过RESET(9脚)端口输入的，高电平有效。单片机的复位电路很多，本课题根据实际需要，采用按键手动复位方式。
2.3 系统软件的编写
软件的编写包括单片机控制软件和数据通讯软件的编写。基于单片机的智能射击记录仪的软件设计，采用模块化的设计方法。模块化设计方法是一种软件编程方法，是将各个模块分别编写、编译和调试，最后一起连接定位。通常在软件开发中，编写软件所需要的工作量、软件代码、行数会大大增加，因此，将一个软件分成若干独立模块能减少软件工作量，提高工作效率，对系统功能的扩展、升级及文护也很方便。
2.4 小结
本章主要介绍了基于单片机的智能射击记录仪的系统总体设计，详细阐述了本系统的测量原理，为完成记录仪的集成化、智能化研制提供了实现方案和理论依据。并且对信号采集模块、中央处理模块、串口通信模块作了简要的介绍，着重介绍了中央处理模块，对其中的MCU、信号调理整形电路、数据的存储、控制按键、日历时钟电路、复位电路有了深入的了解，为具体方案的实施打下了坚实的基础。
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