MedWin+AT89C51单片机武器射击记录仪设计+PCB图纸(5)
图3.4中CC4098是一双单稳态触发器，由D型触发器、三态电路和一些附加门电路组成。其外部引脚和内部逻辑如图3.6所示。触发脉冲从TR+或TR-端引入（上升沿在TR+端触发，下降沿在TR-端触发），使CC4098内部D型触发器输出QD发生变化，QD的状态则控制三态门电路P沟道或N沟道。P沟道导通（N沟道截止）时，电源通过Rext对Cext充电，反之，电容Cext通过N沟道放电。电容上的电压Vc达到门转换电压时，门4和门2输出状态发生改变，最终导致单稳态触发器进人初态或暂态。
图3.6 4098引脚图及内部逻辑
输入一个窄脉冲，可输出一个宽脉冲，输出的脉冲宽度tw,由公式(3-1)计算
(3-2)
3.2 单片机的选择及其资源分配
中央处理模块是整个系统的核心。由传感器检测到枪支的射击动态信号，经信号调理、整形后送到单片机，在软件的控制下完成对枪支射击发数的记录、存储、显示、以及和上位机进行通信等。
3.2.1 单片机的选择
随着大规模集成电路技术的发展，微处理器外围芯片有了迅速的发展。集成技术的发展将CPU、RAM、ROM、定时器/计时器以及FO接口电路等主要计算机部件，集成到一块芯片上，制成单片机(MCU)。常用的微处理器有单片机、DSP和ARM等。由于记录仪在对射击信号进行记录的过程中，要处理的数据量不大，在研究各类控制器的功耗、成本、速度和处理能力等性能指标后，发现单片机能够满足对射击信号进行记录的要求，且硬件配置最少，价格低廉，所以选用单片机作为记录仪的微控制器。现在单片机的使用领域己经十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。在品种众多的单片机中，尤以MCS-51系列单片机，以其机构的系统完整、特殊功能寄存器规范化和指令系统的控制功能等特色，使其成为单片机中的主流机型[12]。
为了使硬件系统尽量简化，并考虑本系统的实际控制需要，本文选择ATMEL公司的AT89C51单片机。AT89C51是ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOSS位单片机，该单片机从引脚到内部指令都与MCS-51系列单片机兼容。AT89C51的主要性能参数如下:
.与MCS-51产品指令和引脚完全兼容；
.5k字节可重复擦写的Flash闪速存储器，1000次擦写周期；
.2.7～6V的电压工作范围；
.全静态操作:OHz～1Hz；
.三级加密程序存储器；
.256x8字节的内部RAM；
.32个可编程的工/O口线；
.6个中断源，2个中断优先级；
.可编程串行UART通信；
.低功耗空闲和掉电模式。
3.2.2 硬件资源分配
在本仪表中，单片机的PO口做总线扩展使用。共有以下几个总线器件：外部数据存储器(AT24C04)、日历时钟(DS12C887)、独立按键。AT89C51的P1.3和Pl.4口分别用来接外部数据存储器(AT24C04)的串行时钟控制线和串行数据输入输出端，实现对外部数据存储器的控制。P0口接日历时钟芯片(DS12C887)的地址/数据复用总线，P2.5口用来控制片选，P3.7和P3.6分别控制读和写。P2.2口控制开关用来实现对存储器的清零操作，P2.3口控制开关用来实现与上位机的通讯。
3.3 时钟模块的设计
在单片机应用系统中，常需要一个实时时钟供定时、测控之用。AT89C51中虽集成有定时器，配合软件可以作为记录仪的时间基准，构成一个实时时钟。通常定时器工作在中断方式，它将频繁地中断CPU的工作。而且每次开机都要重新设定标准时间，使用上不方便，还占用了单片机定时器资源。使用实时日历时钟(RealTimeClock)芯片就能克服上述缺点，而且使记录仪的时钟、日历功能更加完善。本文设计的记录仪为了能准确的记录枪每天的实际射击发数，需要一个实时时钟对射击日期进行记录。本设计选用美国MAXIM公司生产的日历时钟芯片DS12C887。
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