激光打靶

激光打靶
系别：通信与信息工程系
专业名称：通信工程（3G移动方向）学生姓名：赵景文
赵柄熹
李智武
学号： 1341510716
1341510722
1340840419
摘要：
本系统由STM32F103VCT6单片机作为控制核心，通过激光枪及瞄准系统，胸靶环，弹着点检测系统的协同作用，完成控制激光枪激发，自动报靶以及自动瞄准等功能。

经过实验验证表明，该系统能准确地进行打靶与报靶，表明该系统达到了设计的各项要求。

关键词：STM32F103VCT6单片机；激光打靶；报靶
laser target shooting
Abstract:
The system is composed of STM32F103VCT6 single chip microcomputer as control core,through the laser gun and aiming system,chest silhouette ring,synergistic impact detection system,complete control of excitation laser gun,automatic target reporting a set of automatic collimation function.After experimental verification shows that,the system can accurately shooting andscoring,show that the system meets the design requirements.
Keyword:STM32F103VCT6;laser target shooting;indication of shots
目录
1 方案论证与比较 (5)
1.1主控芯片的论证与选择 (5)
1.2 激光枪控制电机的论证与选择 (5)
1.3 着弹点检测的论证与选择 (5)
2 系统设计....................................................... 6c
2.1 总体设计 (6)
2.2 单元电路设计 (7)
2.2.1单片机最小系统 (7)
2.2.2电机驱动电路 (7)
2.2.3 显示模块电路 (8)
3 软件设计 (9)
3.1主程序设计 (9)
4 系统测试 (10)
4.1 测试仪器 (10)
4.2 基本部分测试 (10)
4.3 系统测试结果以及结论分析 (10)
5 结论 (10)
参考文献： (10)
附录 (11)
附1：程序源码： (11)
1方案论证与比较
1.1主控芯片的论证与选择
方案一、采用STC89C52RC控制
该单片机进入市场的时间较长、价格低廉、技术比较成熟、应用广泛。

用此芯片的开发，成本低，开发资源较为丰富。

方案二、采用STM32F103VCT6 控制
该单片机是基于Corte-M3内核来设计的，有着低功耗，高性能的特点。

并且，该单片机的定时器具有PWM功能，可以直接配置为PWM模式用来控制电机，特别适合本设计。

综合上述方案，由于STM32F103VCT6的功能更为强大，且更加适合本设计，我们选择方案二。

1.2 激光枪控制电机的论证与选择
方案一、采用直流减速电机
该电机能耗低，性能优越，减速机效率高达95%以上。

并且转速平稳，振动小，易于平滑调速。

方案二、采用步进电机
该电机由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不会将一步的误差累到下一步，因而有着较好的位置精度和运动重复性。

且由于速度正比于脉冲频率，因而有比较宽的转速范围。

但控制不当容易产生共振。

方案三、采用舵机
该电机使用方便，扭矩大，控制简单，机械性能好。

虽然其具有一定死区，精度与采用细分控制的步进电机相比较低，但经分析本题中胸靶环较大，所以采用舵机的精度完全符合要求。

综合上述方案，我们选择舵机作为激光笔控制电机。

1.3 着弹点检测的论证与选择
方案一、采用OV7670 FIFO摄像头模块
OV7670 FIFO摄像头，将图像传感器和图像缓冲器件AL422B有机结合，解决了低端单片机图像采集的速度瓶颈问题。

方案二、采用OV2640摄像头模块
该摄像头200W像素，输出JPEG格式，方便应用开发。

集成多功能驱动电路。

但价格较为昂贵。

综合上述方案，我们最终选择方案一。

2系统设计
2.1 总体设计
本系统以STM32F103VCT6作为控制核心，通过各模块间的协同作用，完成各种控制动作。

总体系统功能图如图2.1所示。

图2.1 总体系统功能图
2.2 单元电路设计
2.2.1单片机最小系统
该系统以STM32F103VCT6单片机为控制芯片，电路如图2.2.1
图2.2.1
2.2.2摄像头电路
摄像头电路用于监控打靶范围。

电路如图2.2.2
图2.2.2
2.2.3 显示模块电路
显示电路用于显示打靶的环数以及打靶的方位，电路如图2.2.3
图2.2.3
3软件设计
3.1主程序设计
系统程序主要采用C语言开发，包含了图像算法以及打靶位置激光枪控制算法。

主程序流程图如图3.1。

程序源码参见附1。

4 系统测试
4.1 测试仪器
直尺，卷尺。

4.2 基本部分测试
将激光枪放置到与胸靶环3M远处，用键盘控制控制激光枪对胸靶环进行打靶，并观察显示屏读数。

4.3 系统测试结果以及结论分析
通过实验的测试，系统各项指标均达到了要求，激光笔打靶后，图像采集模块能够有效地读出打靶点，证明了图像算法以及按键控制算法的有效性
5 结论
由于系统架构设计合理，功能电路实现较好，系统性能优良、稳定，较好地达到了题目要求的各项指标。

参考文献：
《单片机原理及应用》，李建忠著，西安：西安电子科技大学，2002年；
《模拟电子线路基础》，吴运昌著，广州：华南理工大学出版社，2004年；
《数字电子技术基础》，阎石著，北京：高等教育出版社，1997年；
《数据结构与算法》，张晓丽等著，北京：机械工业出版社，2002年；
《ARM&Linux嵌入式系统教程》，马忠梅等著，北京：北京航空航天大学出版社2004年
附录
附1：程序源码：。