激光打靶 毕业设计

激光打靶课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解激光的基本概念，掌握激光产生的原理。

2. 学生能够了解激光在科技领域的应用，特别是激光打靶技术。

3. 学生能够掌握激光打靶的基本操作步骤和安全知识。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成激光打靶的实验操作。

2. 学生能够通过实验观察和分析激光打靶的效果，提出改进措施。

3. 学生能够运用科学方法，对激光打靶实验数据进行处理和分析。

情感态度价值观目标：1. 学生对科学实验产生浓厚的兴趣，培养探究精神和创新意识。

2. 学生能够认识到激光技术在科技发展中的重要作用，增强国家荣誉感。

3. 学生在实验过程中，学会团队合作，培养责任感和集体荣誉感。

课程性质：本课程为科学实验课程，结合物理知识，注重实践操作和科学探究。

学生特点：六年级学生具备一定的物理知识基础，好奇心强，善于观察和思考，喜欢动手操作。

教学要求：教师应引导学生主动参与实验，关注实验现象，培养学生的科学思维和动手能力。

在教学过程中，注重理论与实践相结合，提高学生的综合素养。

通过本课程的学习，使学生达到上述课程目标，为后续科学学习打下坚实基础。

二、教学内容1. 激光基本概念：激光的定义、特点、产生原理。

教材章节：第三章第二节《光现象》。

2. 激光应用介绍：激光在科技、医疗、军事等领域的应用。

教材章节：第三章第三节《光的应用》。

3. 激光打靶原理：激光打靶的基本原理、操作步骤、安全知识。

教材章节：第三章实验《激光打靶》。

4. 实验操作技巧：实验器材的使用、实验数据的收集与处理。

教材章节：第三章实验《激光打靶》。

5. 激光打靶实验：分组进行实验，观察激光打靶效果，分析影响激光打靶效果的因素。

教材章节：第三章实验《激光打靶》。

6. 实验结果讨论：针对实验结果，引导学生探讨如何优化激光打靶效果。

教材章节：第三章实验《激光打靶》。

教学内容安排和进度：第一课时：激光基本概念、应用介绍。

第二课时：激光打靶原理、实验操作技巧。

激光打靶毕业设计杭州电子科技大学信息工程学院题目系专业班级学号学生姓名指导教师完成日期本科毕业设计（2021届）电子通信系2021年5月诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《XXXXXXXX》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。

承诺人（签名）：年月日杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计摘要本毕业设计主要设计自主研发的激光打靶系统的信号处理过程，继而实现整个打靶系统。

激光打靶系统主要包括半导体激光枪、光电探测器和信号处理电路，信号处理过程是整个系统的关键。

激光打靶的打靶过程，由激光枪发射激光脉冲信号，光电靶接收激光脉冲信号，经过系列信号处理过程最终得到打靶的结果。

光电靶由许多块的光电探测器组成，每块不同位置的光电探测器对应不同编号，从打靶的实际情况出发，确定了相应的编号规则。

打靶的成绩由激光所击中的光电探测器的编号来判定。

激光打靶系统的主要信号处理过程包括：信号的放大、编码和数据传输。

信号由光电探测器检测后传送到相应的放大电路，放大电路采用集成运算放大器。

按原先对光电探测器的编码规则采用多路优先编码器对信号进行编码。

最后把编码值以串口的形式传送到计算机，利用计算机的强大功能对打靶结果进行各种处理。

与计算机之间的串行数据传输由89C2051单片机实现。

89C2051单片机的程序，使用keil编译器进行设计和调试完成，其主要功能是控制数据的串行传送，实现与计算机的串口通信。

该信号处理系统实现了对信号的良好检测。

与计算机之间的串口通信可以实现数据在计算机上的显示、统计、储存等功能，为打靶者提供非常直接、准确的打靶结果，有利于提高打靶效果。

关键词：激光打靶；信号处理；信号编码；串行传输杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计ABSTRACTThe main aim of this thesis is to design and realize signal processing ofa self-developed laser target shooting system and then realize the whole laser target shooting system. The laser target shooting system consists of semiconductor laser gun, photoelectric detector, and signal processing circuit, which is the key part of the whole system. Laser target shooting process go though following steps: laser gun emitted a pulse of laser, which would be received by the laser target and the results of shooting will be shown on screen of computer by series signal processing. The laser target consists of some silicon photoelectric units that were encoded with different numbers according to certain rule. The result of the shooting will be got whendetecting the number of the photoelectric unit that receives the laser pulse.The signal processing of the laser target shooting system mainly consistsof signal amplification, signal encoding and data transmission. The inspected photoelectric signal was then amplified by operator amplifiers, coded by multiplex priority encoder according to the prearranged rule, and thentransferred to computer by 89C2051 MCU through its serial port. And then computer can process the signal. The program of 89C2051 MCU is designed inkeil and debugged using keil compiler. It is designed to control the data transmission with computer.The designed signal processing system can detect signal effectively. Through the serial data transmission, computer can process the shooting result, such as display, statistics and storage etc. It provide direct and exact shooting result for trainer, so it can increase the efficiency of the shooting training.Key words：laser target shooting；signal amplification；signal encode；serial data transmission杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计目录1 引言 -------------------------------------------------------------------------------------1 2 概述 ---------------------------------------------------------------------------------2 2.1 激光打靶系统概述 ---------------------------------------------------------------22.2 本设计方案思路 ------------------------------------------------------------------3 2.3 研发方向和技术关键 ------------------------------------------------------------3 2.4 主要技术指标 ------------------------------------------------------------------3 3 总体设计 ---------------------------------------------------------------------------------4 3.1 激光的检测 ---------------------------------------------------------------------43.2 靶位的划分 --------------------------------------------------------------------4 3.3 编码标准 --------------------------------------------------------------------------5 3.4 成绩的传送和处理 ---------------------------------------------------------------5 3.5 其他说明 ---------------------------------------------------------------------------5 4 硬件设计 ---------------------------------------------------------------------------------6 4.1信号放大电路 ---------------------------------------------------------------------64.2 整形电路 ---------------------------------------------------------------------------8 4.3 编码电路 ---------------------------------------------------------------------------9 4.4 串行传送 --------------------------------------------------------------------------11 4.5 电平转换 -------------------------------------------------------------------------13 5 软件设计 --------------------------------------------------------------------------------14 5.1 总体方案 -----------------------------------------------------------------------145.2 程序流程 --------------------------------------------------------------------------14 5.3 模块说明 --------------------------------------------------------------------------14 6 制作与调试 --------------------------------------------------------------------------------186.1 硬件电路的布线与焊接 -------------------------------------------------------186.2 调试 --------------------------------------------------------------------------------18 7 结论 ----------------------------------------------------------------------------------------20 致谢 ----------------------------------------------------------------------------------------------21 参考文献 ----------------------------------------------------------------------------------------22附录 ----------------------------------------------------------------------------------------------23I感谢您的阅读，祝您生活愉快。

１ 引言 目 前 的 射 击 打 靶 训Ｉ 练 ， 基 本 以 实 弹 训１ 练 为 主 ， 国 防 开 支 大 ， 危 险 系 数 高 。 以光 代 弹 ， 可 以模 拟 多 种 武 器 的 射 击 情 况 ， 减 少 了 场 地 的 限 制 ， 并能 检 验 射 击 效 果 激 光 打 靶 身 ｆ 、 击 训ｊ 练在这种要求下应运而生 。 但 是 其 装 置 成 本 和 可 靠 件 有 待 改 善 。在 分 析 其 需 求 后 ，设 计 ’ 个 容 易 实 现 并 且 成 本 低 的 电 子 系 统 来 模 拟 激 光 枪 打 靶 过 程 。 该 系统 具 有 手 动 打 靶 ， 快 速 打 中 靶 心 及 自动 打 靶 的功 能 ，本 文 主 要 就 其 自动 瞄 准 打 靶 ， 自 动 挖 制 打 靶 的 原 理 与算 法 展 开 。 ２ 系 统 总 体 方 案 系统 由Ｓ ｔ ｍ ３ ２ Ｆ １ ０ Ｘ 控 制 模 块 ， 电机 驱 动 模块 ，按键模块 ，带Ｆ Ｉ Ｆ ０ 的０ Ｖ ７ ６ ７ ０ 摄 像 头 模 块 ，分 辨 率 为 ３ ２ ０ ＊ ２ ４ ０ 的Ｌ ｅ Ｄ 液晶显示模 块 ， Ｗ ２ ５ Ｘ １ ６ ｇ ｏ 成 的 外 部 存 储 模 块 以及 相 应 的 外 围 电路 组 成 。通 过 按 键 控 制 激 光 枪 射 击 台 的 上 Ｆ两 个 电 机 ， 从 而 改 变 胸 环 靶 上 弹 着 点 位 置 ，摄 像 头 拍 照 后 的 数 据 存 放 到 ｆ ｌ ａ ｓ ｈ 中， 根 据一 定算 法 ，处理器 从ｆ ｌ ａ ｓ ｈ 中 分 辨 出 各 点 ，最 后将 弹 着 点所 在 的环 数 、方 位 通过 Ｌ Ｃ Ｄ 液 晶显 示 。 系 统 框 图 如 图１ 所示 。
武汉轻 工大学 熊碧 涛 李战胜 樊 东 李亚 巨

1.1 引言 激光是 20 世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称 为“最快的刀” 、 “最准的尺” 、 “最亮的光”和“奇异的光” 。 它的亮度为太阳光的 100 亿倍。 它的原理早在 1916 年已被著名的物理学家爱因斯坦发现， 但要直到 1958 年激光 才被首次成功制造。 激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的， 它一 问世， 就获得了异乎寻常的飞快发展， 激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得 了新生，而且导致整个一些新兴产业的出现。 在科技高速发展的今天，激光显示工业日趋成熟，激光显示的应用逐渐广泛。这一 方面是由于激光光源所产生的效果能满足人们的追求新奇的心理， 并带来一定的视觉冲 击；另一方面，由于这种光源可方便地被计算机控制，通过编程，即可产生丰富的变化， 极具智能化特点。激光显示光色纯正，能量集中，系统方便地被计算机控制，能表现出 应时应景的主体内容和艳丽奇特的效果魅力，其应用的场合非常广泛。如主题公园、城 市建设、舞台灯光、盛大集会、迪斯科舞厅、俱乐部、展示会、太空馆……。我们在电 视屏幕上，观看到在汉城举行的第 I4 届亚运会开幕式上，布满了五彩的激光光束，随 音乐声在夜空中扫描，为开幕式增添了光彩。我国庆祝建国五十周年的国庆之夜，天安 门广场上空的激光表演，把节日气氛推向又一个欢乐的高潮。从激光特点来分析，它是 点状光束，具备了随意性和可塑性。比如扫描成像，显示字形，显示动态图像，全息成 像和各种变形玻璃创造的畸变。再通过电子计算机的编程和程序控制，表现力是十分丰 富。 随着计算机控制技术以及激光器技术的发展， 激光显示技术必然越来越显示其活力。 1.2 目前激光灯控制系统的结构特点及发展状况 激光显示系统主要由三基色激光光源、光学引擎和屏幕三部分组成。光学引擎则主 要由红绿蓝三色光阀、合束 X 棱镜、投影镜头和驱动光阀组成，光阀驱动使光阀上分别 生成红、绿、蓝三色对应的小画面，然后分别引入三色激光照明投影到屏幕上，即产生 全色显示图像。充当光阀及驱动源的可以是各种微型显示系统、 如 LCD，LCOS，DMD，GLV 等。 目前国内外的激光扫描系统的系统结构从根本上来说都很相似，一般由激光器(包 括光学系统、激光电源、声光电源、制冷系统)和扫描系统(包括控制计算机、图形输入 设备、数据转换 D/A 卡、振镜驱动、振镜)组成，其变动之处也就是在于振镜性能的提 高，或者某个环节改动一下，或者加点什么附件(光学调制器、分光镜等以实现不同的 效果)，整个系统的组装技术还是没有什么根本的变化。其中控制计算机是系统中枢，

1 系统方案设计及论证1.1 系统结构分析通过对本次设计要求的具体分析和实验验证，确定了系统结构如图1所示 。

本系统拥有两个微处理器，STM32F4用于处理摄像头采集回来的胸环靶上的光斑图片，得到位置信息；MSP430F149用于控制两个步进电机带动激光头做二维运动。

摄像头受STM32F4控制用来检测激光点的位置，TFT 及12864上同步显示激光点信息，步进电机受MSP430F149控制带动激光头对胸环靶进行射击，进而完成题目要求的动作。

按键模块及显示器实现人机交互功能，根据人为的模式选择让激光头进行不同的射击。

MSP430F149STM32键盘摄像头LM780512V 锂电池步进电机TB6560驱动器显示器激光头图1 系统框图1.2 方案比较选择1.2.1 电源模块方案一：采用开关型降压稳压器LM2576。

LM2576最大输出电流3A ，内部含有频率补偿和一个固定频率的振荡器，所需外围器件极少，效率高，纹波较小。

方案二：采用三端线性稳压集成电路LM7805。

LM7805集成稳压电源芯片所需的外围元件极少，线性稳压度好，芯片内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜，用它给控制系统供电足以满足需求。

方案三：采用三段线性稳压器LM2940。

LM2940为低压差稳压器件，输入电压范围宽泛，输出电流能达到1.25A，稳压性好，但是相比于其他稳压器件，价格较贵。

电源模块作为控制器的供电单元，它的好坏直接关系到系统的稳定性，根据供电的电流需求以及成本考虑综，本次设计选择相对价格较低的方案一和方案二分别给STM32F4和MSP430F149供电。

1.2.2 电机选择方案一:两个伺服电机。

伺服电机自带高精度编码器，便于进行速度的闭环控制，驱动能力强，机械性能也好。

在实验中发现，虽然进行了闭环控制，控制也很平缓，但是打靶的精度也只能基本达到要求。

方案二：两个步进电机。

步进电机具有快速启动能力，转换精度高，正反转控制灵活，可以轻松达到通过脉冲进行控制。

一、实验目的1. 了解无线激光打靶系统的基本原理和组成；2. 掌握无线激光打靶系统的操作方法和使用技巧；3. 通过实验，验证无线激光打靶系统的性能和可靠性；4. 分析实验数据，评估无线激光打靶系统的实际应用价值。

二、实验原理无线激光打靶系统利用激光发射器发射激光束，通过无线传输将靶标信息传递至接收器，实现无接触式打靶。

该系统主要由激光发射器、靶标、接收器和数据处理终端组成。

1. 激光发射器：发射特定波长的激光束，照射到靶标上；2. 靶标：接收激光束，并将靶标信息传递至接收器；3. 接收器：接收靶标信息，并通过无线方式将数据传输至数据处理终端；4. 数据处理终端：对接收到的数据进行处理和分析，显示射击结果。

三、实验仪器与设备1. 激光发射器；2. 靶标；3. 接收器；4. 数据处理终端；5. 无线传输设备；6. 计时器。

四、实验步骤1. 连接实验仪器：将激光发射器、靶标、接收器和数据处理终端连接好，确保各设备正常运行；2. 设置参数：在数据处理终端上设置实验参数，如射击距离、激光功率、靶标尺寸等；3. 发射激光：启动激光发射器，使激光束照射到靶标上；4. 记录数据：在数据处理终端上记录射击结果，包括射击时间、射击次数、射击命中情况等；5. 分析数据：对实验数据进行统计分析，评估无线激光打靶系统的性能。

五、实验结果与分析1. 实验结果本次实验中，射手在规定时间内进行了多次射击，射击距离为10米，激光功率为5mW，靶标尺寸为20cm×20cm。

实验过程中，射手共射击了30次，命中次数为25次，命中率为83.33%。

2. 数据分析通过实验数据可以看出，无线激光打靶系统在射击过程中具有较高的命中率和稳定性。

以下是对实验数据的进一步分析：（1）射击时间：射手在规定时间内完成了30次射击，平均射击时间为2.3秒；（2）射击次数：射手射击次数较多，有利于提高射击技能；（3）命中情况：射手命中率为83.33%，说明无线激光打靶系统在实际应用中具有较高的准确性。

一、实验名称激光射击实验二、实验目的1. 熟悉激光射击的基本原理和操作方法。

2. 了解激光射击设备的使用技巧和注意事项。

3. 掌握激光射击的距离、角度和速度等参数的测量方法。

4. 培养团队合作精神，提高射击技巧。

三、实验原理激光射击实验是利用激光发射器发射激光束，通过瞄准器对目标进行射击。

实验过程中，通过测量射击距离、角度和速度等参数，评估射击效果，分析射击技巧。

四、实验仪器与材料1. 激光射击设备：激光发射器、瞄准器、激光靶板等。

2. 测量工具：钢板尺、角度测量仪、计时器等。

3. 实验场地：激光射击馆或开阔场地。

五、实验步骤1. 准备工作：检查激光射击设备是否完好，确保安全。

2. 设置实验环境：根据实验要求，调整激光射击设备的射击角度和距离。

3. 射击训练：进行射击训练，熟悉激光射击设备的操作方法和瞄准技巧。

4. 射击实验：按照实验要求，进行射击实验，记录射击数据。

5. 数据分析：分析射击数据，评估射击效果，总结射击技巧。

六、实验数据记录与分析1. 记录射击数据：包括射击距离、角度、速度、命中次数等。

2. 数据分析：a. 计算射击命中率：命中次数/射击次数×100%。

b. 分析射击效果：根据射击数据，评估射击技巧，找出不足之处。

c. 总结射击技巧：针对实验结果，总结射击技巧，提高射击水平。

七、实验结果1. 射击命中率：根据实验数据，计算射击命中率。

2. 射击技巧总结：根据实验结果，总结射击技巧，提高射击水平。

八、实验讨论与改进1. 讨论实验过程中遇到的问题及解决方法。

2. 分析实验结果，提出改进措施，提高实验效果。

九、实验结论通过本次激光射击实验，掌握了激光射击的基本原理和操作方法，了解了激光射击设备的使用技巧和注意事项。

在实验过程中，通过测量射击数据，分析射击效果，总结射击技巧，提高了射击水平。

同时，培养了团队合作精神，为今后的射击训练奠定了基础。

十、实验报告附件1. 激光射击实验数据记录表。

1.4 本章小结
本章主要叙述了课题的来源和研究目的，简单概括了激光模拟训练发展历史及国内 外的发展现状，并在此基础上提出了本课题的主要研究内容。
3
河北大学工学硕士论文
第 2 章 激光模拟打靶系统的基本原理
2.1 光电系统
激光训练打靶器就是一个光电系统它涉及了光学、电子学、通信等多方面知识。光 电系统实际上就是利用光来传载信号的系统，将其它的一些信号加载在光信号当中，经 过光信号的传输到达接收端[6]。在接收端利用传感器将光信号进行转换，将光信号转化 成电信号然后将电信号进行处理将有用的信息提取出来从而实现信息的传输。光电系统 主要分为两种类型，一种是被动光电系统，另一种是主动光电系统。
Key words laser targeting wireless communication database single-chimicrocomputer VC++
II
第 1 章 绪论
第 1 章 绪论
1.1 课题背景及意义
随着部队信息化建设的加强，科技强兵以深入到部队生活的方方面面。为了适应新 的形势和任务需要，部队的日常训练也需要一些改变。其中射击训练是部队训练中非常 基本也是非常重要的一个环节，因此寻找一种高效的训练方法是很重要的。目前在我国 的打靶训练中都采用非常传统的方法。实弹射击训练不但浪费弹药，而且危险性高，组 织和实施比较繁琐，在管理上也有一定的难度。用激光模拟实弹射击，不仅节省了训练 的费用，提高了训练的效率。而且保证了训练的安全性。另外利用激光可以很好的解决 射击场地保障困难，阴雨天难以展开射击训练以及射击成绩报靶问题。
在我国部队中射击训练仍然采用实弹射击的方法，实弹射击不但浪费弹药而且需要 人员去保障才能确保打靶时的安全。在部队一般的单位实弹射击训练一年只有几次，使 士兵对射击技能的掌握和提高受到了很大的制约。而且实弹射击组织起来比较繁琐，实 施起来也存在着一定的困难。采用激光模拟训练器来模拟枪械的实弹射击就能很好的解 决这些问题，既能完成实弹打靶训练的需要又能提高训练时的安全性，保障和实施起来 也比较容易。此外用激光模拟训练器还能解决因天气的恶劣使打靶射击难以开展实施的 问题，使射击训练更加简洁方便[5]。另外，激光模拟射击训练系统中包含有单片机技术、 无线通信技术、传感器技术、数据库技术通过对这些技术的掌握可以提高部队基层官兵 的科学技术水平提高部队的整体素质。科技强军，以人为本，激光模拟训练器有利于提 高部队整体素质，有利于实现军事发展的现代化和智能化。在上世纪国内也有一些人进 行了激光模拟射击训练这方面的研究也取得了一定的成果，特别是对步枪射击的研究。 但这些研究要么靶面的光电探测器太多造价高不能满足训练的实际训练，要么就是精度 低不能满足真实的射击要求。因此这些研究在我们部队中，还未得到正式的推广。

激光枪自动打靶控制装置的设计作者：李龙静等来源：《数字技术与应用》2014年第04期摘要：为了设计一种激光枪自动打靶控制装置，采用了飞思卡尔MC9S12XS128单片机作为主控制器，由激光头、摄像头、胸环靶、步进电机、舵机、液晶显示器等主要模块组成的电路系统。

激光枪头方向由两个轴相互垂直的步进电机和舵机进行上下及左右控制；激光枪发射激光到胸环靶，通过CMOS数字摄像头采集胸环靶激光点位置数据，通过单片机计算将光点位置在液晶显示屏上显示激光着弹点的环数、方位数据、胸环靶图形，并闪烁显示弹着点。

激光枪自动打靶控制装置可以用键盘控制激光枪的着弹点，能自动瞄准并击中靶心，也可根据设定的环数，自动控制激光枪瞄准击中胸环靶上相应环位置。

关键词：激光枪自动打靶单片机控制中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）04-0009-021 靶环结构与方位计算方案1.1 弹着点检测弹着点检测是以靶心为原点，在靶纸上建立一个虚拟的直角坐标系，通过摄像头拍摄激光点在靶纸上的坐标位置，经过计算，求出弹着点在靶纸上的环数和方位信息。

1.2 角度计算激光枪与胸环靶的距离定为3m，胸环靶画有六组相距5cm的同心圆，激光枪与胸环靶中心的连线与胸环靶所在平面垂直（如图1）。

当激光分别射到同心圆10环、9环、8环、7环、6环、5环环线上时，激光照射线与中心线之间的夹角θ计算公式分别为arctan（0.05/3）、arctan（0.10/3）、arctan（0.15/3）、arctan（0.20/3）、arctan（0.25/3）、arctan （0.30/3）。

经计算，角度分别约为0.955°、1.909°、2.862°、3.814°、4.764°、5.712°。

由此可知，当θ1.3 方位计算胸环靶可以分为正上、正下、正左、正右、左上、左下、右上、右下8个方位。

本设计采用了舵机和步进 电机两种 电机 控制激光枪瞄准， 具有 手动和 自动打靶两种模式 ， 使用液晶显示器实时显示弹着点环数 、 方位等信息 。 整个激光 自动射击装置 陛能稳定可靠， 工作效果理想。 参考文献
［ １ ］ 罗先觉 ． 著《电路 》 ［ Ｍ ］ ． 邱关源， 北京： 高等教育 出版社， ２ ０ ０ ６ 年． ［ ２ ］ 康 华光． 著． 《电子技 术基础模拟部分 Ｍ］ ． 北 京： 高等教育 出版
２电路设计
控制 电路 由模 块化的功能 电路组合而成 ， 以便于调试和使用 ， 主要 由电源模块 、 电机驱动 、 图形点阵显示器 、 摄像头以及键盘五大 部分组成 。 其 中采用飞思卡尔 公司的ＭＣ ９ Ｓ １ ２ ＸＳ １ ２ ８ 单片机 为主控 制芯 片， Ｃ ＭＯ Ｓ 摄像 头为 数据采集装置 ， 单片机 用于处理采集到 的 数据并控制 电机驱动 和显示屏 ， 电源部分采用 了集成稳压芯片 ， 确 保 了系统 稳定可靠地运 行。
２ ０ １ ４ 年３ 月， 我 开 始 了我 的课 题 的设 计 ， 到今天为止 ， 课题设计 工作 已经基本完成 。 从最初 的茫然 ， 与指导老师的交流讨论 中我的设 计的题 目确定 了下来 ： 基于Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ 的负压控制 电路设计 。 课题报告 下发后， 我立 即展 开了资料的收集工作 ， 当时面对浩瀚 的书海 当时 是有些茫然 ， 不知到如何下手 。 我将这 问题告诉 了指导老师 ， 在老师 细心 的指 导下， 终于使我对 现在的研 究方向有了重点 。 ４ ， ｑ初 ， 资料 已经基本准备完毕了 ， 我开始课题设计报告 的写作 ， 在 写作中遇到 困难我立 即和指导老师取得联系 ， 和同学讨论 。 在大家 的帮忙下 ， 困 难一 个一 个得到 了解决 。 设计 的模 型也初步成型 。 ４ 月底 ， 课题 报告 的文字叙述 已经基本完成 了。 ５ 月初 ， 开始 了相关 的电路图设计 和软 件实现工作。 在设计 电路初期 ， 由于缺少经验 ， 觉得无从下手 ， 有很 多 空 思想 ， 却不 知 道 选 哪 个 ， 经过 老 师 的 指导 ， 我 的 设 计 思 路逐 渐 有 了思绪 ， 通过查 阅资料 ， 逐渐确立系统方案。 当我完成 了所有 的工作 后， 感觉都很累， 但 同时看到设计 的成果而感到很满足 。 这次专业课 题设计设计 ， 是我 的一次再学 习， 再提高的的过程 ， 在设计过程 中充 分利用了我在大学期 间所学到 的知识 。 ［ １ ］ Ｂ ｒ ｉ ａ ｎ Ｗ ． Ｋ ｅ ｒ ｎ ｉ ｇ ｈ ａ ｎ ． Ｔ ｈ ｅ Ｃ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｍ ｉ ｎ ｇ Ｌ ａ ｎ ｇ ｕ ａ ｇ ｅ ［ Ｍ ］（ 徐 保 文） ． 机械工业 出版社： 李志， ２ ０ ０ ４ ， １ １ ３ － ２ ０ ４ ．

激光自动射击装置设计与研究【摘要】为模拟激光枪射击打靶过程，设计了一种通过手动或自动控制激光枪瞄准胸环靶并发射激光的自动射击系统。

该系统分为胸环靶和射击台两部分，采用Stm32F10X单片机控制。

手动打靶时用键盘控制激光枪弹着点，投射在胸环靶上的激光点通过摄像头识别，并在LCD上显示弹着点的环数与方位信息；自动打靶时摄像头作为系统的反馈环节，保证了系统的准确性和稳定性。

实验表明该系统可以快速，准确的完成射击，并实时显示射击结果，实现了预期的功能。

【关键词】激光枪；自动打靶原理；摄像头；Stm32F10XAbstract：In order to simulate the process of laser gun aiming and shooting，the automatic shooting system is designed by a manual or automatic control of laser gun aimed at and shot the chest bitmap laser.The Stm32F10X is the control unit of the system，which is divided into the chest bitmap and launch pad.When in manual mode，the keyboard is used to change the position of laser bullet point，after the camera identification of the laser point on the chest bitmap，and then LCD shows the ring number and location information；when in automatic mode，the camera as a feedback，guarantees the accuracy and stability of the system.Experiments show that the system can be quickly，accurately complete the shooting，and real-time display of shooting results，achieved the expected function.Key words：the laser gun；automatic shooting principle；camera；Stm32F10X1.引言目前的射击打靶训练，基本以实弹训练为主，国防开支大，危险系数高。

毕业设计（论文）题目激光测距的研究目录摘要 (1)关键词 (3)前言 (2)一脉冲激光测距的研究状况 (3)1.1国外研究状况 (3)1.2国内研究状况 (3)二激光测距原理 (3)2.1相位法激光测距 (4)2.2相位法优缺点 (6)2.3脉冲激光测距的基本原理 (7)2.4脉冲激光测距仪的测距性能指标 (15)2.5激光脉冲飞行时间法的关键技术 (17)2.6小结 (20)三激光发射电路设计 (21)3.1M ULTISIM简介 (21)3.2M ULTISIM的界面 (21)3.3激光脉冲发射电路设计 (22)四脉冲激光接收电路设计 (24)4.1基本要求 (24)4.2前放设计分析 (24)4.3整形电路 (27)4.4计数电路 (28)4.5接收电路 (29)4.6PCB板 (30)五结束语 (31)致谢 (31)参考文献： (31)激光测距的研究摘要:论文中讨论了相位激光测距和脉冲激光测距的基本原理，并就两种方法的优缺点做了对比分析。

本论文就脉冲激光测距的方法进行了深入分析和研究，分析了脉冲激光测距系统工作的基本特征，分析了相关的一些主要参数，并依据原理设计了相关的电路，设计过程中优化了电路参数，并做了仿真分析和实践验证，文中也提供了系统的PCB图，系统工作稳定可靠。

Abstract:In this paper, the principles of laser range based on phase and pulse were discussed in this paper, and the advantages and disadvantages were compared and analyzed. The typical characteristics of pulse laser range finder were studied with the theory, the circuit graph was deigned and optimized by analyzing the main parameters, the laser range finder system was stable and reliable by simulation and verification, and, the PCB of the circuit was shown in it.关键词: 激光测距；脉冲；相位；PCBkey words：Laser Ranging Finder ；Pulse；Phase；Printed circuit board 前言脉冲半导体激光测距技术研究的目标是增大作用距离,提高测距精度,并在解决二维光学扫描的基础上,实现对目标的三维测量。

unsigned 程序包 EN TIT Y reg32 IS ∥定义实体 POR T ( data : IN STD_LO GIC_vector (31 downto 0) ; ∥定义输
入信号矢量 clk : IN STD_LO GIC ; ∥定义时钟 enable : IN STD_L O GIC ; ∥定义使能信号 q:OU T STD_LO GIC_vector (31 to 0) ) ; ∥定义输出信号 END reg32 ; ARCHITECTURE reg32_arch OF reg32 IS ∥定义结构体
仿真时序见图 3 ,其中 enable 为高电平有效的 使能端 ,clk 为上升沿触发端 ,data 为输入信号 ,q 为 锁存输出信号 。
图 3 锁存器仿真时序
3) 编码模块 。EP1 K10 在处理电路中的功能
U SE ieee. std_logic_1164. ALL ; ∥使用 std_logic_1164
2) 锁存模块 。本质上是一个多输入锁存器 ,上 升沿锁存 。靶面的输出作为它数据端 ,触发模块的 输出作为它的触发信号 ,为了节约篇幅以 32 个接收 点为例 。V HDL 语言如下[3 ] :
L IBRA R Y ieee ; ∥引用 ieee 库 U SE ieee. std_logic_1164. ALL ; ∥使用 std_logic_1164 程序包 U SE ieee. std_logic_ unsigned. ALL ; ∥使用 std_logic_
编码器的 V HDL 语言及仿真时序 (由于程序较长 , q 为整型
中间部分省略 。只做原理性说明) 。
END bianmaqi16 ;
L IBRA R Y ieee ; ∥引用 ieee 库

激光光斑尺寸的测量和研究摘要激光光斑尺寸是标志激光器性能的重要参数，也是激光器在应用中的重要参量。

本文主要介绍了两种测量激光光斑尺寸的方法：刀口扫描法，CCD法。

分析了利用刀口法测量高斯光束腰斑大小的测量实验装置，并阐述了具体的测量过程。

此方法对激光光斑大小测量是可行的。

实验装置简单实用。

CCD法是利用CCD作为探测传感器，可以更精确地测出激光器的光斑尺寸和束腰光斑尺寸，克服了传统测量的繁杂过程，并用计算机控制及数据处理，测量精度得到提高，为激光器性能研究和光信息处理提供了一种新的方法。

本文给出了这两种方法测得的数据及处理结果。

结果表明，刀口扫描法对高能量光束半径的测量特别实用，装置简单，可在普通实验室进行测量。

CCD法检测的直观性好，不需要辅助的逐行扫描机械移动，成像精度和检测精度高。

关键词激光光斑尺寸；Matlab；CCD 传感器；刀口法The Measurement and Research of Laser Spot SizeAbstractThe size of Laser spot is not only one important parameter of laser performance, but also in laser application.This paper introduces two methods of measuring laser spot diameter: scanning method, CCD: knife method. We analyze of measurement is cut the size of the gaussian beam waist measurement device spot, and elaborates on process of the measurement. Using this method of laser spot size measurement is feasible. The experiment device is simple and practical. CCD method uses the CCD sensor as a detection can be more accurate to measure the size of the laser spot and waist size spot, overcoming traditional measurement process and using computer control to deal with data processing, and themeasurement accuracy is improved, providing a new method for laser performance study and light information processing. At the same time, it gives two methods of measured data and processing results.The results show that the method of blade scanning is practical for high-energy beams radius’s measurement. Simple device can be operated in ordinary laboratory. CCD detection method is visually good, and do not need to manufacture progress ive-scan auxiliary of the machine movement, the imaging accuracy and precision is the higherKeywords Laser spot size; Matlab; CCD sensor; knife-edge method.目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 论文研究的内容 (4)第2章激光光斑测量方法探究 (5)2.1 刀口扫描法测激光光斑直径研究 (5)2.2 CCD测激光光斑直径方法 (9)2.3 本章小结 (17)第3章激光光斑尺寸的测量与数据分析 (18)3.1 刀口法测光斑直径 (18)3.1.1 90/10刀口法理论及方法 (18)3.1.2 计算理论 (20)3.1.3 实验数据处理 (20)3.1.4 实验分析 (22)3.2 CCD法测激光光斑方法 (22)3.2.1 用CCD拍摄光斑图像 (22)3.2.2 Matlab的图片处理 (23)3.2.3 图像处理结果 (23)3.2.4 实验分析 (26)3.3 本章小结 (27)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录A 英文原文 (31)附录B 中文译文 (35)附录C Matlab程序 (39)第1章绪论1.1课题背景激光技术对国民经济及社会发展有着重要作用，激光技术是二十世纪与原子能、半导体及计算机齐名的四项重大发明之一。

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： 134151071613415107221340840419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 shootingAbstract: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....................................................... 6c2.1 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。

图书分类号：密级：毕业设计(论文)激光打标机结构设计及运动仿真THE DESIGN OF LASER MARKING MACHINESTRUCTUREAND MOVEMENT SIMULATION学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名：日期：年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。

有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。

可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要此次设计主要目标为设计一台激光打标机。

此激光打标机主要用于芯片等小型工件的表面进行打标。

另外，本文还对现今国外激光打标机的发展状况及趋势进行了分析，分析表明在现代高科技不断革新，不断发展的情况下。

激光打标机的运用前景将会越来越广泛。

激光加工技术越来越受到人们的喜爱与认同。

本次设计的任务主要是对激光打标机的机械结构进行分析、设计以及重要部件的运动仿真。

前部分主要是对于激光打标机自动上料机构、机械手、传送带、打标机构、自动下料机构的具体分析与设计，在设计中主要选用了滚珠丝杠副、带轮、导轨等传动系统，并且考虑到使用时的安全性与合理性，还进行了计算与校核。

根据上、下料机构、传送带的正常速度分别对步进电动机进行了选型。

最后还对激光打标机运用UG6.0建模模块进行实体建模，针对激打标机的运动仿真问题，选用UG6.0的运动仿真模块进行模拟。

精确制导的激光枪射击装置设计常亦迪;李玉东;李香来;常虹【摘要】模拟激光制导设计了具有快速响应、精确度高的激光枪射击装置.采用STM32为主控制器,由激光发射模块、电源模块、弹着点位移控制模块、图像采集与处理模块、语音播报环数模块等主要模块组成的电路系统.激光枪头方向通过2个舵机控制,即类似于云台的方法,实现激光枪弹着点在靶纸上的上下、左右移动,精确控制弹着点位置.通过摄像头采集激光点击中胸环靶的位置信息;通过单片机计算光点位置,在上位机上显示激光点环数、方位数据和胸环靶图形,并进行语音播报弹着点环数与方位信息.经测试,该装置可以用串口发送控制激光枪的弹着点,能自动瞄准并击中靶心,也可以根据设定的环数自动控制激光枪瞄准,实现击中胸环靶上相应环位置.%We designed a laser shooting system with rapid response and high precision.The system is composed of laser shooting module,power module,impact displacement control module,image acquisition and processing module,voice broadcasting module,etc.Digital USB camera is used as the image acquisition and processing module is used to detect the target position on the chest round target.The control system is designed based on single chip Microcomputer STM32.It controls 2 steering gears as a cradle head,which move the laser gun up,down,left or right,such that the impact point of the laser gun can be further accurately controled.In this design,with the image obtained by image acquisition and processing module,the light spot is quickly focused on the target,and images of the impact are collected for the voice and video ring number and the azimuth.According to the set position,the system rapidly aims at the bull's-eye at corresponding ring number,and the system also fulfills other requirements of the subject.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2017(036)006【总页数】5页(P88-92)【关键词】STM32;摄像头;舵机;数据处理【作者】常亦迪;李玉东;李香来;常虹【作者单位】长春理工大学电子信息工程学院,长春130022;长春理工大学电子信息工程学院,长春130022;长春理工大学电子信息工程学院,长春130022;内蒙古大学物理科学与技术学院,呼和浩特010021【正文语种】中文【中图分类】TP368.1激光制导技术在现代战争中受到了越来越多的关注。