基于MCS-51單片機的雷達模擬訓(xùn)練卡設(shè)計

(1) 距離推移脈沖信號形成

距離推移信號的數(shù)值提取以 50 kHz 為時鐘，并以零距離信號為計數(shù)起點。距離推移信號為數(shù)據(jù)鎖存信號，它可將計數(shù)器的值鎖存到鎖存器。該值稱為距離推移鎖存值。由于計數(shù)器時鐘為 50kHz ，計數(shù)器的一步為 3 km ，因此，距離推移信號的數(shù)值等于距離推移鎖存值× 3 。

(2) 錄取光標(biāo)脈沖信號形成

錄取光標(biāo)信號的數(shù)值提取以 12.8 MHz 為時鐘，以距離推移信號為計數(shù)起點信號，錄取光標(biāo)信號為數(shù)據(jù)鎖存信號，并將計數(shù)器的值鎖存到鎖存器中，該值稱為錄取光標(biāo)鎖存值。由于計數(shù)器的時鐘是 12.8MHz ，計數(shù)器的每一步即是 11.7m ，因此，錄取光標(biāo)信號的數(shù)值等于錄取光標(biāo)鎖存值× 11.7 。

(3)CPU 計算方法

可利用 CPU 并通過公式：距離推移鎖存值× 3+ 錄取光標(biāo)鎖存值× 11.7 來計算當(dāng)前的距離。方位數(shù)據(jù)可由外界直接送入，不存在轉(zhuǎn)換的問題。雷達的狀態(tài)信號可表示雷達的扇掃范圍、顯示量程和工作方式等狀態(tài)信息。由于該值是數(shù)字信號， CPU 可直接處理。

最后，在模擬訓(xùn)練卡得到雷達狀態(tài)信息、距離和方位信息后，即可決定當(dāng)前的聲音和需要顯示的動目標(biāo)和背景。

3.2 背景產(chǎn)生電路

背景信號不需要 CPU 進行計算，只需根據(jù)方位和距離起點信息送出相應(yīng)顯示段的背景信號即可。其電路如圖 4 所示。

背景產(chǎn)生電路主要以一片 EPROM( 27C 010) 來設(shè)計，該 EPROM 中存有一幅實際的背景圖象，每一象素由三位二進制表示，背景產(chǎn)生就是在距離推移信號的上升沿開始輸出 EPROM 中的數(shù)據(jù)，然后由方位和距離起點信息決定輸出數(shù)據(jù)的起點，而輸出數(shù)據(jù)的范圍 ( 或者說當(dāng)前顯示段 ) 則由以背景采樣時鐘為時鐘信號的地址產(chǎn)生器來決定的。 EPROM( 27C 010) 是八位存儲器，而一個象素是三位，為了節(jié)約存儲空間，可將 EPROM( 27C 010) 每一字節(jié)分成二個象素存儲單元，每次輸出的數(shù)據(jù)由一片 GAL 來對地址信號譯碼，以決定當(dāng)前輸出是高四位還是低四位。

3.3 多普勒音響電路

多普勒聲音產(chǎn)生電路主要由 CPU 根據(jù)方位、距離和錄取光標(biāo)信號來判斷當(dāng)前位置是否有動目標(biāo)，若有動目標(biāo)，就從動目標(biāo)數(shù)據(jù)庫中調(diào)出其對應(yīng)的聲音。當(dāng)前聲音控制器可選擇目前產(chǎn)生的聲音是這八種中的哪一種，然后將其輸出給音響報警板，最后產(chǎn)生多普勒聲音。

4 系統(tǒng)程序流程

本系統(tǒng)由 80C 31 的定時器 T0 設(shè)定采用時間間隔， T0 定時一到即進人中斷服務(wù)程序，系統(tǒng)依次采集各路模擬輸入量。并存人對應(yīng)的 RAM 中。當(dāng)外部開關(guān)量輸入信號發(fā)生變化后，即可通過 80C 31 的引腳／ INT1 請求中斷。當(dāng) 80C 31 進入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序后，系統(tǒng)便可做出相應(yīng)的反應(yīng)。其程序流程圖如圖 5 所示。

5 結(jié)束語

動目標(biāo)偵察雷達模擬訓(xùn)練卡通過與雷達的聯(lián)機調(diào)試來有效模擬背景圖和各種動目標(biāo)信號，當(dāng)轉(zhuǎn)動雷達距離手輪和方位控制顯示器中的搜索光標(biāo)一定，搜索光標(biāo)套住顯示器上的動目標(biāo)時，雷達喇叭便可發(fā)出不同動目標(biāo)的多普勒音響，從而說明該模擬訓(xùn)練卡的設(shè)計達到了有效訓(xùn)練雷達操作手的目的。本文將微型機的設(shè)計原理應(yīng)用到雷達模擬訓(xùn)練卡的設(shè)計中，避免了常規(guī)雷達信號模擬器回波模擬的巨大工作量，節(jié)約了成本，同時有效達到了逼真訓(xùn)練雷達操作手的目的。