基于CPLD技術(shù)的槍械電磁扳機(jī)控制儀設(shè)計(jì)

電磁扳機(jī)控制儀的機(jī)械部分主要由步進(jìn)電機(jī)、基座、轉(zhuǎn)輪機(jī)構(gòu)、扳機(jī)連桿、連線盒及電磁扳機(jī)屏蔽外殼構(gòu)成。其工作過程為：步進(jìn)電機(jī)接收驅(qū)動(dòng)器指令進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)扳機(jī)實(shí)現(xiàn)一次行程，完成擊發(fā)動(dòng)作。
圖4為電磁扳機(jī)行程方向及行程長(zhǎng)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖，轉(zhuǎn)輪機(jī)構(gòu)上設(shè)計(jì)有扳機(jī)行程調(diào)節(jié)孔(圖中①、②、③、④，四個(gè)調(diào)節(jié)孔距轉(zhuǎn)輪機(jī)構(gòu)中心半徑逐漸縮小R1>R2>R3>R4)，扳機(jī)連桿的長(zhǎng)度也可以調(diào)整。通過這兩個(gè)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)，可以調(diào)整扳機(jī)的行程距離。

步進(jìn)電機(jī)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接高壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過CPLD控制器產(chǎn)生邏輯控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)扳機(jī)的控制?？刂破髋c電機(jī)驅(qū)動(dòng)器之間通過長(zhǎng)絞線連接，測(cè)試儀與電機(jī)等干擾源距離較遠(yuǎn)且測(cè)試人員可以通過遠(yuǎn)距離控制槍械的擊發(fā)，既保證了控制系統(tǒng)不受電磁干擾，又確保了測(cè)試人員的安全。

3 控制部分設(shè)計(jì)
3．1 CPLD邏輯控制部分
電磁扳機(jī)控制儀采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行單元，CPLD作為主控制器實(shí)現(xiàn)邏輯控制和通信功能。邏輯控制部分實(shí)現(xiàn)按鍵的判讀、鎖存，觸發(fā)和復(fù)位的互鎖以及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的控制功能。
控制儀由“解閉鎖開關(guān)”作為儀器功能的總開關(guān)，閉鎖時(shí)，儀器面板所有按鍵不工作；解鎖后，控制儀工作正常。電機(jī)動(dòng)作由“復(fù)位”和“觸發(fā)”按鍵配合工作，當(dāng)擊發(fā)允許時(shí)，按下“觸發(fā)”按鍵，槍械擊發(fā)并鎖存觸發(fā)鍵，若繼續(xù)按觸發(fā)鍵則儀器不觸發(fā)；當(dāng)需要再次擊發(fā)時(shí)，必須按“復(fù)位”鍵后，解除觸發(fā)鎖存，然后按下觸發(fā)按鍵觸發(fā)儀器。通過“復(fù)位”和“觸發(fā)”按鍵的相互鎖存，來確?？刂苾x的安全觸發(fā)。圖5為CPLD電路邏輯功能仿真時(shí)序圖。

圖5中左邊Name欄定義管腳：clk為CPLD輸入時(shí)鐘1 MHz；feng為系統(tǒng)工作時(shí)的分頻時(shí)鐘；green和red分別代表“觸發(fā)”、“復(fù)位”按鍵；out為邏輯輸出端；key為解閉鎖開關(guān)。
控制儀邏輯功能見圖5。當(dāng)系統(tǒng)閉鎖時(shí)(key=0)，按鍵按下系統(tǒng)不工作(圖5中1)；系統(tǒng)解鎖后(key=1)，按“觸發(fā)”鍵，系統(tǒng)輸出控制信號(hào)；繼續(xù)按“觸發(fā)”鍵，系統(tǒng)處于互鎖保護(hù)狀態(tài)，系統(tǒng)無觸發(fā)輸出(圖5中3)；按“復(fù)位”鍵后，可以繼續(xù)觸發(fā)，系統(tǒng)能夠正常輸出(圖5中4)；重復(fù)誤操作，繼續(xù)觸發(fā)，無輸出(圖5中5)。
圖5中g(shù)reen_lignt，red_light分別對(duì)應(yīng)觸發(fā)燈和復(fù)位燈。系統(tǒng)啟動(dòng)且未解鎖，觸發(fā)燈亮，復(fù)位燈滅，解鎖燈滅(圖5中2)；系統(tǒng)解鎖觸發(fā)后，觸發(fā)燈滅，復(fù)位燈亮，表示系統(tǒng)已經(jīng)觸發(fā)，需通過復(fù)位解除保護(hù)可繼續(xù)觸發(fā)。復(fù)位后，觸發(fā)燈亮，復(fù)位燈滅，表示系統(tǒng)可以觸發(fā)。