瞄具可靠性实验设备中强闪光电路设计毕业设计论文.doc

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1、 本科生毕业设计 瞄具可靠性实验设备中强闪光电路设计Sight intense Flash circuit reliability experiment device design学 生 姓 名专 业学 号指 导 教 师 学 院电子信息工程毕业设计（论文）原创承诺书1本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）瞄具可靠性实验设备中强闪光电路设计，是认真学习理解学校的长春理工大学本科毕业设计（论文）工作条例后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。2本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做

2、出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。3在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。4本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作 者 签 名： 年 月 日 摘 要 夜视技术在现代战争中具有重要地位,配置夜视器材的武器装备可遍及海、陆、空作战平台，因此，先进的夜视技术对于控制战场形势具有至关重要的意义。为了科学

3、、客观地评价夜视系统的可靠性指标，需对微光夜视仪系统按照“可靠性试验剖面”要求进行各种应力条件下的可靠性试验。这不仅需要进行微光夜视仪可靠性试验装备研究,还需开展与之相关的试验技术研究。强光应力源系统研究属其中的主要研究内容之一。本文主要对微光瞄准镜中强闪光应力系统进行相关的研究。设计一个由单片机控制的强闪光应力源时基控制电路。关键词：强闪光应力源 微光瞄具 武器瞄具 可靠性试验AbstractNight vision technology has important position in modern war, the weapons and equipment configuration

4、 night-vision equipment can all over land, sea and air combat platform, so, advanced night vision technology for the control of the battlefield situation has the vital significance. In order to scientifically and objectively evaluate the night-vision system reliability index, to light night accordin

5、g to the system“Reliability test profile” demand for a variety of stress under the condition of reliability test. This not only requires light night reliability test equipment research, still need to develop related test technology research. Strong light stress source system research is one of the m

6、ain research content.This article mainly on instense flash of light a sight stress system for related research.Design a strong flash source of stress is controlled by single chip microcomputer time base control circuit.Keywords: Strong flash;source of stress;Weapon sight;Reliability test目 录摘 要IAbstr

7、actII第一章 绪论11.1本文研究背景及意义11.2国内外研究现状11.3可靠性试验发展概况21.4 本文研究内容4第二章 夜天光组成及可靠性试验设备的组成52.1 夜天光组成52.1.1太阳辐射52.1.2 月亮辐射52.1.3 星球辐射62.1.4 夜天光辐照下的景物亮度62.2可靠性试验系统的组成72.2.1光应力分系统72.2.3振动应力分系统82.2.4监测与记录分系统82.3试验设备的工作过程9第三章 轻武器瞄准具113.1 轻武器瞄准具种类及特点113.1.1机械瞄准具113.1.3光电瞄准具113.2微光瞄准镜的结构与组成12第四章 强闪光应力源144.1 强闪光电路设计要

8、求144.2 ATemga16芯片引脚编程及参数计算144.3 ATmega单片机介绍154.4 TLP521光耦 、TIP开关以及电源选择184.4.1 TLP521光耦作用184.4.2 TIP122开关184.4.3 电源选择204.5 MAX232串口通信204.6 复位与电源指示灯214.7 数码管224.8 JTAG协议接口224.9 电路图234.10 系统软件设计与实验结果244.10.1 程序方框图244.10.2 实验结果24结论25参考文献26致谢27附录28第一章 绪论 1.1本文研究背景及意义 轻武器瞄准具可提高武器的打击精度和杀伤力，世界各国军队竞相装备。除了机械瞄

9、准具外，采用光电技术的轻武器瞄准具可分为3类:1光学瞄准具；2光电瞄准具；3 综合瞄准具。目前机械瞄准具作为轻武器的一部分直接配置，可见光光学瞄准具，微光夜视瞄准具，红点瞄准具，激光指示瞄准具等世界各国军队普遍装备，少量装备主动红外瞄准具，逐步装备热成像瞄准具和综合光电瞄准具。 目前看来，夜战是未来高科技局部战争的主要模式，而夜视装备是夜战的眼睛。夜视装备在探测、识别、跟踪及制导等多方面应用中有着不可替代的作用。微光夜视技术的基本任务是扩展人眼在低照度下的视觉观测能力及提高人眼的空间识别能力，微光夜视技术从上世纪60年代应用至今，已经发展了四代，全世界有二十多个国家能够制造和生产各种微光夜视器

10、件及设备，装备部队的型号也己超过500种，我国有20多种型号微光夜视装备，如坦克车长镜、炮长镜、轻武器微光瞄具等。因此,如何以更接近夜间实际环境的方法来检测微光夜视系统性能，指导和修理论计算,成为该领域重要的研究工作。 针对以上发展趋势，研制一套微光夜视仪可靠性试验系统,对微光夜视仪可靠性性能评价就显得尤为重要。在微光夜视仪的设计定型试验或生产定型试验中,必须对其进行科学、全面的可靠性试验考核，其考核结果,对承研单位或生产厂家进一步改进。提高微光夜视仪质量并最终满足军方要求具有重要意义，月光、星光及大气辉光等的散射是造成夜间天空自然光(即夜天光)的主要来源，夜天光是微光夜视仪器获取目标信息的主

11、要光源，很好地模拟夜天光对考核微光夜视仪实际性能有重要意义。研制的可靠性试验设备由光应力源、电应力源、振动应力与温度应力、监测与记录系统、设备总电源以及光具测量座等部分组成。电应力源包含强闪光监控模块，用来模拟战场上枪炮射击、弹药爆炸等强闪光状况。因此需要设计一个强闪光控制电路，由单片机控制闪光频率。 1.2国内外研究现状欧美各国对发展夜视技术一直非常重视,均投入大量的人力、物力和财力,并纷纷建立国家级的实验室来进行研究，这些发达国家还非常重视微光夜视技术的可性研究,并取得了显著成效,可靠性水平得到了很大提高，美国等一些发达国家已经建立了微光夜视器件及仪器性能检测试验室，据说可在试验室对微光夜

12、视仪器进实战条件模拟,因技术保密的缘故,至今未见这方面的详细报道,但能够从他们有关微光夜视仪性能评价资料中分析得出他们微光夜视试验室的一些概况，估计能从光和光谱两方面模拟野外夜天光光度和光谱特性,以检测微光夜视器件及仪器的实际作战能力，另外,国外曾报道过关于星等模拟和日光光谱模拟的文章，但涉及到微光技术的星光及月光的光谱模拟尚未见报道。我国微光夜视技术近年来有了长足进步,目前已批量生产二代像增强器和先进的微光夜视器材，但总体看与国外先进水平相比较还有一定差距，我国目前正加强微光夜视技术与试验的研究,并结合相关新技术、新器件、新材料的研制,积极开发系列的微光夜视装备，实现了在实验室对微光夜视仪器

13、进行实战条件模拟,精确地测量微光夜视器件及仪器性能。目前,国内微光夜视仪可靠性试验的总体水平已进入国际先进行列,但与国际领先技术尚有一定差距“十五”初,由长春理工大学承研的微光夜视仪可靠性试验系统,是依据国军标GJB2422-95要求,对微光夜视仪进行MTBF试验的重要设备，填补了我国微光夜视仪可靠性试验设备的空白,其总体技术水平达到国际先进水平,为国家兵器靶场考核夜视仪可靠性提供科学、准确的试验依据，对确保我军枪用微光夜视装备的质量,促进枪用微光夜视仪的研制、生产具有重要意义，随着近年来新型微光夜视仪的陆续装备部队,尤其一些中等通光孔径、全视场超过20度微光夜视仪,其可靠性的试验考核急需进行

14、，对原可靠性试验设备进行功能配套研究已立项,这对全面提升兵器靶场微光夜视仪可靠性试验能力和试验研究水平有重大意义。 1.3可靠性试验发展概况可靠性试验装置及要求：1、光度、光谱特性检测装置1)PR一880型光度计及主要技术指标 PR一880型光度计由美国光电探测公司生产,具有高精度、高可靠性及便于携带等优点。主要用于漫射光源色温标定和目标亮度及亮度对比度的测量。在微光夜视仪光电性能标准装置中测量微光夜视仪亮度增益,及测量目标靶的亮度和微光夜视仪输出端的亮度,从而实现亮度增益这项参数的测量。图1-1为其结构图。2)OL750一NVG自动分光辐射测量系统及主要技术指标。 OL系列750一NVG自动

15、分光辐射测量系统由美国Optronic Laboratories公司制造,主要用于夜视设备的分光辐射度和光度鉴定,能在380nm一93Onm波长范围内进行非常灵敏的分光辐射度和光度测量.该系统将灵敏的GaAs光电倍增管信号探测系统与双光栅单色仪、直视式成像光学附件结合在一起,能更快、更准确的测量夜视设备性能指标。主要技术指标：波长范围：380nm-930nm波长准确度：0.2nm波长精度：0.1nm图1-1 PR-880型光度计2、可靠性试验装置组成简介微光夜视仪的可靠性检测一直是军备生产关注问题。夜视仪在相关的光应力、电应力、温度应力及振动应力等作用下,其光学、机械和电性能等参数将发生改变,

16、甚至出现非正常工作。微光夜视仪可靠性试验装置应具有模拟上述外加应力的功能。可靠性试验装置主要由应力源、应力源监测、CCD相机及电源、试验台、监测采集卡、图像采集卡、计算机、系统电源等部分组成，其框图如图1-2所示:CCD相机显示器被测夜视仪图像采集卡CCD相机电源系统管理机应力源计算机应力源监测系统电源监测采集卡图1-2 微光夜视仪可靠性试验装置组成框图应力源为被试微光夜视仪提供满足设计要求的各种应力,被试夜视仪在各种应力作用下所形成的图像经CCD相机采集进行显示,同时图像经图像采集卡传送至计算机中进行分析处理,从而对夜视仪可靠性性能指标进行测试。系统电源为按要求各部分供电。 1.4 本文研究

17、内容 本文设计一个强闪光应力监控模块单元，主要由两部分组成:强闪光电源电路和强闪光应力监控电路。 （1）采用单片机作为强闪光的驱动器，控制闪光频率。为了显示闪光频率，还设置了频率显示电路。 （2）对于脉冲闪光的驱动和检测，电脑方法是最佳手段。首先要将脉冲经光电传感器转换为脉冲电信号，由单片机获得的信号频率经过接口板送管理计算机处理，管理计算机接口板包括输入接口，采集卡和缓冲寄存器，接口板插入电脑的工SA插槽，编制好测量程序，可采用此脉冲取一次平均值作为测量值，并根据测量需要编程。第二章 夜天光组成及可靠性试验设备的组成 2.1 夜天光组成夜天空的辐射是由各种自然辐射源的辐射综合形成的。月光、星

18、光、大气辉光、以及太阳光、月光和星光的散射光是造成夜天光的主要来源。除可见光外，还包含有近红外辐射。 2.1.1太阳辐射太阳是地球上光辐射的主要来源。它不但是日间光源,而且对夜间的月光、天空辐射和地球热辐射等都有着密切关系。太阳是一个直径达1391200km的炽热球体,每时每刻向宇宙空间放出巨大的能量。太阳辐射与色温5900k的黑体辐射极为相似。太阳辐射在地球表面上产生的照度取决于太阳在地平线上的高度角、观察者所在的海拔高度,以及天空中尘埃、云雾的数量等。 2.1.2 月亮辐射 月亮的辐射包括月亮的反射辐射和自身辐射。表2-1列出了月球于不同高度角以及在各种月相情况下地平面上所得到的照度值。这

19、些值是在假定天空相当晴朗,取平均地-月距离,并按上半月和下半月取平均值的情况下得到的。表2-1 月照照度等级月球中心的实际高度角（）不同距角下地面照度E（lx）月光在地球表面所造成的照度有下列特点:(l)由于月亮位相的关系,从月亮反射到地球的光量,在满月前后变化很快,两三天中,月光亮度就会减少到比满月时的一半还小。(2)由于月亮高度角的变化,月光亮度每小时都在变化,而且月光所造成的地面照度的变化范围很大。(3)由于云层的覆盖,月光亮度在数分钟内就能发生明显的变化。 2.1.3 星球辐射 星球对地球表面的辐射随时间和天空位置而变化。在晴朗的夜晚,星光在地球表面上所产生的照度大约为lx,这个照度相

20、当于无月夜空实际光亮的1/4左右；星光加夜间天空其它辐射源的最大照度为lx。 由表2-3可见,比零等星亮的星等是负的数。星等的照度计算如下:若有一颗m等星和一颗n等星,m等星比n等星亮,即nm则两颗星的照度比为： (2.1) (2.2)应用式(2.l)或式(2.2),即可由零等星的规定照度值,求出其它各星等的照度值。 2.1.4 夜天光辐照下的景物亮度在夜天光辐照下,景物的亮度可以根据下面的基本关系,在已知夜天光在地面景物上所造成的照度和景物的反射比情况下计算出来:若设景物为漫反射体,则景物的光出射度为: M=L得景物的亮度为： L= （） (2.3) 式中：E为景物的照度（即夜天光的施照度）

21、；为景物的反射比。若照度的单位取lx,亮度的单位取asb，那么 L=（asb） (2.4)表2-2列出了不同天气情况下地面景物的照度。表2-2 不同天气情况下地面景物的照度 天气情况 景物照度（lx）无月浓云无月中等云无月晴朗1/4月晴朗半月晴朗满月浓云满月薄云 表2-2 续表满月晴朗微明黎明黄昏阴天晴天 2.2可靠性试验系统的组成 按照枪用微光瞄准镜可靠性试验国军标要求,所研制的可靠性试验设备应由光应力源、电应力源、监测与记录系统、系统总电源以及光具测量座等部分组成,试验系统组成框图如图2-1所示:光应力分系统被测瞄准镜CCD摄像机监视摄像机电源电应力源图像采集卡计算机试验台（系统管理机）电

22、应力监测系统总电源监测采集卡光应力监测图2-1 试验系统组成框图 2.2.1光应力分系统此系统为微光瞄准镜提供试验所需的目标微光环境,并连续监测光源发光强度和所施加的光应力水平,由积分球式光源、平行光管、稳压电源、光照度监测等组成。积分球式光源由大小两个积分球对接而成。小积分球部分又称灯室系统,是由灯座调节一机构、散热屏蔽球体漫射面,以及可更换三种透过率板的切换机构等组成。小积分球出口与大积分球对接,使小积分球漫射的特定光能量经出口进入大积分球,再进一步均匀漫反射,在大积分球的四个输出口给出要求的均匀光照度。大积分球内径为1000mm,右半球沿赤道面对称分布四个出射孔,四个输出口分别与平行光管

23、的物镜像面(焦面)对接,四组光应力试验系统呈辐射状与积分球四个出射孔各自对接。通过切换透过率板与改变小积分球出口大小使平行光管物镜输出试验所需的各档光照度,每具平行光管均有更换分辫率板的手动切换装置,可将所需对比度的分辫率图案严格沿焦面内切换到中,心视场对应的位置。被试样机、CCD摄像机可通过导轨上的专用夹具及支座分别固定到合适位置上,并与平行光管共轴。相邻两光应力试验系统间夹角约为,以确保调试者目测时有足够的操作空间。 2.2.2电应力分系统按试验条件为被试微光瞄准镜施加周期变化的电应力,同时监测电应力源电压的稳定度,确保所加电应力水平。 2.2.3振动应力分系统按照国军标规定,检测系统应对

24、微光瞄准镜进行定振幅、变频、变加速度的三维正弦振动试验,并且选用的振动台不仅具有正弦振动功能,还应具有随机振动功能。振动试验的等级一般由三个参数确定一频率范围、振动幅值、耐久试验的持续时间。 2.2.4监测与记录分系统该系统能同时摄取与处理四路视频图像,连续监测试验系统工作状态,控制光、电应力源,具有故障提取、判别、重放、结果处理等项功能。监测与记录分系统由摄像与监视、图像采集与处理、系统管理、网络通讯、系统同步、状态监测与控制部分及供电电源等其它辅助设备组成,系统框图如图2-2所示。摄像与监视部分包括四个CCD摄像头、一台图像监视器、一台视频切换器及CCD电源。CCD摄像头把被试品的图像转换

25、为视频信号并送到图像采集与处理计算机。为了保证故障图像采集与处理计算机能够以足够的速度存储故障图像,处理与存储图像时不进行显示,因此,配置了一台图像监视器,四路CCD摄像头输出的视频信号经一个四选一视频切换器输出到图像监视器上。图像采集与处理部分为四台计算机,它们通过PCI-1407图像采集卡对CCD摄像头摄取的微光瞄准镜图像进行实时采集处理,判断故障的类型并存储故障图像以便进行后续处理。系统管理部分为一台管理计算机,附带声卡、音响、打印机和光盘刻录机,管理计算机负责测试进程的管理、测试数据的收集与整理,经过必要的数据处理,得到可靠性试验报告所需要的故障类型、数量等统计结果,并完成报表生成与数

26、据归档等工作。CCDCCDCCDCCD视频切换器4#图像采集与处理计算机3#图像采集与处理计算机2#图像采集与处理计算机1#图像采集与处理计算机图像监视器以太网集线器系统管理计算机时统发生器光应力源与电应力源UPS电源信号调理适配器图2-2 监测以记录分系统框图 2.3试验设备的工作过程在电源启动时,安装在大、小积分球对接处的光电探测器探测照明灯的发光强度,探测器将光源的光信号转变成电信号,经过放大器电压跟随器送入电器箱并显示光强值,调节灯座位置使光强度值与标称值一致,则灯丝位于积分球的中心。光源发出的光经小积分球漫射后经出射孔出射,出射孔口径有四种,分别对应四种光照度。射向带有法兰盘(可以从

27、积分球顶部的定位孔中方便抽出)通光孔的大积分球内的光经大积分球的多次漫反射后形成均匀的光照度,由四个出射孔射向带有分辫率板的平行光管形成平行光,这就是微光瞄准镜工作的微光环境的模拟光,被试瞄准镜物镜处光照度值应由选定的闪光有效光强测定仪定期采样检测。试验过程中,由于光应力源的传输通道的参量是不变的,而被试瞄准镜物镜处光照度值的稳定性监测值又是个相对值,故对其稳定性监测,可改由小积分球出口处附近的光照度值稳定性的监测来替代,还可借助在小积分球靠近出口处的内壁上放置光电二极管实现,光电二极管将光强转变为电信号,经sbit的刀D采集,使其精度与采集频率满足监测指标要求。试验需要的照度等级由步进电机通

28、过传动齿轮带动光阑承板绕轴系转动实现。瞄准镜的光探测器对准平行光管的物镜,CCD摄像机位于瞄准镜出瞳处瞄准镜监测其工作状况,摄像头把被试品的图像转换为视频信号并送到图像采集与处理计算机,计算机同时摄取和处理四路微光瞄准镜图像,通过图像处理、自动判别、提取图像故障-黑斑、亮点、闪光和忽明忽暗,实时记录故障图像,并且能在试验结束后进行处理和回放。第三章 轻武器瞄准具3.1 轻武器瞄准具种类及特点 轻武器瞄准具的种类及特点：光电技术在轻武器中的应用首先是在瞄准具中得到实践，由于光电瞄准具可提高武器的打击精度和杀伤力，因此逐渐成为现代轻武器不可分割的组成部分。轻武器瞄准具（镜）的作用是在战斗中实施瞄准

29、，提高武器的打击精度。除了机械瞄准具外，采用光电技术的轻武器瞄准具可分为3类： 1）光学瞄准具；2）光电瞄准具；3）综合瞄准具。 3.1.1机械瞄准具早期的轻武器瞄准具是机械瞄准具。机械瞄准具是跟据3点确定一条直线的原理进行瞄准的，射手根据判断距离初步调节标尺，眼睛通过照门和准瞄准目标。特点是结构坚固、价格便宜、便于维修，适用于手枪、步枪、机枪和火箭筒等近距离轻武器。瞄准精度很大程度上取决于射手个人的训练水平和经验。 3.1.2光学瞄准具 光学瞄准具是应用几何光学原理和物理光学原理或应用简单光源，结合机械装置实现瞄准的。主要包括： 普通光学（望远镜、潜望镜）瞄准具。这类瞄准具主要由物镜、标尺分

30、划、目镜、方向和高低调整机构以及连接机构组成，主要特点是瞄准精度较高，瞄准速度快，能更清楚地观察目标。红点瞄准具或全息瞄准具。这类瞄准具专门为步枪和突击步枪设计，有红色发光点显示器，无视差，在苛刻的战场条件下射手也能用双眼快速、准确地进行瞄准。环形瞄准具，这类瞄准具是一种光学准直瞄准具，放大率为，便于快速捕获目标。其工作原理为准直瞄准，瞄准标记是1个圆环，瞄准时可直接看到目标和瞄准标记。氚光瞄准具，它由准星、标尺和氚光标识器组成，在标尺缺口的2侧及准星柱上都有1个氚光标识器，使士兵能在拂晓和黄昏情况下容易地识别武器上的表尺和准星，迅速、准确地瞄准目标。 3.1.3光电瞄准具光电瞄准具是应用光电

31、技术原理来实现目标获取和指示的，如微光瞄准镜、红外瞄准具（或热瞄准具）激光指示型瞄准具等。20世纪30年代第二次世界大战期间，在对夜间作战的需求推动下，英、美、苏、德等国研制成功主动红外夜视仪零代微光夜视系统。主动红外瞄准具一般包括含红外变像管的瞄准镜主体和红外探照灯。20世纪60年代出现一代微光夜视仪，采用锑钾钠铯多碱光阴极像增强器和光纤面板，可借助自然界的微弱光线观察目标，主要由物镜、像增强器和目镜组成。 20世纪70年代初期第二代微光瞄准具“星光镜“开始装备，它使用了微通道板，使1节像管具有原来3节像管串联耦合的性能。20世纪80年代初美国又研制成三代管，采用砷化镓半导体光阴极来进一步改

32、善像管性能，使瞄准具夜间作用距离进一步提高。欧洲科学家参照三代微光技术原理，改善工艺，应用新的高性能元件，研制出超二代像增强器，大量应用到轻武器瞄准具中。目前美国已经开始装备第四代微光技术的轻武器瞄准具，它采用低离子反馈微通道板、门控电源，具有更高性能的灵敏度和分辨率，实现了轻武器昼夜宽照度范围目标瞄准。20世纪70年代，美国研制出了激光瞄准具，采用与轻武器枪管轴线一致的激光器，以可见或不可见波段的激光光束来照射目标，实现快速瞄准。激光瞄准具一般由垂直和水平方向调整机构与激光器组成，主要特点是能双目同时瞄准，反应时间快，射击精度高，通 常在距离目标100m射击,命中率为100%。到了20世纪8

33、0年代，美国又研制出半导体近红外+红外激光指示瞄准具，与微光夜视眼镜配合使用，成本更低。20世纪70年代以来，红外热成像技术得到迅速发展。一代热像仪以使用制冷型碲镉汞探测器为标志，采用二维光机扫描，可实现8-12m的红外目标成像，主要用于反坦克武器等大型装备。多元探测器和凝视型焦平面阵列二代、三代红外探测器的发展大大改善了热成像系统的性能，其中响应在3-5m的三代凝视型焦平面探测器扩展了热成像响应范围。非制冷红外探测器的出现使红外热成像技术逐步进入轻武器瞄准具领域。热成像瞄准具主要由红外物镜、探测器、信号处理电路、显示器及目镜等组成（一代和二代系统还有扫描系统、致冷器和气瓶）。其主要特点是完全

34、以被动方式工作，可穿过烟、雾、霾以及在全黑条件下观瞄，昼夜兼用，作用距离远。 3.2微光瞄准镜的结构与组成微光瞄准镜适用于武器夜间精确猫准和观察，是夜视瞄准镜的一种。在没有任何人工光源照明的情况下，射手可以用它观察目标,并瞄准目标射击后还不易被对方发现。该瞄准镜借助夜间星光、月光和大气辉光的光增强原理观察、瞄准目标,故很难被对方探测到。微光瞄准镜是带有像增强器的特殊望远镜,主要部件有物镜、像增强器、目镜和电源等,核心部件是像增强器。由于它能使微光增强,所以人们可以在极低照度情况下有效地获取景物图像信息。如图3-1所示是微光瞄准镜实物图。微光瞄准镜的产品虽然有很多的规格型号，但关键技术指标基本一

35、样。下面是其中一种型号的技术指标:倍率:;视场:10;出瞳直径6mm;出瞳距离30mm;电源电压DC3V;重量:小于1.2kg;调焦范围:10m到无穷远;夜视距离:100m-800m。图3-1 微光瞄准镜实物图拥有较大相对孔径的物镜和较强光照度的像面是微光瞄准系统最基本的技术要求。光阴极所能接受到的光照度不足以在荧光屏上观察到,因此还需要高亮度增益的像增强器。对于微光瞄准镜的电源不仅要求其能够维持供应电量,而且还需要能够自动调节控制荧光屏上的画面亮度。一旦目标照射亮度提高,将会自动减低荧光屏上所加的电压,从而导致像增强器的亮度增益减小,可以控制荧光屏所输出的图像的亮度将不会很高;反之同理。通常

36、将上述能自动调节荧光屏图像亮度的电源电路称为ABC电路,它大约需要0.1s的反应时间。在微弱光照度的环境下,微光瞄具工作时要求其目镜出孔直径与人眼在夜间时出孔直径(5mm-7.6mm)相同。此项数值同一般目视系统的目镜出瞳要略微偏大。对于目镜的另外技术标准(如放大率、视场角、出孔距离、工作距离等)与平常直视成像仪器是相同的。第四章 强闪光应力源 4.1 强闪光电路设计要求 采用单片机作为强闪光的驱动器，控制闪光频率。为了监视闪光频率，还设置了频率显示电路和设施。对于脉冲闪光的驱动和检测，电脑方法是最佳手段。首先要将脉冲经光电传感器转换为脉冲电信号，由单片机获得的信号频率经过接口板送管理计算机处

37、理，管理计算机接口板包括输入接口，采集卡和缓冲寄存器，接口板插入电脑的工SA插槽，编制好测量程序，可采用此脉冲取一次平均值作为测量值，并根据测量需要编程。 4.2 ATemga16芯片引脚编程及参数计算1、若峰值功率75W，电压24V，则电流： I= （4.1）2、若强闪光应力源闪光时间3秒/小时；设可变时间time，闪光时间shine为3秒，程序如下：if(timeshine) PORTB|=BIT(4);/gao,灯亮 else PORTB&=BIT(4); 设置时间为0-3599s，当time小于shine,则灯亮，其他时间，灯灭。3、闪光时间可调，调整范围1秒/小时到10秒/小时。当扫

38、描到单片机PD5引脚时，闪光时间加1，扫描到PD6引脚时，闪光时间减1.程序如下：(详情见附录)while(1) uint m; if(key_press() delay_ms(50); if(key_press() m=PIND; m&=0b11100000; switch(m) case 0b11000000 : shine+=1; showshine(shine); break;/1 case 0b10100000 : shine-=1; showshine(shine); break;/2 4.3 ATmega单片机介绍 图4-1 单片机示意图ATmega16是基于增强的AVR RIS

39、C结构的低功耗8 位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。 ATmega16 AVR 内核具有丰富的指令集和32 个通用工作寄存器。所有的寄存器都直接与运算逻单元(ALU) 相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC 微控制器最高至10 倍的数据吞吐率。ATmega16 有如下特点：16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的力，即RWW，512 字节EEPROM，1K 字节SRAM，32

40、 个通用I/O 口线，32 通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG 接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/ 计数器(T/C)，片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益(TQFP 封装) 的ADC ，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。 工作于空闲模式时CPU 停止工作，而USART、两线接口、A/D 转换器、SRAM、T/C、SPI 端口以及中断系统继续工作；停电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作；在省电模式下，异步

41、定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态； ADC 噪声抑制模式时终止CPU 和除了异步定时器与ADC 以外所有I/O 模块的工作，以降低ADC 转换时的开关噪声； Standby 模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩展Standby 模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。一、ATmega16 引脚功能1、VCC 电源正，GND 电源地 端口A(PA7.PA0) 端口A 做为A/D 转换器的模拟输入端。端口A 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可

42、以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口A 处于高阻状态。2、端口B(PB7.PB0) 端口B 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口B 处于高阻状态。端口B 也可以用做其他不同的特殊功能.3、端口C(PC7.PC0) 端口C 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输

43、入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口C 处于高阻状态。如果JTAG接口使能，即使复位出现引脚 PC5(TDI)、 PC3(TMS)与 PC2(TCK)的上拉电阻被激活。端口C 也可以用做其他不同的特殊功能.4、端口D(PD7.PD0) 端口D 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，则端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口D 处于高阻状态。端口D 也可以用做其他不同的特殊功能.5、RESET 复位

44、输入引脚。 持续时间超过最小门限时间的低电平将引起系统复位。门限时间见P36Table 15。持续时间小于门限间的脉冲不能保证可靠复位。6、XTAL1 反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端。7、XTAL2 反向振荡放大器的输出端。8、AVCC AVCC是端口A与A/D转换器的电源。不使用ADC时，该引脚应直接与VCC连接。使用ADC时应通过一个低通滤波器与VCC 连接。9、AREF A/D 的模拟基准输入引脚。二、ATmega16 内核介绍为了获得最高的性能以及并行性， AVR 采用了Harvard 结构，具有独立的数据和程序总线。程序存储器里的指令通过一级流水线运行。CPU 在执行一条指令的同时读取下一条指令( 在本文称为预取)。这个概念实现了指令的单时钟周期运行。程序存储器是可