基于光纤传输的电磁线圈炮炮口测速装置

4 光纤单片机测速电路工作分析

在测速过程中，当弹丸运动到第一个激光管与光纤之间时，光线被弹丸遮住。光敏二极管由于光信号输入截止的情况下且输出高电平，信号经放大整形接在单片机P1.0接口。此时，单片机开始计时。同理，当弹丸运动到第二个激光管与光纤之间时，单片机INT0口处变为高电平，单片机停止计时，从而测出弹丸经过两光纤(10.2 cm)所需的时间。然后根据程序计算出弹丸的运动速度，再由P0口输出到数码管进行显示。

5 光纤单片机测速系统软件设计

5.1 主程序设计

首先确定检测速度值的范围，两个传感器距离为l0.2 cm。所测弹丸的初速在0.00～2 000.00 m/s之间。计数器/定时器基本定时时间为1μs。本系统中计数器/定时器采用方式1工作。主程序流程图如图5所示。



5.2 速度计算除法子程序

把计数器所计的数值当作除数存于50H，51H，把被除数(10.2 cm)转换为二进制码分别存于57H，56H，55H，54H中。若将被除数记为R5R4R3R2。相应除法步骤如下：

(1)判断除数是否为零，若为零，则转出错处理程序ERR执行。

(2)若除数不为零，则判断商是否大于双字节，即R5R4是否大于R1R0，若大于，则商大于双字节，使F0=1并结束除法运算。

(3)若R5R4小于R1R0，则采用重复比较法求商。由于是十六位除法，故比较法求商时比较次数16送B寄存器，以控制除法的循环次数。

(4)使32位被除数R5R4R3R2左移1位，即扩大2倍，R2最低位空出。

(5)使被除数高16位减去除数。若够减，则在R2最低位上商"1"；若不够减，则R2最低位上商"0"。

(6)判断除法是否完成(B=0)，若未完成，则重复执行第(4)步；若已完成，则令F0=0，然后结束除法运算。

重复减法法则的除法程序流程如图6所示。



5.3 速度千、百、十、个位数字分离程序

计算所得的商存放在57H，56H寄存器。此程序的作用是将双字节二进制商转换为6位BCD码，所得BCD码存于R4R5R6，本电路显示弹丸炮口初速的千、百、十、个、十分位、百分位数字的BCD码，分别储存在58H，59H，5AH，5BH，5CH，5DH寄存器中。

6 结 语

电磁发射技术是近年来新兴起的一种推进技术，是发射理论和技术领域的一次飞跃。他为解决人们对超高速、大质量发射的要求开辟了一条新的途径。我们研究电磁发射炮口测速，从基本的测速原理开始，系统地分析了测速方法并设计了光纤单片机测速系统。鉴于当前应用中的各种测速方法的原理和其使用上存在的局限性，结合电磁线圈炮炮口测速强电磁场、高初速的特点，提出了综合光纤、单片机优点的光纤单片机测速系统。根据测速的要求，通过测速模型的建立，具体设计了实验电路以及软件的编写，实现了电磁线圈炮炮口测速的可行性。此装置目前应用于实验室，效果达到了要求。