吳能偉

摘 要：在海軍武器著靶試驗中，為了保護實測數(shù)據(jù)和提高光電設(shè)備的可靠性，利用Atmegal61豐富的資源和接口，設(shè)計一套遠程電源管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以鋰電池組作為備用電源，依靠單片機處理遠控中心發(fā)送的目標(biāo)測量數(shù)據(jù)及控制命令，對固態(tài)繼電器的工作狀態(tài)進行控制。試驗結(jié)果表明該系統(tǒng)能自主完成光電設(shè)備電源的遠程管理，獲取完整的目標(biāo)實況景象，具有一定的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：AVR單片機；固態(tài)繼電器；電源管理；串行通信

中圖分類號：TN911?34；TP273 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004?373X（2013）02?0162?03

光電設(shè)備具有低成本、易布站、高精度的優(yōu)點，逐步成為海軍武器試驗中獲取空間目標(biāo)飛行狀態(tài)和軌跡的主力軍[1]。隨著精確制導(dǎo)、遠程打擊等高技術(shù)兵器武器的出現(xiàn)，要檢驗和鑒定此類目標(biāo)的性能和威脅，不僅需要獲取目標(biāo)的空間坐標(biāo)，同時要求測量目標(biāo)著靶時的姿態(tài)信息。而目標(biāo)著靶是一個瞬態(tài)過程，不易捕捉，因此常用高速光電設(shè)備在靶船上實時獲取高質(zhì)量的目標(biāo)運動圖像序列[2?3]，經(jīng)事后處理得到目標(biāo)的運動參數(shù)。不難看出圖像數(shù)據(jù)直接決定試驗的成敗，因此有必要對設(shè)備的工作狀態(tài)及電源等情況進行遠程監(jiān)視和管理[4]。

該平臺以AVR單片機為核心，利用2節(jié)串聯(lián)的充電鋰電池作為備用電源[5]，依靠外圍接口獲取目標(biāo)的實時信息（實測彈道數(shù)據(jù)、T0時刻等）。

在光電設(shè)備工作異?；蚵渌畷r，控制固態(tài)繼電器（Solid State Relay，SSR）實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程重啟和關(guān)機[6]，為獲取及保護目標(biāo)的實時圖像數(shù)據(jù)提供有力保障，因而具有重要的現(xiàn)實意義。

AVR單片機所需的電源電壓為2.7～5.5 V，為了簡化電路設(shè)計，提高系統(tǒng)的可靠性，為AVR單片機設(shè)計外部基準(zhǔn)電壓為5 V，利用L7805防止電池出現(xiàn)過用現(xiàn)象。

2.2 主控電路

主控電路如圖3所示，ATmegal61單片機有1個可編程的同步/異步串行接口USART，可以滿足與遠控中心的通信要求，2個具有比較模式的靈活定時/計數(shù)器，可以完成延時時間的計算，預(yù)留的8路10位ADC端口可以擴展其他功能。為了滿足嵌入式的設(shè)計要求，選用易于安裝在電路板的G6B?2014P?US固態(tài)繼電器，實現(xiàn)兩路直流電源的同步控制。而繼電器的驅(qū)動需要控制系統(tǒng)具有大電流的輸出能力，ULN2003是高壓大電流達林頓晶體管系列產(chǎn)品，可以很好地滿足要求[11]。

電路的設(shè)計中，考慮了對電源、CPU、時鐘、印刷電路板等的抗干擾措施，使系統(tǒng)更加可靠。

3 軟件設(shè)計

3.1 主程序設(shè)計

電源管理系統(tǒng)的控制程序由主程序和T1中斷服務(wù)子程序組成。主程序完成ATmegal61單片機的初始化、定時器T1工作方式的設(shè)定等。

其流程圖如圖4所示。

5 結(jié) 語

在海軍武器試驗中，以AVR單片機為核心構(gòu)建一套遠程電源管理系統(tǒng)，計算目標(biāo)相對落點的斜距信息，接收遠控中心的控制命令，對光電設(shè)備的電源進行遠程管理。將上述設(shè)計應(yīng)用于某型目標(biāo)飛行試驗中，取得了良好的效果。另外，此設(shè)計具有編程簡單、成本低廉、容易實現(xiàn)、運行穩(wěn)定等特點，不僅適用于軍事范疇，也值得冶金、化工和電力等領(lǐng)域借鑒，因此具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

圖6 目標(biāo)相對靶船的斜距曲線

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