基于CPLD技術(shù)的槍械電磁扳機控制儀設(shè)計

電磁扳機控制儀的機械部分主要由步進(jìn)電機、基座、轉(zhuǎn)輪機構(gòu)、扳機連桿、連線盒及電磁扳機屏蔽外殼構(gòu)成。其工作過程為：步進(jìn)電機接收驅(qū)動器指令進(jìn)行轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)輪機構(gòu)轉(zhuǎn)動，步進(jìn)電機旋轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)輪機構(gòu)帶動扳機實現(xiàn)一次行程，完成擊發(fā)動作。
圖4為電磁扳機行程方向及行程長度調(diào)節(jié)機構(gòu)示意圖，轉(zhuǎn)輪機構(gòu)上設(shè)計有扳機行程調(diào)節(jié)孔(圖中①、②、③、④，四個調(diào)節(jié)孔距轉(zhuǎn)輪機構(gòu)中心半徑逐漸縮小R1>R2>R3>R4)，扳機連桿的長度也可以調(diào)整。通過這兩個機構(gòu)的調(diào)節(jié)，可以調(diào)整扳機的行程距離。

步進(jìn)電機由電機驅(qū)動器接高壓進(jìn)行驅(qū)動，通過CPLD控制器產(chǎn)生邏輯控制信號，實現(xiàn)扳機的控制?？刂破髋c電機驅(qū)動器之間通過長絞線連接，測試儀與電機等干擾源距離較遠(yuǎn)且測試人員可以通過遠(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，又確保了測試人員的安全。

3 控制部分設(shè)計
3．1 CPLD邏輯控制部分
電磁扳機控制儀采用步進(jìn)電機作為執(zhí)行單元，CPLD作為主控制器實現(xiàn)邏輯控制和通信功能。邏輯控制部分實現(xiàn)按鍵的判讀、鎖存，觸發(fā)和復(fù)位的互鎖以及步進(jìn)電機驅(qū)動器的控制功能。
控制儀由“解閉鎖開關(guān)”作為儀器功能的總開關(guān)，閉鎖時，儀器面板所有按鍵不工作；解鎖后，控制儀工作正常。電機動作由“復(fù)位”和“觸發(fā)”按鍵配合工作，當(dāng)擊發(fā)允許時，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，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序圖。

圖5中左邊Name欄定義管腳：clk為CPLD輸入時鐘1 MHz；feng為系統(tǒng)工作時的分頻時鐘；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(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；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分別對應(yīng)觸發(fā)燈和復(fù)位燈。系統(tǒng)啟動且未解鎖，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)。