基于CPLD技術的槍械電磁扳機控制儀設計

電磁扳機控制儀的機械部分主要由步進電機、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：步進電機接收驅(qū)動器指令進行轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)輪機構(gòu)轉(zhuǎn)動，步進電機旋轉(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。

步進電機由電機驅(qū)動器接高壓進行驅(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且測試人員可以通過遠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 控制部分設計
3．1 CPLD邏輯控制部分
電磁扳機控制儀采用步進電機作為執(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)和復位的互鎖以及步進電機驅(qū)動器的控制功能。
控制儀由“解閉鎖開關”作為儀器功能的總開關，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“復位”和“觸發(fā)”按鍵配合工作，當擊發(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)；當需要再次擊發(fā)時，必須按“復位”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)”、“復位”按鍵；out為邏輯輸出端；key為解閉鎖開關。
控制儀邏輯功能見圖5。當系統(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)處于互鎖保護狀態(tài)，系統(tǒng)無觸發(fā)輸出(圖5中3)；按“復位”鍵后，可以繼續(xù)觸發(fā)，系統(tǒng)能夠正常輸出(圖5中4)；重復誤操作，繼續(xù)觸發(fā)，無輸出(圖5中5)。
圖5中green_lignt，red_light分別對應觸發(fā)燈和復位燈。系統(tǒng)啟動且未解鎖，觸發(fā)燈亮，復位燈滅，解鎖燈滅(圖5中2)；系統(tǒng)解鎖觸發(fā)后，觸發(fā)燈滅，復位燈亮，表示系統(tǒng)已經(jīng)觸發(fā)，需通過復位解除保護可繼續(xù)觸發(fā)。復位后，觸發(fā)燈亮，復位燈滅，表示系統(tǒng)可以觸發(fā)。