基于MCS-51单片机的雷达模拟训练卡设计

(1) 距离推移脉冲信号形成

距离推移信号的数值提取以 50 kHz 为时钟，并以零距离信号为计数起点。距离推移信号为数据锁存信号，它可将计数器的值锁存到锁存器。该值称为距离推移锁存值。由于计数器时钟为 50kHz ，计数器的一步为 3 km ，因此，距离推移信号的数值等于距离推移锁存值× 3 。

(2) 录取光标脉冲信号形成

录取光标信号的数值提取以 12.8 MHz 为时钟，以距离推移信号为计数起点信号，录取光标信号为数据锁存信号，并将计数器的值锁存到锁存器中，该值称为录取光标锁存值。由于计数器的时钟是 12.8MHz ，计数器的每一步即是 11.7m ，因此，录取光标信号的数值等于录取光标锁存值× 11.7 。

(3)CPU 计算方法

可利用 CPU 并通过公式：距离推移锁存值× 3+ 录取光标锁存值× 11.7 来计算当前的距离。方位数据可由外界直接送入，不存在转换的问题。雷达的状态信号可表示雷达的扇扫范围、显示量程和工作方式等状态信息。由于该值是数字信号， CPU 可直接处理。

最后，在模拟训练卡得到雷达状态信息、距离和方位信息后，即可决定当前的声音和需要显示的动目标和背景。

3.2 背景产生电路

背景信号不需要 CPU 进行计算，只需根据方位和距离起点信息送出相应显示段的背景信号即可。其电路如图 4 所示。

背景产生电路主要以一片 EPROM( 27C 010) 来设计，该 EPROM 中存有一幅实际的背景图象，每一象素由三位二进制表示，背景产生就是在距离推移信号的上升沿开始输出 EPROM 中的数据，然后由方位和距离起点信息决定输出数据的起点，而输出数据的范围 ( 或者说当前显示段 ) 则由以背景采样时钟为时钟信号的地址产生器来决定的。 EPROM( 27C 010) 是八位存储器，而一个象素是三位，为了节约存储空间，可将 EPROM( 27C 010) 每一字节分成二个象素存储单元，每次输出的数据由一片 GAL 来对地址信号译码，以决定当前输出是高四位还是低四位。

3.3 多普勒音响电路

多普勒声音产生电路主要由 CPU 根据方位、距离和录取光标信号来判断当前位置是否有动目标，若有动目标，就从动目标数据库中调出其对应的声音。当前声音控制器可选择目前产生的声音是这八种中的哪一种，然后将其输出给音响报警板，最后产生多普勒声音。

4 系统程序流程

本系统由 80C 31 的定时器 T0 设定采用时间间隔， T0 定时一到即进人中断服务程序，系统依次采集各路模拟输入量。并存人对应的 RAM 中。当外部开关量输入信号发生变化后，即可通过 80C 31 的引脚／ INT1 请求中断。当 80C 31 进入相应的中断服务程序后，系统便可做出相应的反应。其程序流程图如图 5 所示。

5 结束语

动目标侦察雷达模拟训练卡通过与雷达的联机调试来有效模拟背景图和各种动目标信号，当转动雷达距离手轮和方位控制显示器中的搜索光标一定，搜索光标套住显示器上的动目标时，雷达喇叭便可发出不同动目标的多普勒音响，从而说明该模拟训练卡的设计达到了有效训练雷达操作手的目的。本文将微型机的设计原理应用到雷达模拟训练卡的设计中，避免了常规雷达信号模拟器回波模拟的巨大工作量，节约了成本，同时有效达到了逼真训练雷达操作手的目的。