基于CPLD技术的枪械电磁扳机控制仪设计

电磁扳机控制仪的机械部分主要由步进电机、基座、转轮机构、扳机连杆、连线盒及电磁扳机屏蔽外壳构成。其工作过程为：步进电机接收驱动器指令进行转动，带动转轮机构转动，步进电机旋转一周，转轮机构带动扳机实现一次行程，完成击发动作。
图4为电磁扳机行程方向及行程长度调节机构示意图，转轮机构上设计有扳机行程调节孔(图中①、②、③、④，四个调节孔距转轮机构中心半径逐渐缩小R1>R2>R3>R4)，扳机连杆的长度也可以调整。通过这两个机构的调节，可以调整扳机的行程距离。

步进电机由电机驱动器接高压进行驱动，通过CPLD控制器产生逻辑控制信号，实现扳机的控制。控制器与电机驱动器之间通过长绞线连接，测试仪与电机等干扰源距离较远且测试人员可以通过远距离控制枪械的击发，既保证了控制系统不受电磁干扰，又确保了测试人员的安全。

3 控制部分设计
3．1 CPLD逻辑控制部分
电磁扳机控制仪采用步进电机作为执行单元，CPLD作为主控制器实现逻辑控制和通信功能。逻辑控制部分实现按键的判读、锁存，触发和复位的互锁以及步进电机驱动器的控制功能。
控制仪由“解闭锁开关”作为仪器功能的总开关，闭锁时，仪器面板所有按键不工作；解锁后，控制仪工作正常。电机动作由“复位”和“触发”按键配合工作，当击发允许时，按下“触发”按键，枪械击发并锁存触发键，若继续按触发键则仪器不触发；当需要再次击发时，必须按“复位”键后，解除触发锁存，然后按下触发按键触发仪器。通过“复位”和“触发”按键的相互锁存，来确保控制仪的安全触发。图5为CPLD电路逻辑功能仿真时序图。

图5中左边Name栏定义管脚：clk为CPLD输入时钟1 MHz；feng为系统工作时的分频时钟；green和red分别代表“触发”、“复位”按键；out为逻辑输出端；key为解闭锁开关。
控制仪逻辑功能见图5。当系统闭锁时(key=0)，按键按下系统不工作(图5中1)；系统解锁后(key=1)，按“触发”键，系统输出控制信号；继续按“触发”键，系统处于互锁保护状态，系统无触发输出(图5中3)；按“复位”键后，可以继续触发，系统能够正常输出(图5中4)；重复误操作，继续触发，无输出(图5中5)。
图5中green_lignt，red_light分别对应触发灯和复位灯。系统启动且未解锁，触发灯亮，复位灯灭，解锁灯灭(图5中2)；系统解锁触发后，触发灯灭，复位灯亮，表示系统已经触发，需通过复位解除保护可继续触发。复位后，触发灯亮，复位灯灭，表示系统可以触发。