专利名称：基于dsp的激光脉冲编码控制器的制作方法
技术领域：
本发明属于激光器脉冲编码电控领域，涉及一种基于DSP的激光脉冲编码控制
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背景技术：
随着光电对抗装备的不断发展，逐步建立较为完善的光电对抗装备内场仿真试验 系统成为我军光电对抗试验靶场的迫切需求。激光信号模拟器是内场仿真试验系统的重要 组成部分，主要完成激光侦察告警试验及激光欺骗干扰试验所需要的激光信号。激光信号 模拟器主要包括激光器、激光编码控制器、激光脉冲能量和发散角控制装置等。激光脉冲编码控制器为激光侦察告警试验及激光欺骗干扰试验提供所需要的重 频激光信号。在激光告警试验中用于激光目标指示器，为防止敌方激光信号的干扰而采取 的一种抗干扰措施。激光脉冲编码控制器模拟激光目标指示器的编码方式控制激光器发射 激光，检测被试激光告警装备对编码检测识别能力；在激光角度欺骗实验中，激光角度欺骗 干扰检测出敌方发射激光照射信号的重频，并且复制出同样重频的激光信号，实现激光角 度欺骗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够产生精确编码、变间隔编码和变脉冲编 码的脉冲信号，从而对激光器输出的激光进行调制，使仿真试验系统能够完成激光侦察告 警试验及激光欺骗干扰试验的基于DSP的激光脉冲编码控制器。为了解决上述技术问题，本发明的基于DSP的激光脉冲编码控制器包括模拟控制 计算机，数字信号处理器；数字信号处理器内部的CPU定时器0产生中断；在中断中，模拟 控制计算机通过串行接口与数字信号处理器进行通讯，将编码类型信息传输给数字信号处 理器，数字信号处理器根据编码类型信息判别是精确编码、变间隔编码还是变脉冲编码；若 为精确编码，则模拟控制计算机将固定的周期值加载到数字信号处理器内部CPU定时器0 的周期寄存器，CPU定时器0按固定的周期值产生中断，通过数字信号处理器的IO 口输出 精确编码的脉冲信号；若为变间隔编码，则模拟控制计算机将设定的多个变间隔小周期值 循环加载到CPU定时器0的周期寄存器，CPU定时器0按各变间隔小周期值产生中断，通过 数字信号处理器的IO 口输出变间隔的脉冲信号；CPU定时器0每产生一次中断，变间隔计 数器加1 ；当变间隔计数器的计数值大于变间隔小周期数时，变间隔计数器清零重新开始 计数，循环输出以各间隔周期值之和为大周期、以各变间隔周期值为小周期的变间隔编码 的脉冲信号；若为变脉冲编码，则模拟控制计算机将固定的周期值加载到CPU定时器0的周 期寄存器，并将掩码信息传输到数字信号处理器，利用掩码信息控制精确编码的脉冲信号 使数字信号处理器通过通用IO 口输出变脉冲编码的脉冲信号。本发明利用数字信号处理器的CPU定时器0功能，根据实际需要通过模拟控制计 算机将固定的周期值、变间隔周期值加载到CPU定时器0的周期寄存器，使CPU定时器0按周期寄存器里的周期值产生中断，能够使数字信号处理器在中断中通过通用IO发出精确 编码的脉冲信号或变间隔编码的脉冲信号。另外，通过模拟控制计算机将掩码信号传输给 数字信号处理器，同时将固定的周期值加载到CPU定时器0的周期寄存器，能够使数字信号 处理器输出变脉冲编码的脉冲信号。利用本发明产生的脉冲信号对激光器输出的激光进行 调制，产生激光侦察告警试验及激光欺骗干扰试验所需要的重频激光信号，满足了仿真系 统的实际需要。作为本发明的进一步改进是还包括或门、第一与门、D触发器和第二与门；仿真 试验系统的同步脉冲信号传输到或门的一个输入端；或门的输出和模拟控制计算机的工作 状态信号输出分别连接到第一与门的两个输入端，同时模拟控制计算机的工作状态信号输 出连接到D触发器的CLRN端；第一与门的输出连接到D触发器的D端；D触发器的Q端同 时连接到或门的另一个输入端和第二与门的一个输入端，数字信号处理器的脉冲信号输出 连接到第二与门的另一个输入端。本发明利用或门，第一与门及D触发器实现仿真试验系统与数字信号处理器输出 的高精度同步，同时采用第二与门进行输出逻辑控制，能够根据系统的实际需要输出符合 要求的脉冲信号。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图1为本发明的基于DSP的激光脉冲编码控制器的结构框图。图2为精确编码的脉冲信号仿真图。图3为变间隔编码的脉冲信号仿真图。图^、4b、k为变脉冲编码的脉冲信号仿真图。图5为数字信号处理器内部程序流程图。图6为可编程逻辑阵列内部电路图。图7为可编程逻辑阵列输入信号及输出信号仿真图。
具体实施例方式如图1所示，本发明的基于DSP的激光脉冲编码控制器包括模拟控制计算机1，数 字信号处理器2 ；数字信号处理器2内部的CPU定时器0产生中断；在中断中，模拟控制计 算机1通过串行接口与数字信号处理器2进行通讯，将编码类型信息传输给数字信号处理
2 ο当编码类型为I时，模拟控制计算机1将固定的周期值T加载到CPU定时器0的 周期寄存器，CPU定时器0按固定的周期值T产生中断，通过数字信号处理器2的IO 口输 出精确编码的脉冲信号(如图2所示)。如图3所示，当编码类型为II时，模拟控制计算机1将设定的变间隔小周期值1\、 T2> Τ3、Τ4、…、T13、T14, T15循环加载到CPU定时器0的周期寄存器，CPU定时器0按各变间 隔小周期值产生中断，通过IO 口输出脉冲；CPU定时器0每按一个变间隔小周期值产生一 次中断，变间隔计数器加1，直至变间隔计数器的计数值大于变间隔周期数，计数器清零，完 成一个大周期变间隔编码的脉冲信号的输出。
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变间隔周期数可以取3 15，但不限于该取值范围，可以根据仿真实验系统的需 要任意设定。当编码类型为III时，模拟控制计算机1将固定的周期值T加载到CPU定时器0 的周期寄存器，并将掩码信息传输到数字信号处理器2，利用掩码信息控制精确编码的脉冲 信号，使数字信号处理器2通过通用IO 口输出变脉冲编码的脉冲信号。例如，若掩码信息 为8位的二进制数10111101，则数字信号处理器在第二个周期和第七个周期内没有脉冲信 号输出(如图如所示)；若掩码信息为8位的二进制数为11001011，则数字信号处理器在 第三个周期、第五个周期和第六个周期内没有脉冲信号输出(如图4b所示)；若掩码信息 为8位的二进制数为11111010，则数字信号处理器在第一个周期和第三个周期内没有脉冲 信号输出(如图4c所示)。数字信号处理器2采用型号为TMS320F2812的芯片，该芯片内部包含32位CPU定 时器0。数字信号处理器2外接30M的晶振，经数字信号处理器2内部的PLL锁相环倍频 后CPU系统工作频率为150M。激光器脉冲发射频率要求在IHz 20Hz之间随机变化，精 度为0. 1 μ s。所以，32位CPU定时器的计数器和150M的CPU工作频率能够保证激光脉冲 0. 1μ s的精度。本发明数字信号处理器2优选型号为TMS320F2812的芯片，但不限于该型号，凡是 内部包含32位CPU定时器的数字信号处理器都能够满足本发明0. 1 μ s的高精度要求。数字信号处理器内部软件流程如图5所示，包括下述步骤初始化；CPU定时器0中断；根据编码类型信息判别是精确编码、变间隔编码还是变脉冲编码；若为精确编码，则将固定的周期值T加载到CPU定时器0的周期寄存器，CPU定时 器0按固定的周期值产生中断，通过IO 口输出精确编码的脉冲信号；若为变间隔编码，则将 设定的变间隔小周期值T1加载到CPU定时器0的周期寄存器，CPU定时器0按变间隔小周 期值T1产生中断，输出脉冲，变间隔计数器加1，然后再将设定的变间隔小周期值T2加载到 CPU定时器0的周期寄存器，CPU定时器0按变间隔小周期值T2产生中断，输出脉冲，变间 隔计数器再加1 ；依此类推，循环将变间隔小周期值T3 Tx加载到CPU定时器0的周期寄 存器，CPU定时器0依次按变间隔小周期值T3 Tx产生中断，输出脉冲，直至变间隔计数器 的计数值大于变间隔周期数15)，计数器清零重新开始计数，循环输出以各间隔 周期值之和为大周期、以各变间隔周期值为小周期的脉冲信号；若为变脉冲编码，则将固定 的周期值T加载到CPU定时器0的周期寄存器，并利用掩码信息控制精确编码的脉冲信号， 通过通用IO 口输出变脉冲编码的脉冲信号。如图6所示，为了使输出的脉冲信号与仿真试验系统同步，本发明利用可编程逻 辑阵列3 (CPLD)实现同步控制和输出逻辑控制功能；所述可编程逻辑阵列3内部包括或门 31、第一与门32、D触发器33和第二与门34 ；仿真试验系统的IHz同步脉冲信号传输到或 门31的一个输入端；或门31的输出连接到第一与门32的其中一个输入端，模拟控制计算 机1的工作信号work输出同时连接到第一与门32的另一个输入端和D触发器33的CLRN 端(清零端)；第一与门32的输出连接到D触发器33的D端；D触发器的Q端同时连接到 或门的另一个输入端和第二与门34的一个输入端，数字信号处理器2的脉冲信号pulSe_
5out输出连接到第二与门34的另一个输入端。如图7所示，当仿真试验系统的IHz同步脉冲信号上升沿到来时，或门输出高电平 信号；此时若模拟控制计算机输出的工作状态信号work为高电平，则第一与门输出高电平 信号，触发D触发器，D触发器Q端输出高电平，由此实现了数字信号处理器输出的脉冲信 号与仿真试验系统的同步；此时数字信号处理器输出的脉冲信号pulSe_0Ut通过第二与门 传输给激光器。激光器根据实际需要输出精确编码的激光脉冲、变间隔编码的激光脉冲或 变脉冲编码的激光脉冲。当工作状态信号work为低电平时，D触发器翻转，Q端输出为0， 第二与门输出的低电平信号控制激光器关闭。本发明根据激光脉冲精度0. 1 μ s和脉冲信号与系统同步精度0. 1 μ s的设计要 求，利用了数字信号处理器TMS320F2812的32位CPU定时器0功能。数字信号处理器外 接30M晶振，经PLL锁相环倍频后CPU系统工作频率为150M。激光器脉冲发射频率要求在 IHz 20Hz之间随机变化。所以，32位CPU定时器的计数器和150M的CPU工作频率能够 保证激光脉冲0. 1 μ s的精度。本发明利用数字信号处理器生成精确编码、变间隔编码及变脉冲编码的脉冲信 号，对激光器的输出的激光脉冲进行调制；同时利用高速可编程逻辑阵列(CPLD)实现了脉 冲信号与系统信号的同步控制和输出逻辑控制，传输延时只有7ns。
权利要求
1.一种基于DSP的激光脉冲编码控制器，其特征在于包括模拟控制计算机(1)，数字信 号处理器O)；所述数字信号处理器( 内部的CPU定时器0产生中断；在中断中，模拟控制 计算机(1)通过串行接口与数字信号处理器( 进行通讯，将编码类型信息传输给数字信 号处理器O)，数字信号处理器( 根据编码类型信息判别是精确编码、变间隔编码还是变 脉冲编码；若为精确编码，则模拟控制计算机(1)将固定的周期值加载到数字信号处理器 (2)内部CPU定时器0的周期寄存器，CPU定时器0按固定的周期值产生中断，通过数字信 号处理器O)的IO 口输出精确编码的脉冲信号；若为变间隔编码，则模拟控制计算机(1) 将设定的多个变间隔小周期值循环加载到CPU定时器0的周期寄存器，CPU定时器0按各变 间隔小周期值产生中断，通过数字信号处理器O)的IO 口输出变间隔的脉冲信号；CPU定 时器0每产生一次中断，变间隔计数器加1 ；当变间隔计数器的计数值大于变间隔小周期数 时，变间隔计数器清零重新开始计数，循环输出以各间隔周期值之和为大周期、以各变间隔 周期值为小周期的变间隔编码的脉冲信号；若为变脉冲编码，则模拟控制计算机(1)将固 定的周期值加载到CPU定时器0的周期寄存器，并将掩码信息传输到数字信号处理器(2)， 利用掩码信息控制精确编码的脉冲信号使数字信号处理器0通过通用IO 口输出变脉冲编 码的脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的基于DSP的激光脉冲编码控制器，其特征在于还包括或门 (31)、第一与门(32)、D触发器(33)和第二与门(34)；仿真试验系统的同步脉冲信号传输 到或门(31)的一个输入端；或门(31)的输出和模拟控制计算机(1)的工作状态信号输出 分别连接到第一与门(3 的两个输入端，同时模拟控制计算机(1)的工作状态信号输出连 接到D触发器(33)的CLRN端；第一与门(32)的输出连接到D触发器(33)的D端；D触发 器(33)的Q端同时连接到或门(31)的另一个输入端和第二与门(34)的一个输入端，数字 信号处理器O)的脉冲信号输出连接到第二与门(34)的另一个输入端。
全文摘要
本发明涉及一种基于DSP的激光脉冲编码控制器，该控制器通过模拟控制计算机将固定的周期值、变间隔周期值加载到数字信号处理器的CPU定时器0的周期寄存器，使CPU定时器0按周期寄存器里的周期值产生中断，在中断中数字信号处理器发出精确编码的脉冲信号或变间隔编码的脉冲信号；通过模拟控制计算机将掩码信号传输给数字信号处理器，同时将固定的周期值加载到CPU定时器0的周期寄存器，使数字信号处理器输出变脉冲编码的脉冲信号。本发明能够产生精确编码、变间隔编码或变脉冲编码的脉冲信号，利用这些脉冲信号对激光器输出的激光进行调制，产生激光侦察告警试验及激光欺骗干扰试验所需要的重频激光信号，满足了仿真系统的实际需要。
文档编号G05B19/04GK102063070SQ201010541208
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者刘廷霞, 李博, 王伟国, 陈长青 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所