MCU为核心的控制电路方案

随着半导体技术的发展，功能更强、速度更快的新型微控制器不断涌现，给电子产品的设计开发提供了各具特色的解决方案。新型的高性能微控制器（MCU）逐步向模拟-数字混合电路单芯片系统（SOC）的方向发展，不但可以实现复杂的控制算法和实时的事务处理，还可以进行一些模拟信号的处理，如A/D转换、模拟电压比较等，而且几乎不需要外围器件，上电就能工作，做到了真正意义上的“单片机”。单片机在系统中完成的主要功能有信号整形、计数以及基带信号解码、装定信息存储。采用合理的软、硬件功能划分，充分利用了单片机内部的模拟和数字电路资源，有效地缩小了硬件电路规模并获得了很低的功耗，满足了系统的设计要求。

该方案的功能框图如图4.28所示，主要包括微控制器、转数信号调理、感应信号调理、感应供能及电源变换、发火电路五个功能模块。其中微控制器是整个电路的控制核心，它接收感应装定模块的基带信号并进行解码，获取装定信息；弹丸出膛后对来自计转数传感器信号调理模块的信号进行整形并计数，在计数值达到装定值的时候控制发火电路引爆电雷管。

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图4.28　计转数定距电路功能框图

以MCU为核心的定距控制电路适用于采用低速动态感应装定的引信，如弹链装定和进膛装定的引信。这类引信装定时间窗口较长，可达数百微秒或几个毫秒，若时间窗口为100μs，则将16b二进制的装定信息连续发送三遍，所需的数据传输速率最高为480Kb/s，完全可以用单片机通过软件进行解码，实现感应装定信息。

本方案的微控制器采用一款专为小体积应用而设计的高性能SOC（System on Chip）单片机。该单片机内部资源丰富，自带频率可编程的振荡电路，无须外加晶振就可以工作，内置FLASH数据存储器，处理能力可达25 MIPS（Million Instructions per Second），因此可以完成装定信号的软件解码功能。更重要的是，由于采用了先进的“Cross Bar”技术，拥有如此丰富功能的MCU芯片面积只有3mm×3mm，可以满足25mm以上口径引信的使用要求。该控制器在系统中完成的主要功能有转数信号整形、计数以及基带信号解码、装定信息存储。整形功能由单片机内部的模拟比较器来完成，整形后的转数信号变为同频率的方波信号，可以直接驱动单片机内部计数器进行计数。