薛耀 刘青青

1 引言

在光电侦察系统中，通常需要使用操纵杆控制器来控制光电侦察系统，实现对目标的搜索、跟踪。操纵杆控制器是光电侦察系统的重要组成部分，广泛应用于建筑机械、医疗设备、光学仪器等领域。

操纵杆控制器的设计主要是实现以下几个功能：① 检测是否有按键被按下；② 采集操纵杆输出的模拟量；③ 通过串口把相应的命令信息发送给光电侦察系统。按键检测的功能主要是通过读取相应I/O端口的信号实现；操纵杆输出的模拟量则需要通过相应的A/D采集电路实现；与光电侦察系统的通讯则使用标准RS422接口实现。

2 操纵杆控制器系统结构

操纵杆控制器系统主要包括操纵杆、按键和信号处理板。操纵杆和按键都是选用成熟的货架产品。信号处理板以自带A/D采集模块的C8051F020 SoC微控制器为核心，把待检测按键的一端接到其I/O口上，另一端接地，通过读取相应端口的值，判断其值是否为低来判断相应按键是否被按下。操纵杆选用的是电位器操纵杆，在电位计两端输入+5V电压，输出端通过一个分压电路将输出信号幅度调整在0V～2.4V之内，再输入给C8051F020片上集成的ADC模块，实现模拟量采集。该系统结构如图1所示。

3 系统硬件设计

本系统采用Silicon Laboratories公司的微控制器C8051F020，它是全集成混合信号SoC处理器，具有与8051兼容的高速流水线结构的CIP251内核，速度可达25MIPS，该芯片具有如下特点：① 内置了64K可在线编程 FLASH ROM和4352字节的片内RAM；② 具有两个UART串行接口；③ 片上集成8路12位逐次逼近式 ADC，转换数率最高 100ksps；……