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1.2 国内外研究现状我国是在20 世纪 80 年代时最早开始使用单片机，经过几十年时间的发展，单片机的使用规模迅速扩大。单片机之所以能大规模使用，并且能方便地实现智能控制或者制作成智能仪器仪表，很大程度上是因为单片机结构小巧、生产成本低、易于产品化等优点，同时能针对性地实现无论是简单或者是复杂的不同控制任务，不仅节约了控制成本同时又实现了控制功能。纵观我们如今生活领域的各个方面，单片机的身影无处不在。上到卫星的定位系统，再到飞机上的各种控制功能的实现，细到计算机的通信网络与数据传输，或者工业工程场合的实时控制和数据处理，以及我们生活中普遍使用的各种智能卡、手机、电视遥控器等电子产品，单片机都发挥着核心作用。同样单片机在枪械方面的应用，更是大幅提高了枪械的性能和可靠性，更大丰富了枪械技术的电子化和信息化，为现代高性能武器的诞生提供了可能性[5]。单片机诞生于 1971 年，发展到目前为止，分别经历了 SCM、MCU、SOC三个时期。早期的 SCM 类型单片机都是 4 位或 8 位的，其中最具代表性的是INTEL的8031系列单片机。 发展到MCU时期时， 基于8031系列基础上的MCS51系列单片机开始逐渐出现。 但这一系列单片机仍旧无法满足工业领域控制要求的日渐提高，于是 16 位单片机就开始逐渐登上历史舞台。但 16 位单片机往往因为性价比不高，所以在很多的控制场合中并未得到很好的响应。从 20 世纪 90 年代末期开始，随着电子行业的飞速发展，单片机技术的发展速度也随之加快。当INTEL i960 系列慢慢在市场中被普遍使用后， 32 位单片机就逐渐取代了 16 位单片机。正是因为单片机技术在当今世界各个行业中越来越广泛的应用，许许多多的集成电子生产商都相继推出了五花八门的单片机类型。纵观单片机发展史， 单片机一直的发展趋势就是内部结构紧凑化、功率消耗小型化以及制造工艺精密化，这几个方面的进步直接决定了单片机性能方面的提升。提高单片机的性能和可靠性都是单片机发展中的核心课题[6]。单片机控制系统较一般控制系统更为优越，其优点大致体现在：1）单片机的性价比高，所以设计控制系统的成本普遍都比较低；2）存储容量可根据用户需要进行拓展，设计时灵活多变[7]；3）编程语言方便，可直接使用C 语言或者汇编语言，方便用户使用[8]；4）本身具有完善的子程序，编程时可以直接调用，大大减少了编程工作量[9]。1.3 发展趋势SOC 嵌入式单片机的独立发展过程中，最终的目的是为了寻求应用系统在芯片上的最大化解决，实现控制功能的完善化。所以，单片机的发展自然而然走向了 SOC化的发展道路[10]。单片机目前主要的发展趋势是：1) 制作工艺 CMOS化；2) 提高集成度，达到芯片小型化、降低芯片成本、减小功率消耗；3) 采用双CPU结构和增加数据总线的宽度， 来提高单片机处理速度和运算速度；4) 外围电路内装化，更加方便使用[11]；5) 增大存储容量以及程序的保密化；6) 可采用流水线结构来提高芯片速度，达到在线实时控制要求[13][14]；7) 和互联网连接。总之，单片机已成为并将长期作为工业测控和自动化工程的核心技术。1.4 本课题工作本控制系统主要是基于单片机的枪械电击发控制器，需完成器件选取、电路板设计、 控制程序设计以及调试等工作， 实现电击发控制的控制精确性和快速性。本次实验设计的控制器必须实现下列要求：1) 输出 24V电压信号，驱动电磁铁工作，控制枪械电击发；2) 击发时间能够根据需要可调，调节范围为 0 到 99.99 秒；3) 能够连续击发；4) 具有急停功能，当系统处于故障状态时，能迅速停止工作，起保护作用；5) 系统有安全和工作两种状态，当处于安全状态时，击发开关无效；6) 考虑到电磁铁不能长时间工作，对实验时间间隔必须进行必要的限制，间隔时间为工作时间的40%；7) 控制器的时间控制精度必须小于 10ms。