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本文利用声呐探测原理,并选用TI公司的低功耗单片机MSP430作为主控芯片,结合CC2500无线收发芯片设计一款可供垂钓爱好者使用的廉价的小型探鱼仪。通过利用单片机内部集成外设减少外围电路设计,使系统更加便于携带,方便使用,成本低廉。 首先,概述了探鱼仪系统在国内外的发展状况,介绍了探鱼仪的工作原理以及各部分组成。利用主动声呐方程,并结合压电陶瓷换能器尺寸和发射声波的关系,确定系统参数:声波频率、超声传感器直径、声源级,为发射电路和接收电路设计提供理论依据。 然后,对探鱼仪系统进行了具体的硬件电路设计,包括功率放大电路、运算放大电路、模拟带通滤波器以及单片机数字电路等,并比较了常用的四种功率放大电路,将功率放大电路确定为效率高、体积小的D类功率放大电路;另外针对单电源运算放大器的特点,描述了在实际应用中对单电源运算放大器的电压偏置方法;详细研究了MSP430F149内部ADC12模块以及其在本系统超声回波信号采集中的应用。 其次,对探鱼仪系统的软件进行了详细的设计,包括基于MSP430的人机交互界面的设计,基于CC2500的无线通信程序设计,超声信号的产生以及基于单片机内部ADC采集程序的设计。 最后,对以上设计的硬件和软件进行系统集成与调试,并通过实验验证便携式探鱼仪各模块硬件电路和软件设计的正确性。