基于微功耗单片机的水声释放器的设计与实现

摘要

随着人类对海洋资源开发和海洋环境研究的日益深入，水下设备得到了广泛的应用，如何可靠的对设备进行回收成为人们关心的问题。另外，水下通信技术的迅速发展，使水声遥控系统进入了实用阶段。在这种背景下，水声释放器应运而生。 论文介绍了释放器的典型分类和国内外研究现状。阐述了有缆型、定时型和无缆型释放器的工作原理和应用场合。对烧蚀型、爆破型、切缆型和电机驱动型执行机构的原理进行了详细描述，并对其特点进行比较。 文中讨论了水声释放器设计所需要解决的水声学理论问题。主要包含信号的传播、环境噪声场以及信道影响。根据经验公式估算了系统工作频段内的传播损失的影响，计算了在典型环境噪声场影响下的系统参数，并对多途问题进行了分析和讨论。 论文详细阐述了水声遥控释放器硬件设计思想和原理。以微功耗单片机为硬件核心，设计了低功耗硬件平台。描述了硬件电路的各个功能模块的使用，包含信号的调理、采集、处理和释放动作执行机构等。介绍了系统软件的设计方法，给出了单片机片上外围设备的工作时序和流程，实现了单片机在各个外围设备和模块的配合下对信号的处理、判断和控制等功能。通过硬件定时模块配合控制程序，实现了水声释放器在突发状态下可靠的回收水下设备。

目录

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第1章绪论

1.1引言

1.2水声释放器的分类和国内外研究现状

1.3论文的研究内容

第2章水声信道分析及参数选择

2.1水声通信信道的特点及其对水声通信的影响

2.1.1声传播损失

2.1.2多途效应

2.1.3海洋环境噪声

2.2水声信道参数的选择

2.2.1声纳方程

2.2.2声源级SL的预报

2.2.3传播损失的估算

2.3参数的估算

2.4本章小结

第3章硬件电路

3.1放大电路

3.2滤波器

3.3检波电路

3.4光耦隔离电路

3.5 MSP430单片机及其外围模块

3.5.1 MSP430系列单片机概述

3.5.2MSP430F1611的特点

3.5.3 MSP430F1611片上外围设备

3.5.4外围模块

3.6释放机构

3.7电源

3.8 PCB板的设计

3.9效果检验

3.10本章小结

第4章软件设计

4.1概述

4.2系统主程序

4.2.1系统初始化

4.2.2 ADC12

4.2.3定时器

4.3异步串行通信

4.4 DS1302与单片机通信

4.5本章小结

结论

参考文献

致谢