一种基于MSP430单片机的日程管理系统

　　0 引言

　　日程管理系统是指在指定的时间自动实现提示、放音、录音等功能，例如清晨吹起床号和自动定时上下课响铃等。该系统广泛应用在学校、部队、工厂等部门。早期的司号仪系统存在诸多的缺点。如抗干扰能力差、播放音质不好、录音时间不长，给日常教学、工作到来极大不便。随着生活水平和需求的不断提高，人们对产品的智能化要求越来越高．老式的司号仪智能化不够高必将被淘汰，采用单片机控制的日程管理系统以其系统稳定、智能控制、操作简便、价格便宜等优点得到广泛应用。

　　1 系统结构及功能

　　系统的组成和程序流程如图l所示，整个系统共有七个部分组成，分别是：主控部件、电源部件、时钟部件、录放音部件、输入部件、显示部件、和扩展部件。主控部件选用的是MSP430F149超低功耗16位单片机，MSP430单片机采用FLASH存储体，此单片机采用了FLASH在线编程JTAG技术，可以利用片内的FLASH方便的实现软件升级，以达到系统升级的目的。设定的状态直接通过在系统编程存入FLASH存储体，掉电可保护，功耗低，其抗干扰能力极强，各种响应的设定值均存储在FLASH存储体中，强电磁干扰环境也不会影响到存储的状态。单片机通过I／O口接受按键输入，通过调用时钟实现定时响应，管理录音段及号音，并控制录放音、液晶显示和扩展口。

　　电源部件为各部件工作提供工作电源，全系统需要4种电源电压分别是：+3V、+5V、+12V、一12V。

　　时钟部件提供全系统时间基准，单片机定时和中断。为了实现系统的定时录音和放音，必须有一个稳定的时钟。SD2003A是一种具有内置晶振、支持I2C总线接口的高精度实时时钟芯片。该系列芯片可保证时钟精度为±4 ppm(在25±l℃下)，即年误差小于2分钟。SD2003A的电源由电池提供，当单片机掉电后，SD2003A照样工作。当单片机恢复工作时，调用SD2003A内部时钟。

　　录放音部件实现语音等信息的存储和播放。录放音部件选用的是ISD公司ISD4000系列语音处理芯片，它的工作电压3V，单片录放时间最常可达16分钟，音质好，适用于移动电话及其他便携式电子产品中。芯片采用CMOS技术，内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮阵列。芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制．操作命令可通过串行通信接口(SPI或Microwire)送入。采样频率可为4．0，5．3，6．4，8．O kHz，频率越低，录放时间越长，而音质则有所下降，片内信息存于闪烁存贮器中，可在断电情况下保存100年(典型值)，反复录音10万次。

　　输入部件主要用于实现定时时间的修改、录音放音的转换、时钟芯片的时间调整、继电器的响应控制等。输入采用4×4扫描键盘，由MSP430单片机通过软件控制实现输入。显示部件采用M12864-11A5液晶显示器，主要用于显示操作进程，使使用者能够清楚的看到每步操作的作用，增强了人机对话功能。

　　考虑到管理系统应用的广泛性，系统增加扩展部件，利用继电器组实现一些对大功率器件的控制功能。继电器的一端是弱电，一端是强电，因此我们采用了光电隔离控制的方法，从而有效地控制大功率输出部件对系统的干扰。

　　2 系统的技术实现

　　主控模块对继电器和按键的控制是用I／O口直接控制的。同时预留了大量外部接口，这主要用于将来升级。主控部分采用了大量的分支跳转表，对键盘输入的值根据不同的环境，选择相对应的程序进行响应。因此整个系统仅仅使用了5个按键就可以实现所有的功能，其它键作为快捷控制键和特殊功能键。

　　该主控部分的单片机通过I2C通信协议对SD2003时钟芯片进行控制，调用SD2003的时钟，从而实现定时响应；而液晶显示模块是用并行通讯方式进行控制的，AO高时为指令，低时为数据。

　　它与ISD4004语音片采用SPI同步通信协议，对4004语音芯片控制，以下是SPI协议的控制时序，SPI协议由三根线构成，MISO信号输入，MOSI信号输出，UCLK时钟线组成，其通讯方式如图2所示。

　　SPI协议是一个同步串行数据传输协议，协议假定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿动作，因此对ISD4004而言，在时钟上升沿锁存MOSI引脚的数据，在下降沿将数据送至MISO引脚。从时序图可以看出，SPI协议的实现比较容易，MSP430Fll49单片机利用其内部定时器，采用3个I／O口，用软件可实现SPI协议。

　　由于放音及录音有很多种，因此，我们必须找到一种良好的算法来进行这项工作，因此，我们采用了通过基于信息地址表(以下简称MAT)的管理方式对录音片进行操作，真正实现了可对任意段进行删除、重录、添加任意时间长度的录音的功能。

ISD4004有能力读回每次录音结束时的内部信息指针，