论文工作中期报告
一、论文内容简介
本课题的主要任务是开发研究一种利用手机短信控制的数字校园播放系统，播放机由单片机、存储卡，语音解码芯片、GSM模块组成，系统收到遥控短信，首先进行权限鉴别，当短信号码与系统存储号码一致时，确认为短信有效并解析短信数据包，根据短信内容要求读取对应的存储卡的广播内容并控制播放系统启动或关闭。其主要内容包括：
1、系统的总体方案研制。该部分提出系统的工作原理，总体控制目标，需要完成的功能，系统的总体结构关系和系统的工作流程。
2、系统硬件的选择。按照系统的总体开发目标完成系统工作硬件的选择。主要包括单片机、语音解码芯片和其他电器元件的选择
3、对硬件的工作原理的掌握和相关软件的研制。该部分包括对系统的所有硬件的工作原理的了解，尤其是单片机的工作原理。软件研制的内容主要是根据输入的控制信号实现对信息的顺序控制，达到预期的控制目标。
4、系统整体的实验室调试。该部分将硬件按照既定电路连接起来，进行系统的整体调试。该部分主要是模拟可能出现的各种工业情况进行测试，检查系统动作是否和预期目标基本相符。
二、论文进展情况
我的论文在导师的引导下，从选题开始，经过了收集资料、编制论文提纲、完成开题报告等过程。近期在导师的指导下论文初稿的大部分已经基本完成，取得了阶段性的成果。现将前段时间的工作情况汇报如下：
1、首先，对远程智能控制的发展和取得的成果以及GSM模块的发展现状及应用成果进行了了解，并收集一些材料，对我所研究的课题进行了深入细致的考察。并对基于GSM模块的远程智能化控制系统存在的一些难点收集了大量的材料，在导师的指导下顺利的完成了论文的开题报告。
2、进行系统硬件的选择和设计。系统主要包括电源的远程智能控制系统和节目播放的远程智能控制系统两部分。其中电源的远程智能控制系统主要由电源电路、单片机及其外围电路、GSM模块、继电器控制电路组成。单片机及其外围电路的主控芯片采用AVR系列基于RISC指令架构的单片机ATMEGA16，该芯片具备1MIPS/MHz的高速处理能力，最大支持16MHz晶振，内带16K的程序空间，1024字节RAM，512字节的EEPROM，支持SPI通信和UART通信，有8路10位精度的AD转换，可以ISP编程，支持JTAG在线调试，具有极高的性能价格比。单片机（ATmega16）和GSM模块通信采用AT协议。单片机、MMC/SD卡、VS1003B工作电压范围不同，我们采用3.3V电源芯片给单片机和MMC/SD卡供电，2.7V电源芯片给VS1003B供电。为提高串口波特率准确，采用7.3728M晶振，而不采用内部RC振荡。单片机采用SPI端口和MMC/SD卡、VS1003B通信，采用不同的片选控制脚分别读写数据，避免数据冲突。VS1003B具有音响输出接口，可以与扩音器直接相连，播放校园音乐。
节目播放的远程智能控制系统。主要由稳压电源电路、单片机及其外围电路、GSM模块、MP3播放电路、SD卡存取电路等组成。节目播放电路主芯片采用VS1003B是VLSI公司最新版本的MP3芯片，是目前解码效果甚佳的DSP核的解码器，支持解码音乐格式包括MP
3、WMA、WAV、MIDI、P-MIIDI，编码格式IMA ADPCM（单声道）。硬件接口片选输入脚X_CS，数据片选字节同步脚XD_CS，复位XRESET，数据请求DREQ，串行输入SI，串行输出SO和串行总线时钟SCLK。SD卡(Secure Digital Memory Card)是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备。拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。支持SD模式和SPI模式读写。本机采用SPI模式，接口共有9个引脚，其中CS是MMC/SD卡的片选线，在SPI模式下，CS必须保持低电平有效;DI不但传输数据，还发送命令，传输方向是由单片机到MMC/SD卡;同样DO除了发送数据外还传送应答信号，传输方向是由MMC/SD卡到单片机;SCLK是操作MMC/SD卡的时钟线。
3、系统软件设计。
1）电源的远程智能控制系统软件设计。系统工作流程比较简单，主要做好数据处理的纠错机制，防止电磁干扰，引起误触发。采集的数据要经过３次软件修正，才作为合法数据处理，遇到异常情况，要生成错误报表，防止系统误触法，提高可靠性。
单片机和GSM模块通信采用AT协议，GSM模块上电后首先要进行初始化。MCU首先可向它发送一AT命令“ATEO”，以消除“回显”，尽量减少MCU串行口接收到的字符；然后发送AT命令“CNMI”，将GSM模块设置为“主动通知模式”。这样当GSM模块收到短信后便会主动地向串口发送信息“CMTI”通知MCU，表示有新的短信到达。另外，还要检查信箱中是否存放有短信。若有，则将其一一读出，然后逐一删除，以保持信箱中为空。为了兼容多种模块，发送命令“CMGF=0”，确定短信内容的格式为ASCII。
GSM模块开始工作后，每当收到短信时便会主动通过串口向MCU发送信息“CMTI”，MCU接收到此信息后发出AT命令“CMGR”读取短信，GSM模块即将该短信通过串行口发送给MCU，由MCU判断该短信是本系统内的正常数据，还是其他信息。如果是合法数据，则提取该短信中的数据，同时发出AT命令“CGMD”以删除该短信；如果不是正常数据，则直接删除该短信。从GSM模块中读出的信息除短信本身外，还包括一些其他信息，如SIM卡号、日期时间、各种间隔／结束字符等。在此过程中MCU的串行口会频繁地收到大量数据，因此必须要为串口设置足够的接收缓冲区。但由于MCU内RAM资源有限，当数据超过接收缓冲区大小，不再接收数据，防止破坏RAM，出现死机。
系统开机，运行初始化程序，IO口初始化，SPI端口初始化，定时器初始化，串口波特率配置为 9600、8bit、无奇偶校验位、1 位停止位、无流量控制。
2）节目播放的远程智能控制系统软件设计。 （1） MMC/SD卡软件程序：
MMC/SD卡上电后默认为MMC/SD模式，要使MMC/SD卡工作在SPI模式下，在MMC/SD卡初始化时，当片选线(CS)被拉低时发送复位命令CMD0，如收到应答信号01H，表示已将卡置为闲置状态;如收到应答信号不是01H，则表示出错。然后向MMC/SD卡发送命令CMD1，收到正确的应答信号00H之后，才会使MMC/SD卡进入SPI模式。MMC/SD卡协议是一种问答式协议。首先单片机发送CMD。接着由MMC/SD卡发送回应RES。MMC/SD卡的命令长度都是6字节，命令总是以左边的起始位开始，右边的结束位结束。
MMC/SD卡写一个扇区操作，首先发送写扇区命令，发数据开始头0xfe，写512Byte数据，然后写2个字节0xff，进行CRC校验，延时200微秒，关闭写功能；MMC/SD卡读一个扇区，时序同写一个扇区类似，送读扇区命令，读数据为0xfe，随后读出的512Byte数据就是该扇区。
（2） VS1003B软件程序
VS1003B初始化，使能芯片，给0x05地址写入数据0x000a，设置音量，设置MODE寄存器，最后软件复位。发送一组正弦波数据给VS1003B，如果听到一高一低的声音，表明初始化程序成功。
播放数据时，从MMC/SD卡读出的数据，在数据片选字节同步脚为低时送入，接收数据完毕，片选字节同步脚置高，发送数据期间，保持片选脚为高。
单片机收到串口中断，数据保存到接收缓冲区，一帧数据接收完毕，进行数据号码分析，当用户的手机号码与系统存储的号码一致，该短信包有效，否则该信息不处理；解析信息包的内容，收到放音命令，读取MMC/SD文件分配表，查找到要播放的文件，根据文件的属性，找到文件数据区的首簇，然后找到音频数据区，读32个字节送VS1003B,判断文件是否执行完毕，没有执行完毕，循环送音频数据，每执行完一簇数据，根据簇链，指向下一簇，循环执行，一直到该文件结束。播放数据时，打开扩音器电源。当收到停止命令，关闭扩音器电源。
三、论文后期工作安排
在论文的后期工作中，主要利用现有条件对整个系统进行工作实验，对系统进一步进行调试、修改，使系统达到预期目标。并根据整体设计过程的资料、数据等相关信息，在导师的指导下撰写、修改论文，认真细致的完成全部论文的撰写工作，使其符合各种要求，能够顺利的通过毕业答辩。
