微机原理课程设计—电子琴的设计.docx

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1、课程设计任务书学生姓名，刘沛专业班级：电气0901指导老师：张锐工作单位，自动化学院题目：计算机电子琴软件软件设计初始条件：1 .用于调试程序的IBM兼容PC机一台：2 .安装D0S/W1N98操作系统或运行于DOS/W1.N98兼容方式：3 .EDIT等文本编辑器输入80x86汇编程序，MASM5.0编译及链接程序。要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明H撰写等详细耍求1 .运用汇编语言设计一个运行于计算机的电子琴软件，软件应实现弹奏功或演奏。其中弹奏：用户每按一琴键弹奏相应音符：演奏：按下某键后自动弹奏预存琴谱功能；还可以附加变调、变速和记录创作等其它功能。2 .说

2、明书撰写格式应符合课程设计说明书统一书写格式瓦时间支配：1.程序框图设计，3天2.编程，4天3,调试，3天4.编写设计报告,4天指导老师签名：年月日系主任（或责任老师）签名：书目摘要I1设计任务和思路I1.1 设计任务11.2 设计思路12更件部分工作原理22.18255工作原理22.28253工作原理23程序流程图43.1主程序流程图43.2演奏子程序流程53.3音乐播放子程序流程63.4仰奏子程序流程图63.5发音子程序流程图74各部分功能实现说明74.1 发音部分功能实现74.2 变调功能的实现84.3 弹奏功能的实现84.4 演奏功能的实现94.4. 1歌曲选择功能实现94.4.2音乐

3、播放功能实现95程序运行结果10结束语12参考文献13附录程序清单14成果评定表19摘要汇编语言是一种功能很强的程序设计语言，也是利用计算机全部硬件特性并能干脆限制硬件的语言.利用汇编语言能够干脆访问与硬件相关的存储器或0端口，从而最大限度地发挥硬件的功能。本文主要介绍了利用汇编语言设计一个运行丁计克机的电子琴软件，软件能够实现弹奏,演奏的功能，当按下弹奏键时，实现弹奏功能，发出音符对应频率的声音，按下演奏键时，实现演奏功能,播放值存的音乐,按卜指定的音调选择按键后,选择低音，中音或高音，则分别用低音,中音或高音进行弹奏或演奏。首先介绍了PC机内扬声器的限制电路，接着介绍了相关接口芯片8255

4、和8253的内部结构和工作原理.按若讲解并描述了各部分功能的详细实现方法。关键词：汇编语言,8255,8253,扬声器计算机电子琴软件设计1设计任务和思路1.1 设计任务运用汇编语言设计个运行于计算机的电子琴软件，软件应实现弹奏功能或演奏功能.其中弹奏：用户每按一琴键弹奏相应音符：演奏：按下某键后自动弹奏预存导谱功能：还可以附加变调、变速和记录创作等我它功能。软件预想功能为:按数字1-8为弹奏功能：按字母P为演奏功能：按d选择低音，按Z选择中意，按g选择高音。1.2 设计思路电子号的设计事实上就是要设计一个程序，能够通过该程序限制PC机内扬声器的发声规律,按下相应的按键后，扬声错能发出指定频率

5、的声音。PC机内的扬声器是通过并行接口芯片8255和定时芯片8253来限制发音的，其电路连接方式如下图所示。图1PC机内扬声器限制电路由图可知，扬声器是由8253通道2产生的方波信号和8255的PB1.相与后驱动发声的，且通道2的门信号由8255的PBO供应，要想让扬声器发声，PBO和PB1.必需同时为高电平，因此，可以通过对8255的PBO和PB1.的设跷来限制扬声器的开通和关断，而其发音频率可以通过对8253通道2的计数初值的设置来限制。所设计程序的任务就是要通过对按键的推断来设置8255的PBO和PB1.输出电平的凹凸，以及8253通道2计数初值的设置,。计数初值N=时钟频率/音阶频率.

6、各音阶的频率如卜表所示。表1各音符频率表音符1234567频率（低）131147165175196220247频率（中）262294330349392440494频率（Si）5245886606987848809882硬件部分工作原理2. 18255工作原理8255的内部结构图如图2所示,它有3个数据端口，分为两组，A组由A口和C口高四位组成，B组由B口和C口低四位组成其方式限制字如图3所示。PA.pc。图28255内部结构图图38255方式限制字将征卷1.期方方方B作-一0-三hK-PCt*人制Ht.入0也出PC机内8255的60H,61H,6211,63HA口，B口，C口和限制口的端口地址

7、分别为:2. 28253工作原理8253芯片中有3个计数通道，称为通道0,1,2,它们与外部电路相连的信号线有3根：C1.K,GATE,OUT,C1.K是脉冲输入端,GATE是门控信号,OUT是输出信号，计数器工作在减1状态。其内部结构图和方式限制字格式如图4,图5所示。其中当计数器工作在方式3时,输出信号为方波信号.C1.-KOGA1.EOUTOC1.-K1.GA1.EOUTIC1.K2GAIEOUT2图48253内部结构图图58253限制字格式PC机内8253的通道0,通道1,通道2,限制口的端口地址分别为：4041H,42,43H.因为扬声器是由通道2来限制的,故应选择通道2.工作方式选

8、为方式3,输出的信号则为方波信号。3程序流程图3.1主程序流程图主程序的流程图如下图所示:图6主程序流程图3. 2演奏子程序流程图当按键为P为时，调用音乐播放子程序，音乐播放了程序的流程图如下图所示。图7音乐播放子程序流程图3. 3音乐播放子程序流程图演奏时,通过推断按键为1或2来调用音乐播放了程序1或2,音乐播放了程序流程图如图8所示.计数器清零C1.自增1图8音乐播放子程序流程图3. 4弹奏子程序流程图当按键为1-8时，调用演奏子程序，演奏子程序的流程图如卜图所示:图9演奏子程序流程图3.5发音子程序流程图在弹奏和演奏时都需调用发音子程序,发音子程序的作用是限制扬声器的发音，其潦程图如下：

9、8253初始化开扬声器图10发音子程序流程图4各部分功能实现说明4.1发音部分功能实现由更件的连接形式可知,扬声器的开断是由8255的PBo和PB1.以及8253通道2同时限制的，PBO和PB1.同时为高电平常，扬声器开，有一个为低电平常,扬声器关断，又知8255B地址为61H,8253通道2地址为42H,限制口地址为43H。详细程序编写如下。8253初始化程序段：Hiova1.joiIOIIOb；选择8253的通道2,并设置为工作方式3out43h.a1.movax.bxout42h,a1：将计数初值的低8位写入计数通道mova1.ahout42h.a1.:将计数初值的高8位写入计数通道开扬

10、声器程序段：ina1.,61.h;读入B数据ora1.03h:将PBO和PB1.置1out61h.a1.:将设置好的数据送回B口关扬声器程序段：ina1.61.h:读入B口数据anda1.()fch;将PBO和PB1.置0out61.h,a;将设理好的数据送阿B口4. 2变调功能的实现扬声器发音的频率是由8253产生方波的频率确定的，而方波频率乂是由通道的计数初值来确定的，因此可以通过变更通道的计数初值来实现变调功能,计数初值N=时钟频率/音阶频率，时钟频率为1.19318MHZ=I234DCH,可以将相应音调对应的时钟频率存入内存单元，当选择相应的音调时，计共计数初值时，采纳对应的时钟频率值

11、，详细程序如下。cmpa1.d；为d则选择低音jnej1.novnun2.5()jnpchoicej1.xmpa1.,z；为Z则选择中音jnej2movnum2.12hjmpchoicej2xmpa1.g；为g则选择高音jnc1.pmovnum2.O6h其中，num】和num2中存放的是时钟频率值，num1.中固定为34DCH,选择低音时，num2值设为50,中音时设为12H,高音时设为06H。计算计数初值程序如下:novax.nun1.novdx,nun2div含符频率通过这样的设捏，即可实现电子耳的变调功能.4. 3弹奏功能的实现当按键为数字1-8时，选择用奏功能，通过对按键的推断，求得其

12、偏移地址，然后通过查表得其相应频率值,再由上述计算计数初值的方法求得计数初值，然后将计数初值送入8253的通道2,最终调用发音子程序即实现弹奏功能.详细程序段如下：suba1.31.hsh1.a1.1.movb1.,a1.movbh,0movax.num1movdx.num2:求偏移量;保存偏移量:计算计数初值divwordprtab+bxmovbx.ax;保存计数初值4. 3演奏功能的实现4.1.1 歌曲选择功能实现当按键为P时，选择演奏功能，播放预存的音乐，由于预存了两首歌曲，因此需进行选择，按卜p后，显示输入提示信息，按1或2选择对应的歌曲，然后调用相应的音乐播放子程序，播放完后显示输入

13、提示信息，按q退出，按C接著。详细程序实现如下：100p2:movdx,offsetmcsg1.movah.09h；显示输入提示信息int21.hnovah,07hint21.hcmpa1.,q,jechoicecmpa1.,jncnextI;从键盘读入一个字符:为q则退出：为1则选择歌曲Ica1.1.music1jmp1.oop3nextIxinpa1.,2jnc100P2ca1.1.music2：为2则选择歌曲2;不为q，1,2则重新选择100P3:InOVdx.offsetnesg2:播放完后显示输入提示信息novah,()9hin21.hmovah.7:从键盘读入一个字符int21.h

14、cmpa1.,qjcchoicecmpa1.,cjeIp2:为q则返回:为C则接着播放jn100P34. 3.2音乐播放功能实现选择歌曲后，调用对应的音乐播放了程序，音乐播放需用到循环结构，首先将计数器清零，接者计数器自增1,求得偏移址，然后通过查表的到相应的频率,再计算计数初值,将计数初值送人8253计数通道，调用发音子程序，若计数落的值大于歌曲长度，则返回。详细程序段如K结束语通过这次课程设计,我从中学到了很多从课本上学不到的东西，熬炼了自己编程的实力,最终程序运行时能够实现目标，我感到很有成就感，从中也获得J很多乐趣，当然，最贵要的是加深了我对课本理论学问的理解。当刚看到这个课设题目时，我感到无从F手，因为我都不知道PC机的内部详细结构，从理论课上只是了解了CPu的结构和工作原理，以及几个接口芯片的工作原理，还有汇编语言的一些基本指令。但我没有被吓到，我冷冷下来思索后，发觉其本质就是限制PC机内扬声器的发音，通过包阅资料我了解了PC机内扬声涔的电路连接形式，发觉它是由接口芯片8255和8253共同限制的，8255的PBO作为8253通道2的门信