《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程設(shè)計(jì)--簡(jiǎn)易電子琴設(shè)計(jì)

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1、　　微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)　　簡(jiǎn)易電子琴的設(shè)計(jì)　　摘要 　　本次設(shè)計(jì)主要是通過對(duì)電子琴主體部分的電路進(jìn)行模仿設(shè)計(jì)，達(dá)到電子琴固有的基本功能，故叫簡(jiǎn)易電子琴。利用定時(shí)器可發(fā)出不同頻率的方波，不同頻率的方波經(jīng)喇叭就會(huì)發(fā)出

2、不同音調(diào)。其次，定時(shí)器按設(shè)置的定時(shí)參數(shù)產(chǎn)生中斷，這一次中斷發(fā)出脈沖低電平，下一次反轉(zhuǎn)發(fā)出脈沖高電平，由于定時(shí)參數(shù)不同，就發(fā)出不同頻率的方波，本設(shè)計(jì)中按鍵一次，會(huì)發(fā)出方波，松開后隨之延時(shí)，但在延時(shí)的期間繼續(xù)檢測(cè)按鍵，若此時(shí)又有鍵被按下，若被按下的仍為原鍵則聲音不變，否則鍵盤會(huì)譯出被按下的另一個(gè)鍵的音調(diào)。單片機(jī)控制通用MIDI音源模塊制作出的電子琴，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，并且價(jià)格低廉，具有實(shí)用的價(jià)值。這種電子琴能夠支持單音和復(fù)音彈奏，

3、如果與高品質(zhì)的音源芯片連接，音質(zhì)更可與高檔電子琴相媲美。手機(jī)中通用的音樂芯片構(gòu)成音源模塊，效果不錯(cuò)，價(jià)格更低廉，如韓國(guó)產(chǎn)的QS6400 等，這些芯片的驅(qū)動(dòng)要復(fù)雜一些，需要對(duì)芯片進(jìn)行初始化設(shè)置。此外還有音樂盒、附有生日歌的生日卡片等等。所以利用微機(jī)制作的簡(jiǎn)易電子琴在我們的日常生活中隨處可見。　　第一章簡(jiǎn)易電子琴的硬件設(shè)計(jì)方案　　簡(jiǎn)易電子琴的設(shè)計(jì)構(gòu)想&l

4、t;/p>　?、挪捎?個(gè)撥碼開關(guān)為輸入（其中SB1～SB7為簡(jiǎn)易電子琴的彈奏按鍵,另外一個(gè)SB0作為控制自動(dòng)彈奏預(yù)存琴譜的開關(guān)）；　?、茡P(yáng)聲器為輸出；　?、怯奢斎肟刂戚敵?，即撥碼開關(guān)控制揚(yáng)聲器；　　1.2 簡(jiǎn)易電子琴的功能與要求</p&g

5、t;　　⑴功能一彈奏：用戶每按一個(gè)鍵盤琴鍵就彈奏相應(yīng)的音符；　　⑵功能二演奏：按下鍵盤上某一個(gè)指定的建后自動(dòng)彈奏預(yù)存琴譜功能；　　1.3 簡(jiǎn)易電子琴硬件設(shè)計(jì)方案的確定　?、鸥鶕?jù)揚(yáng)聲器發(fā)聲原理可知：不同頻率的方波通過揚(yáng)聲器可發(fā)出不同的聲音。　?、朴纱?/p>

6、構(gòu)想運(yùn)用8253工作在方式3的狀態(tài)下控制其2#計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)寄存器中的數(shù)值，然后將輸出端口OUT2產(chǎn)生的方波通過揚(yáng)聲器轉(zhuǎn)換成為聲音。　?、菫榱藢?shí)現(xiàn)彈奏按鍵（即撥碼開關(guān)）來控制揚(yáng)聲器，可以通過用撥碼開關(guān)改變8253（工作在方式3的狀態(tài)下）2#計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)寄存器中的數(shù)值，8253輸出端口OUT2 通過反相器后與揚(yáng)聲器相連接。　?、茸詈笠獙?shí)現(xiàn)的就是將撥碼開關(guān)對(duì)應(yīng)的數(shù)

7、字信號(hào)存入寄存器中　　采用8255A并行接口特點(diǎn)，使端口A工作在方式0并作為輸出口，端口B工作在方式0，并作為輸入口。將撥碼開關(guān)與8255A的輸入端口B相連接。　?、煽删幊探涌谛酒?lt;/b>　　8255A芯片：<p&g

8、t;　　8255A的數(shù)據(jù)線、片選信號(hào)線、地址線、讀寫控制線等分別與系統(tǒng)總線相連，其中A、 B、 C三個(gè)端口一排針形式引出，如下圖⑴所示，端口地址如表2　　表1 8255A端口地址表　　8253芯片：　　系統(tǒng)中，8253的0通道輸出線與8253的0#中斷請(qǐng)求線作為時(shí)鐘中斷

9、信號(hào)。1#通道入口接1.8432MHz的信號(hào)源，輸出接8251的收發(fā)時(shí)鐘端，供串行通訊使用，這里的13計(jì)數(shù)器僅當(dāng)作一個(gè)分頻器使用。2#通道以排針形式引出，開放給用戶使用，如下圖⑵，所示系統(tǒng)中的8253端口地址如表2　　表2 8253端口地址表　　圖⑴

10、 　　圖⑵　　61H 端口是8255并行接口B口的地址,由它來控制揚(yáng)聲器的.實(shí)際上由PB還加上一個(gè)8253定時(shí)器,通過與門之后才連到揚(yáng)聲器上的。 　　第二章簡(jiǎn)易電子琴的軟件設(shè)計(jì)　　2.1 主程序流

11、程圖　　2.2 彈奏程序功能設(shè)計(jì) 　　DATA SEGMENT　　TABLE1 DB 4DH,45H,3DH,39H,33H,2DH,28H ;1,2,3,4,5,6,7的頻率　　DATAENDS 　　STACK S

12、EGMENT STACK　　DW 64 DUP(?) 　　STACK ENDS　　CODE SEGMENT　　ASSUME CS:CODE,DS:STACK　　START: MOV AX, DATA

13、　　MOV DS, AX　　MOV AL,82H ;8255初始化　　OUT 63H,AL　　A0: IN AL,61H　　OUT 60H,AL　　CMP AL,00H

14、 　　JZ A0　　CMP AL,02H ;1，2，3，4，5，6，7的發(fā)音判斷　　JZ F1　　CMP AL,04H <

15、p>　　JZ F2　　CMP AL,08H　　JZ F3　　CMP AL,10H　　JZ F4　　CMP

16、 AL,20H　　JZ F5　　CMP AL,40H　　JZ F6　　CMP AL,80H　　JZ F7<

17、;/p>　　LOOP A0　　F1: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;發(fā)音1　　CALL FY　　CALL DELAY

18、　　JMP A0　　F2: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;發(fā)音2　　INC BX　　CALL FY　　CALL DELAY

19、;　　JMP A0　　F3: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;發(fā)音3　　ADD BX,2　　CALL FY

20、;　　CALL DELAY　　JMP A0　　F4: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;發(fā)音4　　ADD BX,3　　CALL FY</b&

21、gt;　　CALL DELAY　　JMP A0　　F5: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;發(fā)音5　　ADD BX,4&

22、lt;b>　　CALL FY　　CALL DELAY　　JMP A0　　F6: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;發(fā)音6　　ADD BX,5

23、;　　CALL FY　　CALL DELAY　　JMP A0　　F7: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;發(fā)音7<

24、b>　　ADD BX,6　　CALL FY　　CALL DELAY　　JMP A0　　FY PROC ;發(fā)音子程序 &

25、lt;/p>　　A7: MOV AL, 0B6H ;8253初始化　　OUT 43H, AL　　MOV AL, [BX]　　MOV AH, 00H 　　MOV DL, 25H　　MUL

26、 DL 　　OUT 42H, AL 　　MOV AL, AH　　OUT 42H, AL　　RET　　FY ENDP

27、　　DELAY PROC ;延時(shí)子程序　　PUSH CX　　PUSH AX　　MOV CX,0040H

28、　A5: MOV AX,056CH　　A6: DEC AX　　JNZ A6　　LOOP A5　　POP AX&l

29、t;b>　　POP CX　　MOV AL,0BAH ;改變8253的控制字1011 1010,工作于方式5　　MOV DX,43H　　OUT DX,AL　　RET

30、;　　DELAY ENDP　　CODEENDS 　　END START　　2.3 自動(dòng)播放預(yù)存琴譜功能程序設(shè)計(jì)　　DATA SEGMENT<p

31、>　　TABLE2 DB 4DH,4DH,33H,33H,2DH,2DH,33H,01H　　DB 39H,39H,3DH,3DH,45H,45H,4DH,01H　　DB 33H,33H,39H,39H,3DH,3DH,45H,01H　　DB 33H,33H,39H,39H,3DH,3DH,45H,01H&l

32、t;/p>　　DATA ENDS 　　STACK SEGMENT STACK　　DW 64 DUP(?) 　　STACK ENDS　　CODE SEGMENT　　ASSUME CS:CODE

33、,DS:STACK　　START: MOV AX, DATA　　MOV DS, AX　　MOV AL,82H ;8255初始化　　OUT 63H,AL　　CMP AL,01H ;

34、擴(kuò)展功能　　JZ F0　　F0: MOV BX, OFFSET TABLE2　　JZ A1　　A1: IN AL,61H <

35、;p>　　CMP AL,01H　　JNZ A4　　CALL FY ；在彈奏程序中已編入可直接調(diào)用　　CALL DELAY　　INC BX&l

36、t;p>　　MOV AL, [BX]　　TEST AL, 0FFH ;唱完一遍自動(dòng)停止　　JZ A3　　JMP A1　　A3: PUSH AX

37、 ;延時(shí)　　POP AX　　LOOP A3　　JMP A4 　　A4: MOV AL,0BAH ;改變8253的控制字，工作在方式5，使不發(fā)聲<p&g

38、t;　　MOV DX,43H　　OUT DX,AL 　　JMP A0 　　CODE ENDS 　　END START　　2.4 簡(jiǎn)易電子琴主程序設(shè)計(jì)

39、　　DATA SEGMENT　　TABLE1 DB 4DH,45H,3DH,39H,33H,2DH,28H ;1,2,3,4,5,6,7的頻率　　TABLE2 DB 4DH,4DH,33H,33H,2DH,2DH,33H,01H　　DB 39H,39H,3DH,3DH,45H,45H

40、,4DH,01H　　DB 33H,33H,39H,39H,3DH,3DH,45H,01H　　DB 33H,33H,39H,39H,3DH,3DH,45H,01H　　DATAENDS 　　STACK SEGMENT STACK

41、　DW 64 DUP(?) 　　STACK ENDS　　CODE SEGMENT　　ASSUME CS:CODE,DS:STACK　　START: MOV AX, DATA　　MOV DS, AX&

42、lt;p>　　MOV AL,82H ;8255初始化　　OUT 63H,AL　　A0: IN AL,61H　　OUT 60H,AL　　CMP AL,00H

43、JZ A0　　CMP AL,01H ;擴(kuò)展功能　　JZ F0　　CMP AL,02H ;1，2，3，4，5，6，7的發(fā)音判斷　　JZ F1&l

44、t;/b>　　CMP AL,04H 　　JZ F2　　CMP AL,08H　　JZ F3　　CMP AL,10H

45、;　　JZ F4　　CMP AL,20H　　JZ F5　　CMP AL,40H　　JZ F6<p&g

46、t;　　CMP AL,80H　　JZ F7　　LOOP A0　　F1: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;發(fā)音1　　CALL FY

47、　　CALL DELAY　　JMP A0　　F2: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;發(fā)音2　　INC BX<b&g

48、t;　　CALL FY　　CALL DELAY　　JMP A0　　F3: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;發(fā)音3　　ADD BX,2</p

49、>　　CALL FY　　CALL DELAY　　JMP A0　　F4: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;發(fā)音4　　A

50、DD BX,3　　CALL FY　　CALL DELAY　　JMP A0　　F5: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;發(fā)音5

51、;　　ADD BX,4　　CALL FY　　CALL DELAY　　JMP A0　　F6: MOV BX, OFFSET TABLE1

52、 ;發(fā)音6　　ADD BX,5　　CALL FY　　CALL DELAY　　JMP A0　　F7

53、: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;發(fā)音7　　ADD BX,6　　CALL FY　　CALL DELAY　　JMP A0

54、　　F0: MOV BX, OFFSET TABLE2　　JZ A1　　A1: IN AL,61H 　　CMP AL,01H　　J

55、NZ A4　　CALL FY　　CALL DELAY　　INC BX　　MOV AL, [BX]　　TEST AL, 0FFH

56、 ;唱完一遍自動(dòng)停止　　JZ A3　　JMP A1　　A3: PUSH AX ;延時(shí)　　POP AX<

57、;/p>　　LOOP A3　　JMP A4 　　A4: MOV AL,0BAH ;改變8253的控制字，工作在方式5，使不發(fā)聲　　MOV DX,43H　　OUT DX,AL &l

58、t;/p>　　JMP A0 　　FY PROC ;發(fā)音子程序 　　A7: MOV AL, 0B6H ;8253初始化　　OUT 43H, AL　　MOV AL, [BX]&l

59、t;/p>　　MOV AH, 00H 　　MOV DL, 25H　　MUL DL 　　OUT 42H, AL 　　MOV AL, AH　　OUT 42H, AL&

60、lt;/p>　　RET　　FY ENDP　　DELAY PROC ;延時(shí)子程序　　PUSH CX

61、　　PUSH AX　　MOV CX,0040H　　A5: MOV AX,056CH　　A6: DEC AX　　JNZ A6<b

62、>　　LOOP A5　　POP AX　　POP CX　　MOV AL,0BAH ;改變8253的控制字1011 1010,工作于方式5　　MOV DX,43H&

63、lt;/p>　　OUT DX,AL　　RET　　DELAY ENDP　　CODEENDS 　　END START&

64、lt;/p>　　第三章簡(jiǎn)易電子琴的安裝與調(diào)試　　3.1 硬件調(diào)試　　⑴連接簡(jiǎn)易電子琴系統(tǒng)的電路圖　　撥碼開關(guān)SB0～SB7與8255A的PB輸入端口連接，將8253的CLK2與試驗(yàn)箱上的脈沖源連接，最后把82553的輸出端OUT2通過反相器后

65、接到揚(yáng)聲器。（由于GATE2端空載時(shí)保持高電平，所以不必連接）。　?、茖?shí)驗(yàn)箱與微型計(jì)算機(jī)保持串口通訊成功。　?、菍R編程序代碼輸入微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行硬件調(diào)試。　　3.2 軟件調(diào)試　　⑴把彈奏功能的程序代碼輸入微型計(jì)算機(jī)，與硬件相結(jié)合進(jìn)

66、行修改調(diào)試（其中主要運(yùn)用跳轉(zhuǎn)、循環(huán)和條用指令）。　?、圃趯?shí)現(xiàn)彈奏功能的程序中再加入自動(dòng)播放預(yù)存琴譜功能的程序程序，進(jìn)行調(diào)試。　　心得與體會(huì)：　　在為期一周的微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)了制做項(xiàng)目的一般步驟。第一部是硬件設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)控制對(duì)象與被控制對(duì)象之間的聯(lián)系。第二步就是軟件

67、設(shè)計(jì)，就是要完成各個(gè)可編程芯片與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送和各個(gè)進(jìn)程的邏輯順序。在本次設(shè)計(jì)中對(duì)硬件要求就要熟練掌握可編程器件8255A和8253的應(yīng)用。對(duì)軟件設(shè)計(jì)就要熟練掌握匯編語言。由于時(shí)間限制的問題和硬件的局限性也只能將電子琴的功能簡(jiǎn)易化。　　參考文獻(xiàn)：　　1.《微機(jī)原理里與接口技術(shù)》(第2版) 彭虎、周佩玲

68、、傅忠謙、編著　　電子工業(yè)出版社　　2.《匯編語言與接口技術(shù)》王讓定陳金兒葉富樂史旭華編著　　清華大學(xué)出版社　　3. 《匯編語言程序設(shè)計(jì)》相偉主編徐

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