微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)---電子琴設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　電子琴的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　通過(guò)這一次的課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠掌握微機(jī)原理及應(yīng)用課程的有關(guān)知識(shí)，提高應(yīng)用微機(jī)解決問(wèn)題的能力，加深對(duì)微機(jī)應(yīng)用的理解。通過(guò)查閱資料，結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行軟、硬件的設(shè)計(jì)，使學(xué)生初步掌握應(yīng)用微機(jī)解決問(wèn)題的步驟及方法。為以后學(xué)生結(jié)合專業(yè)從

2、事微機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。</p><p>　　二、設(shè)計(jì)的原始資料及依據(jù)</p><p>　　查閱定時(shí)器8254，可編程8255及音節(jié)的頻率范圍等資料。</p><p>　　通過(guò)改變鍵盤輸入來(lái)改變8254輸出頻率，實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲器發(fā)音。</p><p>　　三、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及要求</p><p>　　利用微機(jī)原理試驗(yàn)箱，設(shè)計(jì)

3、簡(jiǎn)易電子琴，要求至少可以彈出7個(gè)音階。</p><p>　　四、 設(shè)計(jì)完成后應(yīng)提交成果的種類、數(shù)量、質(zhì)量等方面的要求；</p><p>　　提交課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。在說(shuō)明書(shū)中要有設(shè)計(jì)原理、硬件電路接線圖、設(shè)計(jì)的程序及必要注釋等。</p><p>　　七、主要參考資料（文獻(xiàn)）</p><p>　?。薄ⅰ段C(jī)原理與應(yīng)用》大連理工大學(xué)出版社<

4、/p><p>　　２、《微機(jī)原理與接口技術(shù)》北京航空航天大學(xué)出版社</p><p>　?。场ⅰ段⑿陀?jì)算機(jī)原理與匯編語(yǔ)言》電子工業(yè)出版社</p><p>　?。?、《８０８８／８０８６匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》中央廣播電視大學(xué)出版社</p><p><b>　　中文摘要和關(guān)鍵詞</b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)

5、是利用微機(jī)原理試驗(yàn)箱、8255芯片、8254芯片、鍵盤、揚(yáng)聲器等硬件設(shè)備，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易電子琴。</p><p>　　首先利用了編程程序，編輯了8255芯片控制字, 對(duì)其進(jìn)行初始化，使其工作在方式0，即基本輸入輸出狀態(tài)，將8255的A端口設(shè)置為輸出,C端口進(jìn)行,經(jīng)CPU運(yùn)算后, 輸出到8254芯片的A端口中，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)其的初始化。</p><p>　　將8254芯片設(shè)置為工作在方式3，即輸出對(duì)稱

6、方波狀態(tài)。A端口為輸入，“OUT”指令可將輸出對(duì)應(yīng)一定頻率的方波送到揚(yáng)聲器中，由此實(shí)現(xiàn)發(fā)聲。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)頻率大小控制發(fā)出聲音的高低，通過(guò)對(duì)延時(shí)程序的調(diào)用控制發(fā)出聲音的長(zhǎng)短。并通過(guò)所編程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)鍵盤的重復(fù)掃描，重而可以彈奏多個(gè)音符的試驗(yàn)?zāi)康摹?lt;/p><p>　　關(guān)鍵字: 編程、工作方式、運(yùn)算</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目：</b></p>&l

7、t;p><b>　　簡(jiǎn)易電子琴設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p>　　利用微機(jī)原理試驗(yàn)箱，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易電子琴。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)目的：</b></p><p>　　通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生更進(jìn)一步掌握微機(jī)原理及應(yīng)用課

8、程的有關(guān)知識(shí)，提高應(yīng)用微機(jī)解決問(wèn)題的能力，加深對(duì)微機(jī)應(yīng)用的理解。通過(guò)查閱資料，結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行軟、硬件的設(shè)計(jì)，使學(xué)生初步掌握應(yīng)用微機(jī)解決問(wèn)題的步驟及方法。為以后學(xué)生結(jié)合專業(yè)從事微機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1．可以彈出7個(gè)音階。</p><p><b>　　2．彈奏簡(jiǎn)短

9、音樂(lè)。</b></p><p>　　3．通過(guò)改變鍵盤輸入來(lái)改變8254輸出頻率，實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲器發(fā)音</p><p><b>　　五、設(shè)計(jì)原理：</b></p><p>　　音符與頻率的關(guān)系如表所示，而持續(xù)時(shí)間則取決于樂(lè)曲的速度和每個(gè)音符持續(xù)的長(zhǎng)短。在拍號(hào)為4/4的樂(lè)曲中，每小節(jié)包含４拍，全音符持續(xù)４拍，二分音符持續(xù)２拍，四分音符持續(xù)１拍

10、，八分音符持續(xù)半拍等等。根據(jù)樂(lè)曲進(jìn)行速度，假設(shè)一個(gè)全音符分配１S時(shí)間，則每拍持續(xù)時(shí)間為２５０MS。如果持續(xù)時(shí)間的最小單位是１０MS，則相應(yīng)的拍長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)為２５，該數(shù)據(jù)存放在BX寄存器中，從而可以確定每個(gè)音符的持續(xù)時(shí)間。</p><p>　　六、元器件功能簡(jiǎn)介：</p><p>　　1．8255引腳功能</p><p>　　RESET:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端外于高電平

11、時(shí)，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成輸入方式。</p><p>　　CS:片選信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，表示芯片被選中，允許8255與CPU進(jìn)行通訊。</p><p>　　RD:讀信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，允許8255通過(guò)數(shù)據(jù)總線向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即CPU從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。</p><p>　　WR:寫(xiě)

12、入信號(hào)，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，允許CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫(xiě)入8255。</p><p>　　D0～D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與CPU數(shù)據(jù)傳送的通道，當(dāng)CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時(shí)，通過(guò)它實(shí)現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫(xiě)操作，控制字和狀態(tài)信息也通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳送。</p><p>　　PA0～PA7:端口A輸入輸出線，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。</p>

13、<p>　　PB0～PB7:端口B輸入輸出線，一個(gè)8位的I/O鎖存器， 一個(gè)8位的輸入輸出緩沖器。</p><p>　　PC0～PC7:端口C輸入輸出線，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口C可以通過(guò)工作方式設(shè)定而分成2個(gè)4位的端口， 每個(gè)4位的端口包含一個(gè)4位的鎖存器，分別與端口A和端口B配合使用，可作為控制信號(hào)輸出或狀態(tài)信號(hào)輸入端口。</p><

14、p>　　A1、A0:端口地址總線，8255中有端口A、B、C和一個(gè)內(nèi)部控制字寄存器，共4個(gè)端口，由A0、A1輸入地址信號(hào)來(lái)尋址。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)用到的引腳有PA0-PA3、PC0-PC3、D0-D7、A0、A1、WR、RD、CS 、和GND 。</p><p>　　圖 1. 8255的控制字格式</p><p>　　2．8254 可編程計(jì)數(shù)／定

15、時(shí)器</p><p>　　芯片完成對(duì)外部脈沖信號(hào)的各種處理。8254芯片內(nèi)部具有三個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器，它可用程序設(shè)置成多種工作方式，按十進(jìn)制計(jì)數(shù)或二進(jìn)制計(jì)數(shù)，最高計(jì)數(shù)速率可達(dá)10MHz。</p><p>　　8254的全部功能是由CPU編程設(shè)定的。CPU通過(guò)輸出指令給8254裝入控制字，從而設(shè)定其功能。8254控制字格式如下：</p><p>　　D7 D

16、6 D5 D4 D3 D2 D1 D0</p><p>　　各位的功能見(jiàn)表1～表4：</p><p>　　表1 SC1、SC0 － 計(jì)數(shù)器選擇</p><p>　　表2 RL1、RL0－CPU讀／寫(xiě)操作</p><p>　　表3 M2、M1、M0 －工作方式選擇</p><p&g

17、t;　　表4 BCD－計(jì)數(shù)方式選擇</p><p>　　七、設(shè)計(jì)原程序及注解</p><p><b>　　程序代碼:</b></p><p>　　MY8255_A EQU 0600H</p><p>　　MY8255_B EQU 0602H</p><p>　　MY8255_C

18、 EQU 0604H </p><p>　　MY8255_MODE EQU 0606H</p><p>　　MY8254_MODE EQU 06C6H</p><p>　　MY8254_A EQU 06C0H ；進(jìn)行宏定義</p>

19、<p>　　DATA SEGMENT</p><p>　　FREQ_LIST DW 441D,495D,556D,589D,661D,742D,833D,882D,</p><p>　　262D,294D,330D,373D,402D,450D,494D,-1D</p><p>　　DATA ENDS；建立數(shù)據(jù)段</p><

20、;p>　　CODE SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:CODE,DS:DATA</p><p>　　START: MOV AX,DATA</p><p>　　MOV DS,AX ；實(shí)現(xiàn)段寄存器DS的初始化</p><p>　　MOV DX,MY8255_MODE

21、</p><p>　　MOV AL,81H</p><p>　　OUT DX,AL ；寫(xiě)8255芯片的控制字，實(shí) </p><p>　　現(xiàn)工作在方式0，A端口和B端口輸出，C端口輸入</p><p>　　MOV DX,MY8254_MODE</p><p>　　MO

22、V AL,36H</p><p>　　OUT DX,AL ；使8254工作在方式3，A</p><p>　　口輸入，運(yùn)用計(jì)數(shù)器0，二進(jìn)制方式</p><p>　　BEGIN: CALL CCSCAN ；掃描</p><p>　　JNZ INK1

23、 ；有鍵按下時(shí)跳到INK1</p><p>　　JMP BEGIN ；沒(méi)見(jiàn)按下時(shí)循環(huán)執(zhí)行</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p><b>　　;確定按下鍵的位置</b></p><p>

24、　　INK1: MOV CH,0FEH ；確定按下鍵在第一列</p><p>　　MOV CL,00H ；將CL清零</p><p>　　COLUM: MOV AL,CH</p><p>　　MOV DX,MY8255_A ；將8

25、255的A口地址賦給DX</p><p>　　OUT DX,AL ；將CPU中的AL值送到8255</p><p>　　的A口中，即送到x1、x2、</p><p><b>　　x3、x4中</b></p><p>　　MOV DX,MY8255_C

26、 ； 將8255的C口地址賦給DX</p><p>　　IN AL,DX ；將C口的值送到AL中 </p><p>　　L1: TEST AL,01H ；檢驗(yàn)按下鍵是否在L1</p><p>　　JNZ L2

27、 ；不是L1則跳到L2</p><p>　　MOV AL,00H ；為了后面用來(lái)與FREQ_LIST</p><p><b>　　數(shù)據(jù)段中數(shù)對(duì)應(yīng)</b></p><p>　　JMP KCODE ；強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到KCODE</p

28、><p>　　L2: TEST AL,02H ；檢驗(yàn)按下鍵是否在L2 </p><p>　　JNZ L3 ；不是L2則跳到L3</p><p>　　MOV AL,04H ；為了后面用來(lái)與FREQ_LIST</p><p

29、><b>　　數(shù)據(jù)段中數(shù)對(duì)應(yīng)。</b></p><p>　　JMP KCODE ；強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到KCODE</p><p>　　L3: TEST AL,04H ；檢驗(yàn)按下鍵是否在L23</p><p>　　JNZ L4

30、 ；不是L3則跳到L4</p><p>　　MOV AL,08H ；為了后面用來(lái)與FREQ_LIST</p><p><b>　　數(shù)據(jù)段中數(shù)對(duì)應(yīng)。</b></p><p>　　JMP KCODE ；強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到KCODE</p><p&

31、gt;　　L4: TEST AL,08H ；檢驗(yàn)按下鍵是否在L4 </p><p>　　JNZ NEXT ；不是L4則跳到NEXT</p><p>　　MOV AL,0CH ；為了后面用來(lái)與FREQ_LIST</p><p><b

32、>　　數(shù)據(jù)段中數(shù)對(duì)應(yīng)。</b></p><p>　　KCODE: ADD AL,CL ；實(shí)現(xiàn)AL與CL的無(wú)進(jìn)位加法</p><p>　　MOV DL,2D </p><p>　　MUL DL ；將AL乘以2結(jié)果保存到

33、AX中</p><p>　　PLAY: MOV SI,OFFSET FREQ_LIST ；使SI指向 FREQ_LIST的首地址</p><p>　　ADD SI,AX ；通過(guò)SI加AX 實(shí)現(xiàn)指針SI的移動(dòng)</p><p>　　MOV DX,0FH </p>

34、;<p>　　MOV AX,4240H ；被除數(shù)為0F4240H</p><p>　　DIV WORD PTR[SI] ；除數(shù)為SI所指的數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV DX,MY8254_A ；將8255的A口地址賦給DX</p><p>　　OUT DX

35、,AL ；輸出商的低4位</p><p><b>　　MOV AL,AH</b></p><p>　　OUT DX,AL ；輸出商的高4位</p><p>　　MOV CX,8D ；輸入計(jì)數(shù)值CX</p>

36、<p>　　NEXT3: CALL DALLY ；調(diào)用延時(shí)子程序DALLY</p><p>　　LOOP NEXT3 ；CX不為0重復(fù)執(zhí)行NEXT3 </p><p>　　MOV DX,0FH </p><p>　　MOV AX,424

37、0H ；被除數(shù)為0F4240H</p><p>　　MOV SI ,30D </p><p>　　DIV WORD PTR[SI] ；除數(shù)為SI=30所指的數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV DX,MY8254_A ；將8255的A口地址

38、賦給DX</p><p>　　OUT DX,AL </p><p>　　MOV AL,AH </p><p>　　OUT DX,AL ；實(shí)現(xiàn)靜音，結(jié)束一個(gè)音符的發(fā)音</p><p>　　JMP BEGIN

39、 ；跳轉(zhuǎn)到BEGIN，重復(fù)掃描</p><p>　　NEXT: INC CL ；使CL加1，為了后面用來(lái)與</p><p>　　FREQ_LIST數(shù)據(jù)段中數(shù)對(duì)應(yīng)</p><p>　　MOV AL,CH </p><p&g

40、t;　　TEST AL,08H </p><p>　　JZ KERR ；無(wú)鍵按下時(shí)跳轉(zhuǎn)到KERR</p><p>　　ROL AL,1D ；向左移位</p><p><b>　　MOV CH,AL</b>

41、</p><p>　　JMP COLUM ；強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到COLUM</p><p>　　KERR: JMP BEGIN ；跳到BEGIN重新開(kāi)始掃描</p><p><b>　　;鍵盤掃描子程序</b></p><p&g

42、t;　　CCSCAN: MOV AL,00H</p><p>　　MOV DX,MY8255_A </p><p>　　OUT DX,AL ；使8255芯片A端口輸出</p><p>　　為0，既使x1、x2、x3、 </p><p><b>　　X4為0</b>

43、</p><p>　　MOV DX,MY8255_C </p><p>　　IN AL,DX ；將從C端口輸入的y1、y2、y3、y4送到AL中</p><p>　　NOT AL ；將AL取反</p><p>　　AND

44、AL,0FH ；將AL前4位清零</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;延時(shí)子程序</b></p><p>　　DALLY: PUSH CX ；將CX壓棧</p>

45、;<p>　　MOV CX,000FH </p><p>　　T1: MOV AX,0009FH</p><p>　　T2: DEC AX ；使AX減1</p><p>　　JNZ T2

46、 ；AX不為0重復(fù)T2</p><p>　　LOOP T1 ；CX不為0重復(fù)T1</p><p>　　POP CX ；將CX出棧</p><p><b>　　RET</b></p>

47、<p>　　CODEENDS ；代碼段定義結(jié)束</p><p>　　END START ；程序結(jié)束</p><p><b>　　八、程序流程圖：</b></p><p><b>　　九、程序接線圖：

48、</b></p><p>　　右圖Y組對(duì)應(yīng)8255芯片的C口(Y值為1)與+5V連 L1 L2 L3 L4</p><p><b>　　Y4</b></p><p>　　Y3 X組對(duì)應(yīng)8255芯片的A口（X值為0）</p><p>　　Y2當(dāng)有鍵按下時(shí)如5鍵，其對(duì)應(yīng)的Y值</p&

49、gt;<p>　　Y2為0，則8255芯片由C口輸入的數(shù) Y1</p><p>　　值為1101給AL。</p><p>　　X1 X2 X3 X4 </p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　本學(xué)期我們有一周的微機(jī)原理課設(shè)，雖然時(shí)間不是

50、很長(zhǎng)，但對(duì)我而言收獲卻很多，也體會(huì)到了電子設(shè)計(jì)行業(yè)工作的辛苦，經(jīng)過(guò)老師細(xì)心的講解和我們的不懈努力，最終我組能夠把學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中去，這讓我對(duì)本學(xué)科的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了更加濃厚的興趣，但一切都是值得的。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力的提高有不小的幫助，之前做的實(shí)驗(yàn)都是很簡(jiǎn)單的編程，跟硬件結(jié)合也沒(méi)有這么復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)的功能都比較簡(jiǎn)單，可是這次要實(shí)現(xiàn)的功能相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，要求掌握的知識(shí)比較綜合

51、。</p><p>　　經(jīng)過(guò)一周的實(shí)訓(xùn)，匯編語(yǔ)言的一些編程設(shè)計(jì)等操作可以較為熟練，微機(jī)原理課程所涉及到的領(lǐng)域和應(yīng)用的范圍也得到了更多的了解，總的來(lái)說(shuō)，實(shí)訓(xùn)的一周是豐富而有成功的。剛開(kāi)始學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言是相當(dāng)吃力的，許多內(nèi)容在以前沒(méi)有接觸過(guò)，許多源代碼不能理解，實(shí)訓(xùn)的頭兩天就是很簡(jiǎn)單的試著操作這些內(nèi)容一點(diǎn)點(diǎn)的積累掌握，回去后不理解的地方趕緊詢問(wèn)其他同學(xué)以便在第二天上機(jī)時(shí)應(yīng)用好，經(jīng)過(guò)不懈的努力，終于將一個(gè)簡(jiǎn)單的電子琴程序

52、設(shè)計(jì)完成。</p><p>　　匯編語(yǔ)言是一門較難的計(jì)算機(jī)內(nèi)容，開(kāi)始學(xué)習(xí)的時(shí)候較為困難，但是平時(shí)的課堂的學(xué)習(xí)和這一次的集中的上機(jī)實(shí)訓(xùn)，使我不但能夠較好的了解并掌握了一些匯編語(yǔ)言的知識(shí)和技能，相信在以后的社會(huì)生活中也可以得到應(yīng)用。</p><p>　　在最后的答辯前，我對(duì)幾天來(lái)在對(duì)幾個(gè)程序的編排和改進(jìn)上所遇到的問(wèn)題又進(jìn)行了認(rèn)真的總結(jié)，使我對(duì)整個(gè)程序都有了很深的了解，而且也可以熟練的操作和應(yīng)用

53、到程序中去，也順利的通過(guò)了答辯。</p><p>　　這是一次成功的實(shí)訓(xùn)，也是應(yīng)值得遠(yuǎn)記住的一次實(shí)訓(xùn)，在這次實(shí)訓(xùn)中我充分感受到了集體的力量，在我組組員的共同努力下，我們的電子琴程序從無(wú)到有、功能從弱到強(qiáng)，一步步的走向成功，這段經(jīng)歷將成為我生活中一段寶貴的精神財(cái)富。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　?。薄ⅰ叮福埃?/p>