微机原理课程设计模拟电子琴，课设报告，.docx-资料库

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课程设计任务书学生姓名课程名称专业班级硬件系统综合课程设计设计名称模拟电子琴设计设计周数 2 周设计一、设计任务设计一个模拟电子琴，主机键盘 1~8 为电子琴的琴键。当按下琴键时，通过 8253A 任务控制主要设计参数二、设计要求及参数设计一个模拟电子琴，主机键盘 1~8 为电子琴的琴键。当按下琴键时，通过 8253A 控制系统中喇叭发出相应音阶的声音。 1)用扩展设备上的接口芯片及发音设备，模拟电子琴。 2)发八度音，即 1、2、3、4、5、6、7、i。音符演唱的节奏由打开 8255A 的时刻调节。 1、收集技术资料：理解设计任务、查阅相关资料。用时 2 天。 2、确定总体设计思想：方案论证比较、确定总体设计方案。用时 2 天。 3、功能模块设计：设计功能模块、选择芯片、元件。用时 1 天。 4、Proteus 仿真以及代码实现：用时 3 天。 a.利用 Proteus 仿真软件验证设计方案的可行性,修改其中错误。设计内容设计要求 b.主程序和子程序代码实现。 5、书写设计报告：按照课程设计报告的要求，编写设计报告。用时 1 天。主要参考参考书籍及文章格式作者 1,作者 2.书名[M].出版社名.出版年作者 1,作者 2..文章标题[J].出版物名称.出版年,卷(期):初始页码-终止页码. 封面—任务书—课程设计报告—图纸资料学生提交归档文件注： 1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）。 2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。

指导教师签名：日期：模拟电子琴的设计报告一. 设计要求从课程设计的目的出发，通过设计工作的各个环节，达到以下要求： 1）掌握汇编语言程序设计的基本方法。 2）进一步理解各种接口电路的应用。（8255 并行接口，8253 可编程计数器/定时器等）。 3）掌握利用 PC 机扬声器发出不同频率声音的方法。二. 设计的作用、目的本课程课程设计是计算机科学与技术专业学生学习完《微机原理与接口技术》课程后，进行的一次以汇编语言为主，硬件设计为辅的综合训练。本课程设计的目的在于加深对微机原理基本知识的理解，掌握汇编语言程序设计的基本方法；掌握运用微机原理开发系统的基本方法。三. 设计的具体实现 1.设计原理（1）对于一个特定的Ｄ/Ａ转换接口电路，CPU 执行一条输出指令将数据送入Ｄ /Ａ，即可在其输出端得到一定的电压输出。给Ｄ/Ａ转换器输入按正弦规律变化的数据，在其输出端即可产生正弦波。对于音乐，每个音阶都有确定的频率。各音阶标称频率值：（2）产生一个正弦波的数据可取 32 个（小于亦可），不同频率的区别，可通过调节向Ｄ／Ａ转换器输出数据的时间间隔,例如:发"１"频率为 261。1HZ,周期为 1/261.1=3.83ms，输出数据的时间间隔为 3.83ms/32＝0.12ms. 定时时间可以由 8253 配合 8255 来实现。按下某键后发音时间的长短可以由发出的正弦波的个数多少来控制。本程序中设置默认长度为 60 个正弦波。（3）实验台上的七段数码管为共阴型，段码采用同相驱动，输入端加高电平, 选中的数码管亮，位码加反相驱动器，位码输入端高电平选中。

2.芯片工作原理 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。其方式控制字如图 3 所示。 D7 1 方式控制字的特征位图 2 8255 内部结构图 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 A 组工作方式 0——方式 0 1——方式 1 ——方式 2 0 0 1 B 组工作方式 0——方式 0 1——方式 1 A 口输入/输出 1——输入 0——输出 PC7PC4 输入/输出 1——输入 0——输出 B 口输入/输出 1——输入 0——输出 PC3PC0 输入/输出 1——输入 0——输出图 3 8255 方式控制字

PC 机内 8255 的 A 口，B 口，C 口和控制口的端口地址分别为：60H,61H,62H,63H。 8253 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： CLK,GATE,OUT，CLK 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控制字格式如图 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。 D0-D7 数据总线缓冲器内部总线 R/W 逻辑电路 RD WR A0 A1 CS 计数器 0 计数器 1 控制寄存器计数器 2 CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1 CLK2 GATE2 OUT2 图 4 8253 内部结构图 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 计数器选择 00 计数器 0 01 计数器 1 10 计数器 2 11 不用计数方式 0 二进制 1 BCD 计数 00 计数器锁存 01 读写低 8 位 10 读写高 8 位 11 读写 16 位工作方式选择 000 方式 0 001 方式 1 ×10 方式 2 ×11 方式 3 100 方式 4 101 方式 5 图 5 8253 控制字格式 PC 机内 8253 的通道 0,通道 1,通道 2，控制口的端口地址分别为：40H,41H,42,43H。因为扬声器是由通道 2 来控制的，故应选择通道 2，工作方式选为方式 3，输出的信号则为方波信号。 3.电路连接图如下：

(1)8253 和 8255 连接如下 4.设计思路在本次课程设计中，根据复杂程序设计思想——模块化程序设计，分析和确定程序总体设计目标：电子琴基本功能及部分扩展功能后，将总体目标划分为若干模块（子程序，具体可见下）。程序设计的思路按以下顺序进行： 1.分析与确定程序总体设计目标 2.将总体目标划分为若干模块 3.定义每个模块的具体任务，明确它与其他模块间的通信方式 4.编写源程序，进行调试，包括：简单电子琴主程序结合实验指导书的两程序，将其分为若干个子程序，实现简单的播放和显示音阶的功能。发音子程序本子程序实现放音功能。首先从键盘读出键码，判断，如果键码不是 1－8（9 除外）即仍然处于音阶输入准备状态，如果是，即求出相应的时间常数的序号，取 60 次 32 个正弦波数据，播放 32 个数据，组成一个正弦波。播放 60 次后，然后判断是否有按键，如果有就进入死循环，直到下次按键为止。 Led 显示子程序本程序实现从键盘输入一位十进制数字（0～9），在七段数码管上显示出来。源程序整体

程序开始，显示提示信息，接着调用发音子程序，实现发音和显示。 5.模块连接，形成完整的程序 6.编写程序文档 5.模块设计琴键模块发音和 LED 显示模块

6.流程图以下用主程序与子程序配合流程图其进行说明。（1）主程序流程图

开始使用键盘输入调用广告版子程序 Led 子程序是否 1 到 8 键调用发音子程序 Y N 是 esc 键 Y 退出（2）发音子程序流程图

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