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《微机原理与接口技术》课程设计--简易电子琴设计.doc

发布时间：2022-06-18 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.24M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    基于微机原理简易电子琴的设计
    目录
    前言…………………………………………………………………………………………
    第一章 简易电子琴的硬件设计方案…………………………
    第二章 简易电子琴的软件设计……………………………………………
    第三章 简易电子琴的安装与调试………………………………………
    4.1 硬件调试
    4.2 软件调试
    第四章 设计体会与小结………………………………………………………
    5.1 总结设计体会与心得
    附录………………………………………………………………………………………
    前言
    1.1 简易电子琴方案的论证与比较
    本次简易电子琴设计构想：
    ⑴采用8个拨码开关为输入（其中SB1～SB7为简易电子琴的弹奏按键,另外一个SB0作为控制自动弹奏预
    ⑵扬声器为输出 ；
    ⑶由输入控制输出，即拨码开关控制扬声器；
    ⑵功能二演奏：按下键盘上某一个指定的建后自动弹奏预存琴谱功能；
    1.3 简易电子琴硬件设计方案的确定
    ⑴根据扬声器发声原理可知：不同频率的方波通过扬声器可发出不同的声音。
    ⑵由此构想运用8253工作在方式3的状态下控制其2#计数器对应寄存器中的数值，然后将输出端口OUT2
    ⑶为了实现弹奏按键（即拨码开关）来控制扬声器，可以通过用拨码开关改变8253（工作在方式3的状态下）
    ⑷最后要实现的就是将拨码开关对应的数字信号存入寄存器中
    采用8255A并行接口特点，使端口A工作在方式0并作为输出口，端口B工作在方式0，并作为
    ⑸可编程接口芯片
    8255A芯片：
    8255A的数据线、 片选信号线、 地址线 、读写控制线等分别与系统总线相连，其中A、 B、
    表1 8255A端口地址表
    信号线
    寄存口
    编址
    IY03
    A口
    60H
    B口
    61H
    C口
    62H
    控制寄存器
    63H
    8253芯片：
    系统中，8253的0通道输出线与8253的0#中断请求线作为时钟中断信号。1#通道入口接1.84
    表2 8253端口地址表
    信号线
    寄存口
    编址
    IY02
    0#寄存器
    40H
    1#寄存器
    41H
    2#寄存器
    42H
    控制寄存器
    43H
    图⑴ 图⑵
    61H 端口是8255并行接口B口的地址,由它来控制扬声器的.实际上由PB还加上一个8253定时器,
    第二章 简易电子琴的软件设计
    DATA SEGMENT
    TABLE1 DB 4DH,45H,3DH,39H,33H,2DH,28H ;1,2,3,4,
    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
    DATAENDS
    STACK SEGMENT STACK
    DW 64 DUP(?)
    STACK ENDS
    CODE SEGMENT
    ASSUME CS:CODE,DS:STACK
    START: MOV AX, DATA
    MOV DS, AX
    MOV AL,82H ;8255初始化
    OUT 63H,AL
    A0: IN AL,61H
    OUT 60H,AL
    CMP AL,00H
    JZ A0
    CMP AL,01H ;扩展功能
    JZ F0
    CMP AL,02H ;1，2，3，4，5，6，7的发音判断
    JZ F1
    CMP AL,04H
    JZ F2
    CMP AL,08H
    JZ F3
    CMP AL,10H
    JZ F4
    CMP AL,20H
    JZ F5
    CMP AL,40H
    JZ F6
    CMP AL,80H
    JZ F7
    LOOP A0
    F1: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;发音1
    CALL FY
    CALL DELAY
    JMP A0
    F2: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;发音2
    INC BX
    CALL FY
    CALL DELAY
    JMP A0
    F3: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;发音3
    ADD BX,2
    CALL FY
    CALL DELAY
    JMP A0
    F4: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;发音4
    ADD BX,3
    CALL FY
    CALL DELAY
    JMP A0
    F5: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;发音5
    ADD BX,4
    CALL FY
    CALL DELAY
    JMP A0
    F6: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;发音6
    ADD BX,5
    CALL FY
    CALL DELAY
    JMP A0
    F7: MOV BX, OFFSET TABLE1 ;发音7
    ADD BX,6
    CALL FY
    CALL DELAY
    JMP A0
    F0: MOV BX, OFFSET TABLE2
    JZ A1
    A1: IN AL,61H
    CMP AL,01H
    JNZ A4
    CALL FY
    CALL DELAY
    INC BX
    MOV AL, [BX]
    TEST AL, 0FFH ;唱完一遍自动停止
    JZ A3
    JMP A1
    A3: PUSH AX ;延时
    POP AX
    LOOP A3
    JMP A4
    A4: MOV AL,0BAH ;改变8253的控制字，工作在方式5，使不发声
    MOV DX,43H
    OUT DX,AL
    JMP A0
    FY PROC ;发音子程序
    A7: MOV AL, 0B6H ;8253初始化
    OUT 43H, AL
    MOV AL, [BX]
    MOV AH, 00H
    MOV DL, 25H
    MUL DL
    OUT 42H, AL
    MOV AL, AH
    OUT 42H, AL
    RET
    FY ENDP
    DELAY PROC ;延时子程序
    PUSH CX
    PUSH AX
    MOV CX,0040H
    A5: MOV AX,056CH
    A6: DEC AX
    JNZ A6
    LOOP A5
    POP AX
    POP CX
    MOV AL,0BAH ;改变8253的控制字1011 1010,工作于方式
    MOV DX,43H
    OUT DX,AL
    RET
    DELAY ENDP
    CODEENDS
    END START
    第三章 简易电子琴的安装与调试
    4.1 硬件调试
    ⑴连接简易电子琴系统的电路图
    拨码开关SB0～SB7与8255A的PB输入端口连接，将8253的CLK2与试验箱上的脉冲源连接，最
    ⑵将实验箱与微型计算机保持串口通讯成功。
    ⑶将汇编程序代码输入微型计算机进行硬件调试。
    4.2 软件调试
    ⑴把弹奏功能的程序代码输入微型计算机，与硬件相结合进行修改调试（其中主要运用跳转、循环和条用指令）。
    ⑵在实现弹奏功能的程序中再加入自动播放预存琴谱功能的程序程序，进行调试。
    第四章 设计体会与小结
    5.1 总结设计体会与心得
    在为期一周的微机原理课程设计中，我学会了制做项目的一般步骤。第一部是硬件设计主要是实现控制对
    附录
    一．部分源程序与参考文献
    1.《微机原理里与接口技术》(第2版) 彭虎、周佩玲、傅忠谦、编著
    电子工业出版社
    2.《汇编语言与接口技术》 王让定 陈金儿 叶富乐 史旭华 编著
    清华大学出版社
    3. 《汇编语言程序设计》 相伟 主编 徐小平 李珍香 副主编
    中国水利水电出版社
    二． 系统硬件原理图
    华夏学院 《微机原理与接口技术》课程设计 题 目： 简易电子琴的设计 学院（系）： 信息工程系 年级专业： 自动化 1072 学 号： 10212407230 学生姓名： 指导教师： Y G Y Q
    武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计 课程设计任务书 学生姓名： 指导教师： 专业班级： 工作单位： 题 目: 简易电子琴的设计 初始条件： 1． 运用所学的微机原理和接口技术知识； 2． 微机原理和接口技术实验室的实验箱设备。 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书撰写等 具要求） 使用汇编语言设计一个能够用键盘运行的电子琴，（实现一个以上功能）： 1.弹奏：用户每按一个键盘琴键就弹奏相应的音符； 2.演奏：按下键盘上某一个指定的建后自动弹奏预存琴谱功能； 3.变调：按下键盘上某一指定键后，再弹奏和演奏时琴键相应的音符频率 变高；按下另一指定键后，再弹奏和演奏时琴键相应的音符频率变低； 4.严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。 时间安排： 序号 阶 段 内 容 所需时间（天） 1 2 3 设计思路、原理电路设计 编程,调试 撰写课程设计报告 合 计 1 3 1 5 指导教师签名： 系主任（或责任教师）签名： 年 月 年 月 日 日
    武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计 基于微机原理简易电子琴的设计 摘 要 系统功能简介： 计主要是通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计，达到电子琴固有的基本功 能，故叫简易电子琴。利用定时器可发出不同频率的方波，不同频率的方波经喇 叭就会发出不同音调。其次，定时器按设置的定时参数产生中断，这一次中断发 出脉冲低电平，下一次反转发出脉冲高电平，由于定时参数不同，就发出不同频 率的方波，本设计中按键一次，会发出方波，松开后随之延时，但在延时的期间 继续检测按键，若此时又有键被按下，若被按下的仍为原键则声音不变，否则键 盘会译出被按下的另一个键的音调。 单片机控制通用 MIDI 音源模块制作制作出的电子琴，结构简单，可靠性高， 并且价格低廉，具有实用的价值。这种电子琴能够支持单音和复音弹奏，如果与 高品质的音源芯片连接，音质更可与高档电子琴相媲美。手机中通用的音乐芯片 构成音源模块，效果不错，价格更低廉，如韩国产的 QS6400 等，这些芯片的驱 动要复杂一些，需要对芯片进行初始化设置。此外还有音乐盒、附有生日歌的生 日卡片等等。所以利用微机制作的简易电子琴在我们的日常生活中随处可见。
    武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计 目录 前言………………………………………………………………………………………… 第一章 简易电子琴的硬件设计方案………………………… 1.1 简易电子琴方案的论证与比较 1.2 简易电子琴的功能与要求 1.3 简易电子琴硬件设计方案的确定 第二章 简易电子琴的软件设计…………………………………………… 3.1 主程序流程图 3.2 弹奏程序功能设计 3.3 自动播放预存琴谱功能程序设计 3.4 简易电子琴主程序设计 第三章 简易电子琴的安装与调试……………………………………… 4.1 硬件调试 4.2 软件调试 第四章 设计体会与小结……………………………………………………… 5.1 总结设计体会与心得 附录………………………………………………………………………………………
    前言 随着电子技术的发展，计算机在现代科学技术的发展中起着越来越重要的 作用。多媒体技术、网络技术、智能信息处理技术、自适用控制技术、数据挖掘 与处理技术等都离不开计算机。本课程设计是基于微机原理与接口技术的简单应 用。微机技术目前运用最广泛的就是单片机。单片机是随着大规模集成电路的出 现极其发展，将计算机的 CPU，RAM，ROM，定时/计数器和多种 I/O 接口集成在 一片芯片上，形成了芯片级的计算机，因此单片机早期的含义称为单片微型计算 机(single chipmicrocomputer).它拥有优异的性价比、集成度高、体积小、可 靠性高、控制功能强、低电压、低功耗的显著优点.主要应用于智能仪器仪表、 工业检测控制、机电一体化等方面,并且取得了显著的成果.单片机应用系统可以 分为:（1）最小应用系统是指能维持单片机运行的最简单配置的系统。这种系统 成本低廉,结构简单，常构成一些简单的控制系统，如开关状态的输入/输出控制 等。片内有 ROM/EPROM 的单片机，其最小应用系统即为配有晶振，复位电路，电 源的单个单片机.片内无 ROM/EPROM 的单片机，其最小应用系统除了外部配置晶 振，复位电路，电源外，还应外接 EPROM 或 EEPROM 作为程序存储器用.（2）最 小功耗应用系统是指为了保证正常运行，系统的功耗最小.（3）典型应用系统是 指单片机要完成工业测控功能所必须的硬件结构系统。
    武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计 第一章 简易电子琴的硬件设计方案 1.1 简易电子琴方案的论证与比较 本次简易电子琴设计构想： ⑴采用8个拨码开关为输入（其中SB1～SB7为简易电子琴的弹奏按键,另外一 个SB0作为控制自动弹奏预存琴谱的开关）； ⑵扬声器为输出 ； ⑶由输入控制输出，即拨码开关控制扬声器； 1.2 简易电子琴的功能与要求 ⑴功能一弹奏：用户每按一个键盘琴键就弹奏相应的音符； ⑵功能二演奏：按下键盘上某一个指定的建后自动弹奏预存琴谱功能； 1.3 简易电子琴硬件设计方案的确定 ⑴根据扬声器发声原理可知：不同频率的方波通过扬声器可发出不同的声音。 ⑵由此构想运用8253工作在方式3的状态下控制其2#计数器对应寄存器中的数 值，然后将输出端口OUT2产生的方波通过扬声器转换成为声音。 ⑶为了实现弹奏按键（即拨码开关）来控制扬声器，可以通过用拨码开关改变 8253（工作在方式3的状态下）2#计数器对应寄存器中的数值，8253输出端口 OUT2 通过反相器后与扬声器相连接。 ⑷最后要实现的就是将拨码开关对应的数字信号存入寄存器中 采用8255A并行接口特点，使端口A工作在方式0并作为输出口，端口B工 作在方式0，并作为输入口。将拨码开关与8255A的输入端口B相连接。 ⑸可编程接口芯片 8255A芯片： 8255A的数据线、 片选信号线、 地址线 、读写控制线等分别与系统总线相 连，其中A、 B、 C三个端口一排针形式引出，如下图⑴所示，端口地址如表2 表1 8255A端口地址表 信号线 IY03 寄存口 A口 B口 C口 控制寄存器 编址 60H 61H 62H 63H 8253芯片： 系统中，8253的0通道输出线与8253的0#中断请求线作为时钟中断信号。1#通 道入口接1.8432MHz的信号源，输出接8251的收发时钟端，供串行通讯使用，这 里的13计数器仅当作一个分频器使用。2#通道以排针形式引出，开放给用户使用，
    武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计 如下图⑵，所示系统中的8253端口地址如表2 表2 信号线 IY02 8253端口地址表 寄存口 0#寄存器 1#寄存器 2#寄存器 控制寄存器 编址 40H 41H 42H 43H 图⑴ 图⑵ 61H 端口是8255并行接口B口的地址,由它来控制扬声器的.实际上由PB还加上 一个8253定时器,通过与门之后才连到扬声器上的。
    武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计 第二章 简易电子琴的软件设计 3.1 主程序流程图
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