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微机原理课程设计--电子琴.doc

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实验七 音乐发生器接口实验
项目四 电子琴的制作 一、设计目的 通过该设计,掌握 8253 定时计数的基本原理和应用,掌握 8255 并行接口芯 片的使用,掌握普通键盘的设计,并掌握相应的程序设计和电路设计的技能。是 对 8253 定时计数章节理论学习的总结和补充,为后续的硬件课程的学习打下基 础。 二、设计内容 利用 KB-C 扩展板提供的 18 个按钮开关,作为电子琴的按键,能够演奏简单 的音乐,按键能实现“1-多,2-来,3-米…”,且单个音发音的长短由按键所按 下的时间决定,即:某按钮按下时开始发声,松开时结束发音。按钮与 8255A 的连接见原理部分。其中 8255A 负责检测按键,8253 负责产生各种频率的声音。 三、基本原理 在 KB-C 板上,端口 A 负责发按键扫描信息,端口 C 的低 3 位,即 PC0、PC1、 PC2,负责接收扫描结果,如下图所示,先定时通过端口 A(PA0,PA1,PA2,PA3, PA4,PA5)扫描各按钮,即先 PA0=0,其它为 1 发信号,然后 PA1=0,其它为 1…, 端口发出 1 个信号后,即读端口 C,如果 PC0,PC1,PC2 全为高电平,说明无按 钮按下,如果 PC0 为低电平(PC1,PC2 肯定为高电平),且此时,端口扫描的情 况是:PA0=1,PA1=0,PA2=1,…则说明 SW1 被按下。 发出各种不同的声音的原理见实验指导书中的音乐发生器实验。
下表为 2 个八度的音阶表: 音符 频率 Hz 音符 1. 131 1 2. 147 2 3. 165 3 4. 175 4 5. 196 5 6. 220 6 7. 247 7 i 频率 Hz 262 294 330 349 392 440 494 523 四、设计步骤 1.电路设计:根据设计内容,通过分析,设计出相应的电路图。 2、控制字设计:根据要求,设计出各自 8255 的控制字和 8253 控制字。 3、程序设计:根据要求,设计程序流程图,并设计相应的程序。 4、验证:在实验室具体测试和验证。 实验七 音乐发生器接口实验 一、实验类型 设计性实验(选做)。 二、实验目的和任务 通过音乐发生器实验,学习如何利用 8253 定时/计数器进行声音控制电路 的设计原理与方法。 三、预习要求 预习第 7 章 8253。 四、实验原理 1.音乐发生器驱动模块电路原理如图 2.1.12 所示。模块包含喇叭 SPK,
LM386A,74LS08,以及 74LS245 和 LED 等。其中 LED 是配合演奏音乐时产生发光 效果而设置的。 50 芯 扩 展 总 线 20 芯 定 时 器 / 并 行 口 插 座 图 2.1.12 音乐发生器模块板电路原理框图 2.利用 8253 控制发声原理与方法的详细阐述,参考计算机接口技术相关 参考书. 五、实验仪器与设备 1、MFID 微机实验平台,1 台 2、PC 微机,1 台,专用导线, 若干 4、MASM 汇编及调试程序(MF 开发环境),1 套 六、实验内容 基本实验 通过编程使音乐发生器奏出音乐. 利用 MFID 实验平台和音乐发生器模块进行硬件连接,利用 MF2KI 集成开发 环境进行音乐发生器控制程序设计,调试,直至听到正常的乐曲。 七、实验步骤 1、硬件连线 跳线设置:将电源模块的 JP7 跳接. 单线连接如右图:
F 区 PC0 Q 区 门控(启/停) 控制(音调) E 区 OUT2 J3 20 心 并 行 口 插 座 连接线 J4 20 芯 并 行 口 插 座 排线连接如右图: 2、流程图
主程序流程图 开始 初始化歌曲的频率及时延 初始化歌曲的频率及时延 初始化 8255 和 8253 取歌曲的第一个音符的频率和时延 是否按了任意键或遇 到了音符频率的结束 N Y 根据频率计算计数初值并送往 8253 置 8255 的 PC6、PC0 为 0,再次关闭扬声器 置 8255 的 PC6、PC0 为 1,使扬声器发声 调用延时子程序 置 8255 的 PC6、PC0 为 0,关闭扬声器 取下一个音符的频率和时延 (a)主程序 返回 DOS 结束 延时子程序流程图 获取并保存中断 1CH 的中断向量 向中断 1CH 装入新的中断向量 音符的延时次数已到? N Y 恢复中断 1CH 原来的中断向量 (b)延时子程序 图 2.1.13 音乐 ASM 程序流程图
开始 获取中断 0X1C 的中断向量 设置新中断向量 初始化 8255 初始化 8253 取歌曲的第一音符的 频率及时延 是歌曲的结束符或 任意键按下? N 按音符频率计算计数 初值并装入 8253 打开扬声器 置 PC6=1,PC0=1 音符的延时到否? Y 关闭扬声器 置 PC6=0,PC0=0 Y N 关闭扬声器 置 PC6=0,PC0=0 恢复中断 0X1C 的中断向量 结束 取下一个音符的频率 与时延 图 2.1.14 音乐 CPP 程序流程图 Iexp5.C 流程图 八、实验注意事项 1、严格按要求操作,实验完毕请老师检查实验结果后方可离开。 2、实验报告上一定写出程序详单,以及程序运行情况。 九、实验报告要求 根据大纲和实验指导书书写实验报告。
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