微机原理课程设计音乐播放器.doc-资料库

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微机原理课程设计报告题目：音乐播放器学生姓名：学号：专业班级：同组姓名: 指导教师：杨红杰设计时间： 2010 年上学期第 17 周指导老师意见：评定成绩：签名：日期：年月日

湖南文理学院计算机科学与技术学院目录一课程设计的任务和目的................................................................. 2 1.1 课程设计任务........................................................................................ 2 1.2 课程设计目的........................................................................................ 2 二课程设计基础知识......................................................................... 3 2.1 定时/计数器 8253A............................................................................... 3 2.2 8253A 内部结构.................................................................................... 3 2.3 8253A 外部引脚.................................................................................... 4 2.4 计数器内部结构.................................................................................... 5 2.5 8253A 端口地址.................................................................................... 6 8253A 功能............................................................................................ 6 2.6 8253A 控制字........................................................................................ 7 2.7 2.8 8253A 工作方式.................................................................................... 7 三详细设计..........................................................................................9 3.1 硬件设计................................................................................................ 9 3.2 软件设计.............................................................................................. 13 四程序调试.......................................................................................14 五总结................................................................................................14 六参考文献.......................................................................................15 七附录................................................................................................16 7.1 源代码.................................................................................................... 16 7.2 各个音符的对应频率............................................................................ 18 1

湖南文理学院计算机科学与技术学院一课程设计的任务和目的 1.1 课程设计任务本课程设计题目是：设计并实现一个音乐播放器。 1. 自己选用芯片和其它的硬件。 2. 自行设计电路并使用汇编语言编写程序完成音乐播放器功能。 3. 利用 8253 作为音阶频率发生器，对一段音乐进行编码后存入音符表，程序中可调用音符表自动播放音乐，从中了解音乐播放的原理。 4. 利用 8253A 和 PC 机，设计并实现简易音乐播放器 5. 使用汇编语言编写音乐播放程序。 6. 上机调试程序并联机，利用试验箱提供的扬声器发声。 7. 完成实验报告。 1.2 课程设计目的本课程设计注重提高学生应用能力、创新能力。在掌握了基本的实验方法和实验技能且理论教学完成的基础上，要求学生通过一周的集中工作，初步锻炼综合运用所学知识的能力，通过讨论与合作，完成一项完整的设计工作。更深入的了解微机芯片的用法和程序的完成过程，调试方法及技巧。通过这个环节来加深对《微机原理与接口技术》所学内容的理解和融会贯通。设计音乐播放器主要目的：  通过 D/A 装换器产生模拟信号，在实验平台上实现简易音乐播放器。  了解利用数模转换器产生音乐的基本方法。  掌握定时/计数器 8253A 的使用。 2

湖南文理学院计算机科学与技术学院二课程设计基础知识 2.1 定时/计数器 8253A 在微机及控制系统中，经常要用到定时信号。如系统的日历时钟，动态存储器刷新。对外部执行机构控制时也需要定时中断、定时检测、定时查询等。定时的方法主要是两种：软件定时：利用指令的执行时间设计循环程序，使 CPU 执行延迟子程序的时间就是定时时间。缺点：执行延迟时，CPU 一直被占用，降低了 CPU 的效率。硬件定时：用计数器/定时器作为主要硬件，在软件简单指令的控制下产生精确的时间延迟。突出优点为计数时不占用 CPU 时间，如利用定时器/计数器产生中断信号，可建立多作业环境，提高了 CPU 效率。主要功能： (1)每片上有 3 个独立的 16 位的减计数器通道。 (2)对于每个计数器，都可以单独作为定时器或计数器使用，并且都可以按照二进制或十进制来计数。 (3)每个通道都有 6 种工作方式，都可以通过程序设置或改变。 (4)每个计数器的速率可高达 2MHz。最高的计数时钟频率为 2．6MHz。 2.2 8253A 内部结构 8253 的内部结构如图所示，它主要包括以下几个主要部分： 3

湖南文理学院计算机科学与技术学院图 2－1 8253 的内部结构（1）．数据总线缓冲器实现 8253 与 CPU 数据总线连接的 8 位双向三态缓冲器，用以传送 CPU 向 8253 的控制信息、数据信息以及 CPU 从 8253 读取的状态信息，包括某时刻的实时计数值。（2）．读/写控制逻辑控制 8253 的片选及对内部相关寄存器的读/写操作，它接收 CPU 发来的地址信号以实现片选、内部通道选择以及对读/写操作进行控制。（3）．控制字寄存器在 8253 的初始化编程时，由 CPU 写入控制字，以决定通道的工作方式，此寄存器只能写入，不能读出。（4）．计数通道 0#、1#、2#：这是三个独立的，结构相同的计数器/定时器通道，每一个通道包含一个 16 位的计数寄存器，用以存放计数初始值，一个 16 位的减法计数器和一个 16 位的锁存器，锁存器在计数器工作的过程中，跟随计数值的变化，在接收到 CPU 发来的读计数值命令时，用以锁存计数值，供 CPU 读取，读取完毕之后，输出锁存器又跟随减 1 计数器变化。 2.3 8253A 外部引脚 8253 芯片是具有 24 个引脚的双列直插式集成电路芯片，其引脚分布如图所示。8253 芯片的 24 个引脚分为两组，一组面向 CPU，另一组面向外部设备，各个引脚及其所传送信号的情况，介绍如下：（1）．D7~D0：双向、三态数据线引脚，与系统的数据线连接，传送控制、数据及状态信息。（2）． RD ：来自于 CPU 的读控制信号输入引脚，低电平有效。（3）．WR ：来自于 CPU 的写控制信号输入引脚，低电平有效。（4）．CS ：芯片选择信号输入引脚，低电平有效。 4

湖南文理学院计算机科学与技术学院图 2－1 8253 的引脚（5）．A1、A0：地址信号输入引脚，用以选择 8253 芯片的通道及控制字寄存器。（6）．VCC 及 GND：+5V 电源及接地引脚（7）．CLKi：i=0,1,2,第 i 个通道的计数脉冲输入引脚，8253 规定，加在 CLK 引脚的输入时钟信号的频率不得高于 2.6MHZ，即时钟周期不能小于 380ns。（8）．GATEi：i=0,1,2,第 i 个通道的门控信号输入引脚，门控信号的作用与通道的工作方式有关。（9）．OUTi：i=0,1,2,第 i 个通道的定时/计数到信号输出引脚，输出信号的形式由通道的工作方式确定，此输出信号可用于触发其它电路工作，或作为向 CPU 发出的中断请求信号。 2.4 计数器内部结构每个计数器由一个 16 位可预置的减 1 计数器组成，计数初值可保存在 16 位的锁存器中，该锁存器只写不能读。在计数器工作时，初值不受影响，以便进行重复计数。图中每个计数器有一个时钟输入端 CLK 作为计数脉冲源，计数方式可以是二进制，计数范围 1~10000H，也可以是十进制，计数范围 1~65536。门控端 GATE 用于控制计数开始和停止。输出 OUT 端当计数器计数值减到零时，该端输出标志信号。 5

湖南文理学院计算机科学与技术学院图 2－2 计数器内部结构 2.5 8253A 端口地址图 2－3 8253A 端口地址 2.6 8253A 功能 8253 A 既可作定时器又可作计数器： 6

湖南文理学院计算机科学与技术学院 (1) 计数：计数器装入初值后，当 GATE 为高电平时，可用外部事件作为 CLK 脉冲对计数值进行减 1 计数，每来一个脉冲减 1，当计数值减至 0 时，由 OUT 端输出一个标志信号。 (2) 定时：计数器装入初值后，当 GATE 为高电平时，由 CLK 脉冲触发开始自动计数，当计数到零时，发计数结束定时信号。除上述典型应用外，8253A 还可作频率发生器、分频器、实时钟、单脉冲发生器等。 2.7 8253A 控制字说明：图 2－4 8253A 控制字 (1) 8253 A 每个通道对输入 CLK 按二进制或二十进制从预置值开始减 1 计数，减到 0 时从 OUT 输出一个信号。 (2) 8253 A 编程时先写控制字，再写时间常数。 2.8 8253A 工作方式 (1) 方式 0：计数结束产生中断方式 7

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