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1、题目：计算机仿真电子琴一、课程设计的目的与要求1、设计目的本课程课程设计是自动化专业学生学习完微机原理与应用课程后，进展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根本知识的理解，掌握汇编语言程序设计的根本方法；掌握运用微机原理开发系统的根本方法。2、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根本方法。2） Dos的根本调用。3） 进一步理解各种接口电路的应用。8255并行接口，8254定时器等。4） 掌握利用PC机扬声器发出不同频率声音的方法。3、主要技术指标 编写程序1) 在程序运行时使PC即成为一架
2、可弹奏的电子琴。当按下数字键1-8时，依次发出1，2，3，4，5，6，7，I这八个音调。按下CTRL+C或者回车如此退出电子琴状态。2) 在程序运行时使PC自动按要求提示演奏乐曲。音符1234567频率(低)131147165175196220247频率(中)262294330349392440494频率(高)524588660698784880988二、课程设计课题的分析8255/8245的硬件：电子琴的设计实际上就是要设计一个程序，能够通过该程序控制PC机内扬声器的发声规律，按下相应的按键后，扬声器能发出指定频率的声音。PC机内的扬声器是通过并行接口芯片8255和定时芯片8253来控制发音
3、的，其电路连接方式如如下图所示。图1.扬声器工作原理图示图2.主程序工作流程图图3.乐曲演奏子程序工作流程图图4.电子琴子程序工作流程图图5.扬声器工作流程图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。图2 8255内部结构图图3 8255方式控制字方式控制字的特征位D0D7D6D5D4D3D2D1 1 A组工作方式0 0方式00 1方式11 方式2B组工作方式0方式01方式1A口输入/输出1输入0输出PC7PC4输入/输出1输入0输出B口输入/输出1输入0输出PC3PC0输入/输出1输入0输出PC
4、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。2.2 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。内部总线A1GATE0CLK0OUT0GATE1CLK1OUT1GATE2CLK2OUT2D0-D7计数器0计数器2计数器1控制存放器A0数据总线缓冲器R/W逻辑电路图4 8253内部结构图D7D6D5D
5、4D3D2D1D0计数器选择00 计数器001计数器110 计数器211 不用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0001 方式110 方式211 方式3100 方式4101 方式5计数方式0 二进制1 BCD计数图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，输出的信号如此为方波信号。三、课程设计的结果1、实验代码DATA SEGMENTINFO1 DB 0AH, 0DH, WELE YOU TO E H
6、ERE!$ DB 0AH, 0DH, THIS IS A MUSIC PROGRAM!$ DB 0AH, 0DH, PLEASE SELECLT!$INFO4 DB 0AH, 0DH, INPUT ERROR!$INFO5 DB 0AH, 0DH, PLEASE INPUT AGAIN!$MUSLIST DB 0AH, 0DH, = DB 0AH, 0DH, Press1 HuanLeSong DB 0AH, 0DH, Press2 KaiXin DB 0AH, 0DH, Press3 XiaoBuWuQu DB 0AH, 0DH, Press4 Wonderful DB 0AH, 0DH,
7、Press5 SCALE PLAY DB 0AH, 0DH, Press6 EXIT DB 0AH, 0DH, = DB 0AH, 0DH, $MUS_FRQ1 DW 330, 330, 350, 393, 393, 350, 330, 294 DW 262, 262, 294, 330, 330, 294, 294 DW 330, 330, 350, 393, 393, 350, 330, 294 DW 262, 262, 294, 330, 294, 262, 262 DW 294, 294, 330, 262, 294, 330, 350, 330, 262 DW 294, 330, 3
8、50, 330, 262, 262, 294, 393 DW 330, 330, 350, 393, 393, 350, 330, 294 DW 262, 262, 294, 330, 294, 262, 262, -1MUS_TIM1 DW 8 DUP(100) DW 7 DUP(100),200 DW 8 DUP(100) DW 7 DUP(100),200 DW 5 DUP(100),50,50,2 DUP(100) DW 100,50,50,4 DUP(100),200 DW 8 DUP(100) DW 7 DUP(100),200MUS_FRQ2 DW 330, 294, 262,
9、294, 3 DUP(330) DW 3 DUP(294), 330, 392, 392 DW 330, 294, 262, 294, 4 DUP(330) DW 294, 294, 330, 294, 262, -1MUS_TIM2 DW 6 DUP(100),200 DW 2 DUP(100,100,200) DW 8 DUP(100) DW 4 DUP(100),400MUS_FRQ3 DW 392, 262, 294, 330, 350, 392, 262, 262 DW 440, 350, 392, 440, 494, 524, 262, 262 DW 350, 392, 350,
10、330, 294, 330 DW 350, 330, 294, 262, 294, 330, 294, 262, 247, 262,-1MUS_TIM3 DW 200, 4 DUP(100), 200, 200, 200 DW 200, 4 DUP(100), 200, 200, 200 DW 200, 4 DUP(100), 200 DW 4 DUP(100), 200, 4 DUP(100), 400MUS_FRQ4 DW 330, 392, 330, 294, 330, 392, 330, 394, 330 DW 330, 392, 330, 294, 262, 294, 330, 39
11、2, 294 DW 262, 262, 220, 196, 196, 220, 262, 294, 330, 262,-1MUS_TIM4 DW 3 DUP(200), 100, 100, 200, 100, 100, 400 DW 2 DUP(200,200,100,100), 400 DW 3 DUP(200,100,100), 400TABLE DW 262, 294, 330, 349, 392, 440, 494, 525 NUMB DB 0AH, 0DH, Keyboard number 18 keys play notes of the scale DB 0AH, 0DH, En
12、ter or Ctrl+C to exit DB 0AH, 0DH, $DATA ENDSSTACK SEGMENT PARA STACK STACK STA DB 200 DUP(STACK) STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME DS: DATA, SS: STACK, CS: CODE, ES: DATASTART: MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV ES, AX MOV AX, STACK MOV SS, AXDISPLY MACRO B MOV DX, OFFSET B MOV AH, 09H INT 21HENDMDISPLY INFO1
13、LOP: DISPLY MUSLIST MOV AH, 01H INT 21H CMP AL, 36H JZ RETU CMP AL, 31H JNZ B0 CALL MUSIC1 JMP EXIT1B0: CMP AL, 32H JNZ C0 CALL MUSIC2 JMP EXIT1C0: CMP AL, 33H JNZ D0 CALL MUSIC3 JMP EXIT1D0: CMP AL, 34H JNZ E0 CALL MUSIC4 JMP EXIT1E0: CMP AL, 35H JNZ EXITDISPLY NUMB CALL MUSIC5EXIT1: DISPLY INFO5 J
14、MP LOPEXIT: DISPLY INFO4 DISPLY INFO5 JMP LOPRETU: MOV AX, 4C00H INT 21HMUSIC1 PROC LEA SI, MUS_FRQ1 LEA BP,DS: MUS_TIM1FREQ1: MOV DI, SI CMP DI,-1 JE END_MUS1 MOV BX, DS: BP CALL SOUND ADD SI,2 ADD BP,2 JMP FREQ1 END_MUS1:RETMUSIC1 ENDPMUSIC2 PROC LEA SI, MUS_FRQ2 LEA BP,DS: MUS_TIM2FREQ2: MOV DI,
15、SI CMP DI,-1 JE END_MUS2 MOV BX, DS: BP CALL SOUND ADD SI,2 ADD BP,2 JMP FREQ2 END_MUS2:RETMUSIC2 ENDP MUSIC3 PROC LEA SI, MUS_FRQ3 LEA BP,DS: MUS_TIM3FREQ3: MOV DI, SI CMP DI,-1 JE END_MUS3 MOV BX, DS: BP CALL SOUND ADD SI,2 ADD BP,2 JMP FREQ3 END_MUS3:RETMUSIC3 ENDPMUSIC4 PROC LEA SI, MUS_FRQ4 LEA
16、 BP,DS: MUS_TIM4FREQ4: MOV DI, SI CMP DI,-1 JE END_MUS4 MOV BX, DS: BP CALL SOUND ADD SI,2 ADD BP,2 JMP FREQ4 END_MUS4:RETMUSIC4 ENDPMUSIC5 PROC NEAR PUSH AX PUSH BX PUSH CXLOP5: MOV AH, 01H INT 21H CMP AL, 0DH JE EXIT5 CMP AL, 31H LOP5 CMP AL, 38H JA LOP5 AND AX, 0FH SHL AX, 1 SUB AX, 2 MOV SI, AXM
17、ov BX,OFFSET TABLE MOV DI, BXSI MOV BX, 100 CALL SOUND JMP LOP5EXIT5: POP CX POP BX POP AX RETMUSIC5 ENDPSOUND PROC PUSH AX PUSH BX PUSH CX PUSH DX PUSH DI MOV AL, 0B6H OUT 43H, AL MOV DX, 12H MOV AX, 533H*896 DIV DI OUT 42H, AL MOV AL, AH OUT 42H, AL IN AL, 61H MOV AH, AL OR AL, 3 OUT 61H, AL PUSH
18、AXWAIT1: MOV CX, 1200 DELA1: IN AL, 61H AND AL, 10H CMP AL, AH JE DELA1 MOV AH,AL LOOP DELA1 DEC BX JNZ WAIT1 POP AX MOV AL, AH OUT 61H, AL POP DI POP DX POP CX POP BX POP AX RETGENSOUND ENDPCODE ENDSEND START2、实验现象 1. 进入DOS后在DOS界面进展汇编并生成可执行文件.exe图6.操作界面初始界面 图8.按数字键5后进入电子琴界面 图9.按回车后退出电子琴界面 3在进展操作的时候
19、只要在键盘上按1-4这四个数字键就可以任意听取歌曲1歌曲4，按数字键5时进入电子琴界面，这时候1-8分别表示音乐CDEFGABC这几个音符。按回车后退出电子琴操作界面，这时候按6退出程序。四、课程设计的心得与体会 通过这次微机原理课设，我发现所有的理论都是要通过实践来精进的。从一开始的都不会，到现在的点点理解，几天下来感触颇多。通过电子琴的制作，使我更为深刻的掌握理解编程，让我充分认识了每个指令的作用，每个定义的含义；为今后学习和制作打下了良好的根底。 对编程还是有很多的不理解，不懂，以后还是要认真的学习，学好编程五、参考文献1 王忠民.微型计算机原理第二版.某某：某某电子科技大学，2007年2 马春燕.微机原理与接口技术实验与学习辅导.：电子工业.2007年3 沈美明，温东婵主编 IBM-PC汇编语言程序设计第二版，清华大学，2001年。
