微机原理与接口技术电子琴实验mimi

信息工程学院《微机原理与接口技术》课程考核论文（设计）题目：电子琴指导教师：史先桂专业班级： 10计科特色班B组学号姓名： 1042157130 陈效龙1042157131 （组长）程蜜蜜1042157132 杜欢欢日期： 2012年5月28日摘要随着科学技术的迅猛发展，计算机在各个领域的应用越来越广泛。

计算机已成为人们生活、学习、工作的必备工具，计算机技术成为每一个专业技术人员必备的知识。

本次专业课程设计作为前阶段学习知识的一个检验，培养了我们的动手能力以及独立思考设计的能力，也是大学培养的一个重要实践步骤。

设计初期，我们通过网络，图书馆以及利用所学知识等资源查找设计制作电子琴的相关信息，对不同的方案进行细致的分析比较。

并且按照题意与实际情况进行改进，使之符合要求。

制作过程中发现的一些问题通过共同的分析研究得到的解决，此次课程设计巩固了前期的理论知识，增强了动手实践能力。

本电子琴实验包括了对8253、8255等可编程器件的编程，电子琴是由8253计数器、8255A以及扬声器和键盘的数字键组成的，8255对播放的控制以及键盘对声音的控制等操作。

设计先从硬件，软件入手，逐步进行研究和完善，能够基本实现设计任务的要求。

关键字：频率; 电子琴;键盘;8255A;8253计数器ABSTRACTAlong with the rapid development of scientific technology,computer application in all fields more and more widely. The computers have become a people life, study, work the necessary tools, the computer technology to become every professional technology personnel the necessary knowledge.The professional course design as the first stage of the study knowledge one inspection, and train our practical ability and the ability of independent thinking design, is also one of the important university training practice steps. The early design, we through the network, the library and the use of knowledge resources such as search design of electronic information, to a different plan we analyzed and compared. And according to the actual conditions and improved cet4, to comply with the requirements. The production process found some questions through joint analysis research settled, the course design of the consolidated the knowledge, enhance the practical capability.This keyboard experiment included the 8253, 8255A, the programmable deviceof programming, keyboard is from 8253 to 8255 A counter, and the speaker and the keyboard keys of composition, 8255 to play and the control of the keyboard to sound control operation. First the design of the hardware and software of study and improve gradually, to realize the basic tasks for design.KEYWORDS：frequency ;electronic keyboard ;keyboard ;8255A8253 counter目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 功能设计与要求 (1)1.1实现功能 (1)1.2设计要求 (1)2电路原理图与说明 (2)2.1音阶频率表 (2)2.2电路原理图 (2)3软件设计 (3)3.1主要模块流程图 (3)3.2源程序清单与注释 (4)3.3运行结果的分析 (7)小结 (7)参考资料 (8)1 功能设计与要求1.1实现功能利用微机键盘上的数字键1~7作为电子琴键，具有发出do re mi fa sol la si 7个音的功能，对输入的信号，首先判断是否为ESC键，若是直接退出程序，若不是判断是否是1~7键中的任意数字键，若是，程序用键值得到各个音阶的频率值发出相应的音调，按1键发出do音,按2键发出re音，按3键发出mi音，按4键发出fa音，按5键发出sol音，按6键发出la音，按7键发出si音，按其他数字键均不发音且按ESC退出程序。

1.2设计要求1．根据音阶频率表，利用定时器可以产生相应频率的脉冲信号，不同频率的脉冲信号经驱动电路放大后，就会发生不同的音调。

2．对于每个按键的音调发音时间由软件延时控制，如键一直按下，就会连续发音各音阶标称频率值：要使扬声器发出不同的音调，就得输入不同频率的波形。

通过给8253定时/计数器装入不同的计数值，可以使其输出不同频率的方波。

经过放大器的放大作用，便可驱动扬声器发出不同的音调，只要插入一段延时程序之后，再将扬声器切断，音调的声音就可以持续一端时间。

通过计算机的不同按键输出不同的音调，需要使用系统调用功能以接收键入字符，并且要建立一张表，使键入字符与频率构成一个对应关系。

2电路原理图与说明2.1音阶频率表电子琴发出的音阶是通过1~7当中各个数字键所对应的频率才发出相应的音调的。

表2.1音阶频率表按键 1 2 3 4 5 6 7音阶 1 2 3 4 5 6 7频率值523 578 659 698 784 880 980 （hz）2.2电路原理图利用实验板上的8253计数/定时器和8255并行接口，定时器8253利用工作方式3产生一定频率信号，通过可编程的并行外围接口芯片8255控制频率信号的断。

8255的B口设置为输出，8255的B口的低两位用来控制扬声器驱动，当输出端口的PB0位为“1”或为“0”时，将使控制驱动器的与门电路接通或关闭，使8253所发出的音频信号能到达驱动器或被阻断。

这样通过控制PB0的变化，可使扬声器接通和断开，控制扬声器是否能发出声音。

此外，通过控制PB0的通断时间，就能发出不同的音长。

8255的PB1位为“1”时，控制8253定时器产生驱动扬声器发声的音频信号，该位为“0”则不发信号。

8253有三个定时器，分为0号、1号和2号定时器，驱动扬声器的是2号定时器，该定时器工作在方式3，是一个频率发生器，它负责向扬声器发送指定频率的脉冲信号。

当8255的PB0和PB1都为1时，8253发出指定频率的声音信号的前提下，声音信号过与门到达驱动器驱动扬声器发声图2.2总体电路图3软件设计3.1主要模块流程图通过键盘输入数字到赋给8253，然后根据8086的程序，将不同的分频数与数字键一一对应，通过程序从8086给8253赋个初值（即不同的分频数），用分频电路给8253提供一个2MHZ的时钟脉冲，将得到的音频数据通过8253传到扬声器，发出声音图3.1主要模块流程图3.2源程序清单与注释DATAS SEGMENTmenu DB 0AH, 0DH, '-----------------------------------------' DB 0AH, 0DH, ' Number piano'DB 0AH, 0DH, '-----------------------------------------', 0AH, 0DHDB 0AH, 0DH, 'Please use the key "1 2 3 4 5 6 7" to control the piano' DB 0AH, 0DH, 'the key "ESC" to exit', 0AH, 0DH,'$'DATAS ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE, DS: DATAS;宏定义字符串输出strout MACRO STRINGOUT ;将字符串STRINGOUT输出LEA DX, STRINGOUT ;将STRIN的偏移地址送到DX寄存器MOV AH, 9 ;09H字符串输出功能INT 21H ;调用系统中断ENDMSTART:MOV AX, DATAS ;将数据段地址送到AX中MOV DS, AX ;由AX转送到送到DSstrout menuMOV AL,10110110B ;初始化8253 的2号寄存器工作在方式3（方波发生器）OUT 43H, AL ;将控制字送到控制寄存器MOV AL, '1' ;自行输入第一个字符'1'，跳过第一个字符的输入过程JMP PS2PS:MOV AH, 01H ;输入一个字符INT 21H ;字符默认输入到AL中PS2:CMP AL, '1' ;判断是否输入1JE P1 ;为1时跳转P1CMP AL, '2' ;判断是否输入2JE P2 ;为2时跳转P2CMP AL, '3' ;判断是否输入3JE P3 ;为3时跳转P3CMP AL, '4' ;判断是否输入4JE P4 ;为4时跳转P4CMP AL, '5' ;判断是否输入5JE P5 ;为5时跳转P5CMP AL, '6' ;判断是否输入6JE P6 ;为6时跳转P6CMP AL, '7' ;判断是否输入7JE P7 ;为7时跳转P7CMP AL, 27 ;判断是否输入ESCJE E ;为ESC时跳转结束JMP PS ;都不是跳转PS 待重新输入字符E: MOV AH,4CH ;结束INT 21HP1: MOV BX, 523 ;对应的输出频率 523,578,659,698,784,880,980 JMP D ;跳转除法操作P2: MOV BX, 578JMP DP3: MOV BX, 659JMP DP4: MOV BX, 698JMP DP5: MOV BX, 784JMP DP6: MOV BX, 880JMP DP7: MOV BX, 980JMP DD: MOV DX, 12H ;将时钟的主频率送至被除数MOV AX, 34DEHDIV BX ;进行除法操作商保存在AX中OUT 42H, AL ;将AX中的计数次数送至8253的存储器2，送低位MOV AL, AH ;OUT 42H, AL ;送高位MOV AL, 00000011B ;设置B组端口的低两位为1OUT 61H, AL ;将AL中内容送至8255的B端口允许喇叭发声MOV BX, 1000 ;延时一段时间让喇叭持续输发声DELAY1: MOV CX, 0CFFFH ;延时DELAY2: LOOP DELAY2DEC BXJNZ DELAY1MOV AL, 00000000B ;设置B组端口的低两位为0OUT 61H, AL ;将AL中内容送至8255的B端口终止喇叭发声JMP PS ;跳转PS以待按下下一个键CODE ENDSEND START3.3运行结果的分析通过设计的电路图接线，编译程序并运行程序，就可以实现通过键盘，按中1~7的任何一个键就可以发出相应的do re mi fa sol la si 7个音调，它本来就是一个简易的电子琴，也可以用它来弹奏美好的音乐，因此可以选择不同的按键组合，实现电子琴的基本功能，用户可自编曲目。