微机原理课程设计—电子琴的设计之令狐文艳创作

课程设计任务书

令狐文艳

学生姓名：刘沛专业班级：电气0901

指导教师：张锐工作单位：自动化学院

题目:计算机电子琴软件软件设计

初始条件：

1.用于调试程序的IBM兼容PC机一台；

2.安装DOS/WIN98操作系统或运行于DOS/ WIN98兼容方式；

3. EDIT 等文本编辑器输入80x86汇编程序，MASM 5.0编译及链接程序。

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体要求）

1.使用汇编语言设计一个运行于计算机的电子琴软件，软件应实现弹奏功或演奏。其中弹奏：用户每按一琴键弹奏相应音符；演奏：按下某键后自动弹奏预存琴谱功能；还可以附加变调、变速和记录创作等其它功能。

2.说明书撰写格式应符合《课程设计说明书统一书写格式》。

时间安排：

1.程序框图设计，3天

2.编程，4天

3.调试，3天

4.编写设计报告，4天

指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

目录

摘要································································I

1 设计任务和思路 (1)

1.1设计任务 (1)

1.2设计思路 (1)

2更件部分工作原理 (2)

2.1 8255工作原理 (2)

2.2 8253工作原理 (2)

3程序流程图 (4)

3.1主程序流程图 (4)

3.2演奏子程序流程 (5)

3.3音乐播放子程序流程 (6)

3.4弹奏子程序流程图 (6)

3.5发音子程序流程图 (7)

4各部分功能实现说明 (7)

4.1 发音部分功能实

现 (7)

4.2 变调功能的实现 (8)

4.3 弹奏功能的实现 (8)

4.4演奏功能的实现 (9)

4.4.1歌曲选择功能实现 (9)

4.4.2 音乐播放功能实现 (9)

5 程序运行结果 (10)

结束语 (12)

参考文献 (13)

附录程序清单 (14)

成绩评定表 (19)

摘要

汇编语言是一种功能很强的程序设计语言，也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的语言。利用汇编语言能够直接访问与硬件相关的存储器或I/O端口，从而最大限度地发挥硬件的功能。本文主要介绍了利用汇编语言设计一个运行于计算机的电子琴软件，软件能够实现弹奏,演奏的功能,当按下弹奏键时,实现弹奏功能,发出音符对应频率的声音,按下演奏键时,实现演奏功能,播放预存的音乐,按下指定的音调选择按键后,选择低音,中音或高音,则分别用低音,中音或高音进行弹奏或演奏。首先介绍了PC机内扬声器的控制电路，接着介绍了相关接口芯片8255和8253的内部结构和工作原理，接着讲述了各部分功能的具体实现方法。

关键词：汇编语言，8255,8253，扬声器

计算机电子琴软件设计

1 设计任务和思路

1.1设计任务

使用汇编语言设计一个运行于计算机的电子琴软件，软件应实现弹奏功能或演奏功能。其中弹奏：用户每按一琴键弹奏相应音符；演奏：按下某键后自动弹奏预存琴谱功能；还可以附加变调、变速和记录创作等其它功能。软件预想功能为:按数字1-8为弹奏功能；按字母p为演奏功能；按d选择低音，按z 选择中意，按g选择高音。

1.2设计思路

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来控制发音的，其电路连接方式如下图所示。

图1 PC机内扬声器控制电路

由图可知，扬声器是由8253通道2产生的方波信号和8255的PB1 相与后驱动发声的，且通道2的门信号由8255的PB0提供，要想让扬声器发声，PB0和PB1必须同时为高电平,因此,可以通过对8255的PB0和PB1的设置来控制扬声器的开通和关断,而其发音频率可以通过对8253通道2的计数初值的设置来控制。所设计程序的任务就是要通过对按键的判断来设置8255的PB0和PB1输出电平的高低,以及8253通道2计数初值的设置。计数初值N=时钟频率/音阶频率.各音阶的频率如下表所示。

2硬件部分工作原理

2.1 8255工作原理

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

PC 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

图3 8255方式控制字 方式控制字的

特征位 D 0

D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 1

A 组工作方式

0 0——方式0

0 1——方式1

1 ⨯——方式

2 B 组 工作方式 0——方式0 1——方式1 A 口 输入/输出 1——输入 0——输出 PC 7~PC 4 输入/输出 1——输入 0——输出 B 口 输入/输出 1——输入 0——输出 PC 3~PC 0 输入/输出 1——输入 0——输出

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。

图4 8253内部结构图

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，输出的信号则为方波信号。