微机原理优秀课程设计电子琴.doc

自动化专业课程设计汇报微型计算机原理课程设计班 级 自动化12-3 姓 名 金星 学 号 时 间 .12.18 地 点 电信试验中心第六试验 指 导 教 师 李 向 军 大 连 海 洋 大 学 信 息 工 程 学 院自 动 化 教 研 室题目：计算机仿真电子琴 一、课程设计目标和要求1、设计目标本课程课程设计是自动化专业学生学习完微机原理及应用课程后，进行一次以汇编语言为主，硬件设计为辅综合训练。本课程设计目标在于加深对微机原理基础知识了解，掌握汇编语言程序设计基础方法；掌握利用微机原理开发系统基础方法。2、设计要求 从课程设计目标出发，经过设计工作各个步骤，达成以下要求：1） 掌握汇编语言程序设计基础方法。2） Dos基础调用。3） 深入了解多种接口电路应用。（8255并行接口，8254定时器等）。4） 掌握利用PC机扬声器发出不一样频率声音方法。3、关键技术指标 编写程序1) 在程序运行时使PC即成为一架可弹奏电子琴。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或回车则退出电子琴状态。2) 在程序运行时使PC自动按要求提醒演奏乐曲。音符1234567频率(低)131147165175196220247频率(中)262294330349392440494频率(高)524588660698784880988二、课程设计课题分析8255/8245硬件：电子琴设计实际上就是要设计一个程序，能够经过该程序控制PC机内扬声器发声规律，按下对应按键后，扬声器能发出指定频率声音。PC机内扬声器是经过并行接口芯片8255和定时芯片8253来控制发音，其电路连接方法以下图所表示。 图1.扬声器工作原理图示图2.主程序工作步骤图 图3.乐曲演奏子程序工作步骤图 图4.电子琴子程序工作步骤图图5.扬声器工作步骤图8255内部结构图图2所表示,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。其方法控制字图3所表示。图2 8255内部结构图图3 8255方法控制字方法控制字特征位D0D7D6D5D4D3D2D1 1 A组工作方法0 0方法00 1方法11 方法2B组工作方法0方法01方法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机内8255A口，B口，C口和控制口端口地址分别为：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，它们和外部电路相连信号线有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。其内部结构图和方法控制字格式图4,图5所表示。其中当计数器工作在方法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控制寄存器A0数据总线缓冲器R/W逻辑电路图4 8253内部结构图D7D6D5D4D3D2D1D0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位工作方法选择000 方法0001 方法110 方法211 方法3100 方法4101 方法5计数方法0 二进制1 BCD计数图5 8253控制字格式PC机内8253通道0,通道1,通道2，控制口端口地址分别为：40H,41H,42,43H。因为扬声器是由通道2来控制，故应选择通道2，工作方法选为方法3，输出信号则为方波信号。三、课程设计结果1、试验代码DATA SEGMENTINFO1 DB 0AH, 0DH, WELCOME YOU TO COME HERE!$ 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, 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, 350, 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, 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, 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, 392, 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, Enter 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 21HENDM DISPLY INFO1 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 EXIT DISPLY NUMB CALL MUSIC5EXIT1: DISPLY INFO5 JMP 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, 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 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 JB LOP5 CMP AL, 38H JA LOP5 AND AX, 0FH SHL AX, 1 SUB AX, 2 MOV SI, AX Mov 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 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、试验现象 1. 进入DOS后在DOS界面进行汇编链接并生成可实施文件.exe 2.双击可实施文件KS.exe（这里我把程序取名为KS）进入操作界面图6所表示图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在进行操作时候只要在键盘上按1-4这四个数字键就能够任意听取歌曲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这多个音符。按回车后退出电子琴操作界面，这时候按6退出程序。四、课程设计心得和体会 经过这次微机原理课设，我发觉全部理论全部是要经过实践来精进。从一开始什么全部不会，到现在点点了解，几天下来感慨颇多。经过电子琴制作，使我更为深刻掌握了解编程，让我充足认识了每个指令作用，每个定义含义；为以后学习和制作打下了良好基础。 对编程还是有很多不了解，不懂，以后还是要认真学习，学好编程五、参考文件1 王忠民.微型计算机原理（第二版）.西安：西安电子科技大学出版社，2 马春燕.微机原理和接口技术试验和学习教导.北京：电子工业出版社.3 沈美明，温东婵主编 IBM-PC汇编语言程序设计第二版，清华大学出版社，。