#《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程設(shè)計(jì)

1、華夏學(xué)院微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)易電子琴的設(shè)計(jì)學(xué)院（系）：信息工程系年級(jí)專業(yè)：自動(dòng)化1072學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：Y丫指導(dǎo)教師：GQ課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師：工作單位：題目：簡(jiǎn)易電子琴的設(shè)計(jì)初始條件：1運(yùn)用所學(xué)的微機(jī)原理和接口技術(shù)知識(shí)；2. 微機(jī)原理和接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)箱設(shè)備。要求完成的主要任務(wù):（包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求以及說明書撰寫等具要求）使用匯編語言設(shè)計(jì)一個(gè)能夠用鍵盤運(yùn)行的電子琴，（實(shí)現(xiàn)一個(gè)以上功能）：1. 彈奏：用戶每按一個(gè)鍵盤琴鍵就彈奏相應(yīng)的音符；2. 演奏：按下鍵盤上某一個(gè)指定的建后自動(dòng)彈奏預(yù)存琴譜功能；3. 變調(diào)：按下鍵盤上某一指定鍵后，再彈奏和演奏

2、時(shí)琴鍵相應(yīng)的音符頻率變高；按下另一指定鍵后，再彈奏和演奏時(shí)琴鍵相應(yīng)的音符頻率變低；4. 嚴(yán)格按照課程設(shè)計(jì)說明書要求撰寫課程設(shè)計(jì)說明書。時(shí)間安排：序號(hào)階段內(nèi)容所需時(shí)間（天）1設(shè)計(jì)思路、原理電路設(shè)計(jì)12編程，調(diào)試33撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告1合計(jì)5指導(dǎo)教師簽名：年月日系主任（或責(zé)任教師）簽名：年月日基于微機(jī)原理簡(jiǎn)易電子琴的設(shè)計(jì)摘要系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介：計(jì)主要是通過對(duì)電子琴主體部分的電路進(jìn)行模仿設(shè)計(jì)，達(dá)到電子琴固有的基本功能,故叫簡(jiǎn)易電子琴。利用定時(shí)器可發(fā)出不同頻率的方波，不同頻率的方波經(jīng)喇叭就會(huì)發(fā)出不同音調(diào)。其次，定時(shí)器按設(shè)置的定時(shí)參數(shù)產(chǎn)生中斷，這一次中斷發(fā)出脈沖低電平，下一次反轉(zhuǎn)發(fā)出脈沖高電平，由于定時(shí)參數(shù)不同

3、，就發(fā)出不同頻率的方波，本設(shè)計(jì)中按鍵一次，會(huì)發(fā)出方波，松開后隨之延時(shí)，但在延時(shí)的期間繼續(xù)檢測(cè)按鍵，若此時(shí)又有鍵被按下，若被按下的仍為原鍵則聲音不變，否則鍵盤會(huì)譯出被按下的另一個(gè)鍵的音調(diào)。單片機(jī)控制通用MIDI音源模塊制作制作出的電子琴，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，并且價(jià)格低廉，具有實(shí)用的價(jià)值。這種電子琴能夠支持單音和復(fù)音彈奏，如果與高品質(zhì)的音源芯片連接，音質(zhì)更可與高檔電子琴相媲美。手機(jī)中通用的音樂芯片構(gòu)成音源模塊，效果不錯(cuò)，價(jià)格更低廉，如韓國產(chǎn)的QS6400等，這些芯片的驅(qū)動(dòng)要復(fù)雜一些，需要對(duì)芯片進(jìn)行初始化設(shè)置。此外還有音樂盒、附有生日歌的生日卡片等等。所以利用微機(jī)制作的簡(jiǎn)易電子琴在我們的日常生活中隨

4、處可見。目錄.、八、一刖言第一章簡(jiǎn)易電子琴的硬件設(shè)計(jì)方案1.1 簡(jiǎn)易電子琴方案的論證與比較1.2 簡(jiǎn)易電子琴的功能與要求1.3 簡(jiǎn)易電子琴硬件設(shè)計(jì)方案的確定第二章簡(jiǎn)易電子琴的軟件設(shè)計(jì)3.1 主程序流程圖3.2 彈奏程序功能設(shè)計(jì)3.3 自動(dòng)播放預(yù)存琴譜功能程序設(shè)計(jì)3.4 簡(jiǎn)易電子琴主程序設(shè)計(jì)第三章簡(jiǎn)易電子琴的安裝與調(diào)試4.1 硬件調(diào)試4.2 軟件調(diào)試第四章設(shè)計(jì)體會(huì)與小結(jié)5.1 總結(jié)設(shè)計(jì)體會(huì)與心得附錄.、八、一前言隨著電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中起著越來越重要的作用。多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能信息處理技術(shù)、自適用控制技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘與處理技術(shù)等都離不開計(jì)算機(jī)。本課程設(shè)計(jì)是基于微機(jī)原理

5、與接口技術(shù)的簡(jiǎn)單應(yīng)用。微機(jī)技術(shù)目前運(yùn)用最廣泛的就是單片機(jī)。單片機(jī)是隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)極其發(fā)展，將計(jì)算機(jī)的CPURAMROM定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成了芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，因此單片機(jī)早期的含義稱為單片微型計(jì)算機(jī)（singlechipmicrocomputer）.它擁有優(yōu)異的性價(jià)比、集成度高、體積小、可靠性高、控制功能強(qiáng)、低電壓、低功耗的顯著優(yōu)點(diǎn).主要應(yīng)用于智能儀器儀表、工業(yè)檢測(cè)控制、機(jī)電一體化等方面,并且取得了顯著的成果.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可以分為:（1）最小應(yīng)用系統(tǒng)是指能維持單片機(jī)運(yùn)行的最簡(jiǎn)單配置的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)成本低廉,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常構(gòu)成一些簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，如開關(guān)狀態(tài)的輸

6、入/輸出控制等。片內(nèi)有ROM/EPRO的單片機(jī)，其最小應(yīng)用系統(tǒng)即為配有晶振，復(fù)位電路，電源的單個(gè)單片機(jī).片內(nèi)無ROM/EPROM單片機(jī)，其最小應(yīng)用系統(tǒng)除了外部配置晶振，復(fù)位電路，電源外，還應(yīng)外接EPRO或EEPRO作為程序存儲(chǔ)器用.（2）最小功耗應(yīng)用系統(tǒng)是指為了保證正常運(yùn)行，系統(tǒng)的功耗最小.（3）典型應(yīng)用系統(tǒng)是指單片機(jī)要完成工業(yè)測(cè)控功能所必須的硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。第一章簡(jiǎn)易電子琴的硬件設(shè)計(jì)方案1.1 簡(jiǎn)易電子琴方案的論證與比較本次簡(jiǎn)易電子琴設(shè)計(jì)構(gòu)想：采用8個(gè)撥碼開關(guān)為輸入（其中SB1SB7為簡(jiǎn)易電子琴的彈奏按鍵,另外一個(gè)SB0乍為控制自動(dòng)彈奏預(yù)存琴譜的開關(guān)）；揚(yáng)聲器為輸出；由輸入控制輸出，即撥碼開關(guān)

7、控制揚(yáng)聲器；簡(jiǎn)易電子琴的功能與要求功能一彈奏：用戶每按一個(gè)鍵盤琴鍵就彈奏相應(yīng)的音符；功能二演奏：按下鍵盤上某一個(gè)指定的建后自動(dòng)彈奏預(yù)存琴譜功能；簡(jiǎn)易電子琴硬件設(shè)計(jì)方案的確定根據(jù)揚(yáng)聲器發(fā)聲原理可知：不同頻率的方波通過揚(yáng)聲器可發(fā)出不同的聲音。由此構(gòu)想運(yùn)用8253工乍在方式3的狀態(tài)下控制其2#計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)寄存器中的數(shù)值，然后將輸出端口OUT2產(chǎn)生的方波通過揚(yáng)聲器轉(zhuǎn)換成為聲音。為了實(shí)現(xiàn)彈奏按鍵（即撥碼開關(guān)）來控制揚(yáng)聲器，可以通過用撥碼開關(guān)改變8253（工乍在方式3的狀態(tài)下）2#計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)寄存器中的數(shù)值，8253輸出端口OUT2通過反相器后與揚(yáng)聲器相連接。最后要實(shí)現(xiàn)的就是將撥碼開關(guān)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)存入寄存器

8、中采用8255A并行接口特點(diǎn)，使端口A工作在方式0并作為輸出口，端口B工作在方式0,并作為輸入口。將撥碼開關(guān)與8255A的輸入端口B相連接?？删幊探涌谛酒?255A芯片：8255A的數(shù)據(jù)線、片選信號(hào)線、地址線、讀寫控制線等分別與系統(tǒng)總線相連，其中AB、C三個(gè)端口一排針形式引出，如下圖所示，端口地址如表2信號(hào)線寄存口編址IY03A口60HBa61H862H控制寄存器63H8253芯片：系統(tǒng)中，8253的0通道輸出線與8253的0#中斷請(qǐng)求線作為時(shí)鐘中斷信號(hào)。1#通道入口接1.8432MHz的信號(hào)源，輸出接8251的收發(fā)時(shí)鐘端，供串行通訊使用，這里的13計(jì)數(shù)器僅當(dāng)作一個(gè)分頻器使用。2#通道以排針形

9、式引出，開放給用戶使用，如下圖，所示系統(tǒng)中的8253端口地址如表2JD1D2JD1D2DO圖POP>JF261EpcZEpcpt'pc-pc3定時(shí)器，通過與門之后*3210OUTO圖DO口的地址,由它來控制揚(yáng)勿聲器的o.實(shí)際上由Pb才連到揚(yáng)聲器上的。CLK0D2D3簡(jiǎn)易電子琴的?軟件設(shè)計(jì)D41S1o13OUT1D52014GAT£1D615CLK1D7A82532+、CSRD1413WR17OUT2£11316GATE2AD123T13CLK2Al10865432Tc4L1920表28253端口地址表信號(hào)線寄存口編址IY02#0#寄存器40H#寄存器41H2#

10、寄存器42H控制寄存器43H*Y掃描所有行列將所有掃描值存入緩沖區(qū)返回彈奏程序功能設(shè)計(jì)DATASEGMENTTABLE1DB4DH,45H,3DH,39H,33H,2DH,28H;1,2,3,4,5,6,7的頻率DATAENDSSTACKSEGMENTSTACKDW64DUPSTACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:STACKSTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVAL,82H;8255初始化OUT63H,ALA0:INAL,61HOUT60H,ALCMPAL,00HJZA0CMPAL,02H;1,2,3,4,5,6,7的發(fā)音判斷JZF1CMPAL

11、,04HJZF2CMPAL,08HJZF3CMPAL,10HJZF4CMPAL,20HJZF5CMPAL,40HJZF6CMPAL,80HJZF7LOOPA0F1:MOVBX,OFFSETTABLE1;發(fā)音1CALLFYCALLDELAYJMPA0F2:MOVBX,OFFSETTABLE1;發(fā)音2INCBXCALLFYCALLDELAYJMPA0F3:MOVBX,OFFSETTABLE1;發(fā)音3ADDBX,2CALLFYCALLDELAYJMPA0F4:MOVBX,OFFSETTABLE1;發(fā)音4ADDBX,3CALLFYCALLDELAYJMPA0F5:MOVBX,OFFSETTABLE1;

12、發(fā)音5ADDBX,4CALLFYCALLDELAYJMPA0F6:MOVBX,OFFSETTABLE1;發(fā)音6ADDBX,5CALLFYCALLDELAYJMPA0F7:MOVBX,OFFSETTABLE1;發(fā)音7ADDBX,6CALLFYCALLDELAYJMPA0FYPROC;發(fā)音子程序A7:MOVAL,0B6H;8253初始化OUT43H,ALMOVAL,BXMOVAH,00HMOVDL,25HMULDLOUT42H,ALMOVAL,AHOUT42H,ALRETFYENDPDELAYPROC;延時(shí)子程序PUSHCXPUSHAXMOVCX,0040HA5:MOVAX,056CHA6:DEC

13、AXJNZA6LOOPA5POPAXPOPCXMOVAL,0BAH;改變8253的控制字10111010,工作于方式5MOVDX,43HOUTDX,ALRETDELAYENDPCODEENDSENDSTART3.2 自動(dòng)播放預(yù)存琴譜功能程序設(shè)計(jì)DATASEGMENTTABLE2DB4DH,4DH,33H,33H,2DH,2DH,33H,01HDB39H,39H,3DH,3DH,45H,45H,4DH,01HDB33H,33H,39H,39H,3DH,3DH,45H,01HDB33H,33H,39H,39H,3DH,3DH,45H,01HDATAENDSSTACKSEGMENTSTACKDW64

14、DUP(?)STACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:STACKSTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVAL,82H;8255初始化OUT63H,ALCMPAL,01H;擴(kuò)展功能JZF0F0:MOVBX,OFFSETTABLE2JZA1A1:INAL,61HCMPAL,01HJNZA4CALLFY；在彈奏程序中已編入可直接調(diào)用CALLDELAYINCBXMOVAL,BXTESTAL,0FFH;唱完一遍自動(dòng)停止JZA3JMPA1A3:PUSHAX;延時(shí)POPAXLOOPA3JMPA4A4:MOVAL,0BAH;改變8253的控制字，工作在方式5，使不

15、發(fā)聲MOVDX,43HOUTDX,ALJMPA0CODEENDSENDSTART簡(jiǎn)易電子琴主程序設(shè)計(jì)DATASEGMENTTABLE1DB4DH,45H,3DH,39H,33H,2DH,28H;1,2,3,4,5,6,7的頻率TABLE2DB4DH,4DH,33H,33H,2DH,2DH,33H,01HDB39H,39H,3DH,3DH,45H,45H,4DH,01HDB33H,33H,39H,39H,3DH,3DH,45H,01HDB33H,33H,39H,39H,3DH,3DH,45H,01HDATAENDSSTACKSEGMENTSTACKDW64DUP(?)STACKENDSCODES

16、EGMENTASSUMECS:CODE,DS:STACKSTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVAL,82H;8255初始化OUT63H,ALA0:INAL,61HOUT60H,ALCMPAL,00HJZA0CMPAL,01HJZF0CMPAL,02HJZF1CMPAL,04HJZF2CMPAL,08HJZF3CMPAL,10HJZF4CMPAL,20HJZF5CMPAL,40HJZF6CMPAL,80HJZF7LOOPA0F1:MOVBX,OFFSETTABLE1CALLFYCALLDELAYJMPA0F2:MOVBX,OFFSETTABLE1INCBXCALLFYCALLDE

17、LAYJMPA0F3:MOVBX,OFFSETTABLE1ADDBX,2CALLFYCALLDELAYJMPA0F4:MOVBX,OFFSETTABLE1ADDBX,3CALLFYCALLDELAYJMPA0F5:MOVBX,OFFSETTABLE1ADDBX,4CALLFYCALLDELAYJMPA0;擴(kuò)展功能;1，2，3，4，5，6，7的發(fā)音判斷;發(fā)音1;發(fā)音2;發(fā)音3;發(fā)音4;發(fā)音5;發(fā)音6F6:MOVBX,OFFSETTABLE1ADDBX,5CALLFYCALLDELAYJMPA0F7:MOVBX,OFFSETTABLE1ADDBX,6CALLFYCALLDELAYJMPA0;發(fā)音7

18、F0:MOVBX,OFFSETTABLE2JZA1A1:INAL,61HCMPAL,01HJNZA4CALLFYCALLDELAYINCBXMOVAL,BXTESTAL,0FFHJZA3JMPA1A3:PUSHAXPOPAXLOOPA3JMPA4A4:MOVAL,0BAHMOVDX,43HOUTDX,ALJMPA0FYPROCA7:MOVAL,0B6HOUT43H,ALMOVAL,BXMOVAH,00HMOVDL,25HMULDL;唱完一遍自動(dòng)停止;延時(shí);改變8253的控制字，工作在方式5，使不發(fā)聲;發(fā)音子程序;8253初始化OUT42H,ALMOVAL,AHOUT42H,ALRETFYEND

19、PDELAYPROCPUSHCXPUSHAX;延時(shí)子程序MOVCX,0040HA5:MOVAX,056CHA6:DECAXJNZA6LOOPA5POPAXPOPCXMOVAL,0BAH;改變8253的控制字10111010,工作于方式5MOVDX,43HOUTDX,ALRETDELAYENDPCODEENDSENDSTART第三章簡(jiǎn)易電子琴的安裝與調(diào)試4.1硬件調(diào)試連接簡(jiǎn)易電子琴系統(tǒng)的電路圖撥碼開關(guān)SBLSB7與8255A的PB俞入端口連接，將8253的CLK2f試驗(yàn)箱上的脈沖源連接，最后把82553的輸出端OUT通過反相器后接到揚(yáng)聲器。（由于GATE2端空載時(shí)保持高電平，所以不必連接）。將實(shí)驗(yàn)箱與微型計(jì)算機(jī)保持串口通訊成功。將匯編程序代碼輸入微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行硬件調(diào)試。4.2軟件調(diào)試把