微机原理课程设计—电子琴的设计说明

课程设计任务书

学生：沛专业班级：电气0901

指导教师：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

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机扬声器的控制电路，接着介绍了相关接口芯片8255和8253的部结构和工作原理，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部结构图

PC机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

图3 8255方式控制字

方式控制字的

特征位

D7D6D5D4D3D2D1

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

PC7~PC4

输入/输出

1——输入

0——输出

B口

输入/输出

1——输入

0——输出

PC3~PC0

输入/输出

1——输入

0——输出

号，计数器工作在减1状态。其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部结构图

图5 8253控制字格式

PC机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。