8088电子琴设计.doc

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1、课程设计(论文)题 目 名 称 简易电子琴设计 课 程 名 称 微型计算机原理与接口技术 学 生 姓 名 学 号 系 、专 业 信息工程系、计算机科学与技术 指 导 教 师 161任务及要求1.1任务： 按照音符来设定频率和8253定时/计数器的延时时间。8253的CLK0接1MHz时钟，GATE0接5V，OUT0接8255的PA0,J1接喇叭，编程使计算机的数字键1、2、3、4、5、6、7作为电子琴按键，按下即发出相应的音阶。1.2要求：1.2.1层以8255接八个开关K1K8，做电子琴按键输入。1.2.2 以8253控制扬声器，拨动不同的开关，发出相应的音阶。1.2.3扩展功能：1、录音：

2、记录所弹奏曲目 2、放录音：任意时刻重放最新记录曲目2设计思想在本次课程设计中，根据复杂程序设计思想模块化程序设计，分析和确定程序总体设计目标：电子琴基本功能及部分扩展功能后，将总体目标划分为若干模块（子程序，具体可见下）。21、程序设计的思路按以下顺序进行：211、 分析与确定程序总体设计目标。212、 将总体目标划分为若干模块。213、定义每个模块的具体任务，明确它与其他模块间的通信方式编写源程序，进行调试，包括：2131、简单电子琴主程序结合实验指导书的两程序，将其分为5个子程序，实现简单的播放和显示音阶的功能。2132、录音子程序实现记录弹奏曲目并播放的功能。首先由9触发，将输入的音阶

3、存入缓存区song中，输入的同时可以发声和显示。当再次按9时录制完成。2133、放音子程序本子程序实现放音功能。首先从8279键盘读出键码，判断，如果键码不是18即回到程序开始，如果是，即求出相应的时间常数的序号，取60次32个正弦波数据，播放32个数据，组成一个正弦波。播放60次后，从PORT1中取出值到AL，和1相与，判断是否有按键，如果有就进入死循环，直到下次按键为止。2134、源程序整体程序开始，显示提示信息，对缓存区、8279初始化。接着调用发音子程序，键盘子程序，在把AL送缓存区，实现发音和显示。接着对9键、0键、f键、r键进行逐个判断，当9按下时，调用录音子程序。当按下0时，播放

4、录制的曲目。当按下f键时，播放程序中预设的曲目。当检测到r时，退出到DOS状态。当每一个都检测不到时，退回到调用发音子程序，继续发音显示。从而实现有扩展功能的电子琴。214、模块连接，形成完整的程序3电路原理与电路图3.1、电路原理3.11、对于一个特定的/转换接口电路，CPU执行一条输出指令将数据送入/， 即可在其输出端得到一定的电压输出。给/转换器输入按正弦规律变化的数据， 在其输出端即可产生正弦波。对于音乐，每个音阶都有确定的频率。 各音阶标称频率值： 3.12、产生一个正弦波的数据可取32个（小于亦可），不同频率的区别，可通过调节向转换器输出数据的时间间隔,例如:发频率为261。1HZ

5、,周期为1/261.1=3.83ms，输出数据的时间间隔为3.83ms/320.12ms. 定时时间可以由8253配合8255来实现。按下某键后发音时间的长短可以由发出的正弦波的个数多少来控制。本程序中设置默认长度为60个正弦波。32、电路图 PC机扬声器电路4、算法描述与流程图41算法描述软件部分对整个系统来说起着重要的作用，在本电子琴系统中，软件可以分为六部分，主程序部分、发音子程序部分、放录音子程序部分、显示子程序部分、 键盘显示子程序、放录音子程序部分。42流程图421、主程序流程图开始显示缓存区，初始化8279初始化调用发音子程序调用键盘子程序键盘码送缓存区是否9键是否0键是否S键是

6、否R键录音子程序放录音子程序放歌子程序返回DOSYNNNYYYN422、发音子程序流程图 423、 放录音子程序流程图 42. 4、 显示子程序流程图入口调用键盘子程序键盘码存缓存区调用发音子程序调用显示子程序把键盘码输入song，inc al是否9键返回显示提示信息NY425、键盘显示子程序流程图 42. 6、放录音子程序流程图入口显示提示信息键盘码存缓存区调用显示子程序调用发音子程序al是否9返回YN5、程序清单DATA SEGMENTIOPORT EQU 0C400H-0280HPORT0 EQU IOPORT+2B0H ;8279 DATA PORTPORT1 EQU IOPORT+2

7、B1H ;8279 CTRL PORTSEC1 DB 0 ;HOUR HIGHTSEC2 DB 0 ;HOUP LOWMIN1 DB 0 ;MIN HIGHTMIN2 DB 0 ;MIN LOWHOUR1 DB 0 ;SEC HIGHTHOUR2 DB 0 ;SEC LOWLED DB 3FH,06,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H ;7段管对应的显示码DB 67H,37H,73H,31H,3EH,36H,66HIO8253A EQU IOPORT+280HIO8253B EQU IOPORT+283HIO8255A

8、EQU IOPORT+288HIO8255B EQU IOPORT+28BHIO0832A EQU IOPORT+290HDATA1 DB 80H,96H,0AEH,0C5H,0D8H,0E9H,0F5H,0FDHDB 0FFH,0FDH,0F5H,0E9H,0D8H,0C5H,0AEH,96HDB 80H,66H,4EH,38H,25H,15H,09H,04HDB 00H,04H,09H,15H,25H,38H,4EH,66H ;正弦波数据TIME DB 120,106,94,89,79,70,63,59 ;发不同音时8253的计数器初值DB 1.PRESS 18 TO PLAY,0DH,0

9、AH,0DH,0AHDB2.PRESS 9 TO RECORD,0DH,0AH,0DH,0AHDB3.PRESS 0 TO PLAY THE RECORD,0DH,0AH,0DH,0AHDB4.PRESS F TO PLAY THE SONG,0DH,0AH,0DH,0AHDB5.PRESS ANYKEY TO PAUSE/START WHEN PLAY THE RECORD,0DH,0AH,0DH,0AHNUM DB ? ;NUM为8253计数器初值的序号SONG DB 50 DUP(?)SONG1 DB 1,2,3,4,5,6,7,8,8,7,6,5,4,3,2,1,-1MSGPLAY D

10、B 0DH,0AH,0DH,0AH,RECORDING.PLESS 9 TO END,0DH,0AH,0DH,0AH,$MSGEND DB RECORD FINISHED.,0DH,0AH,0DH,0AH,0DH,0AH,0DH,0AH,$MSGPLAY1 DB 0DH,0AH,0DH,0AH,PLAYING.PRESS ANYKEY TO PAUSE.,0DH,0AH,0DH,0AH,$MSGEND1 DB PLAYING FINISHED.,0DH,0AH,0DH,0AH,$DATA ENDSSTACK1 SEGMENT PARA STACK STACKDB 50 DUP(0)STACK1

11、 ENDSCODE SEGMENTMAIN PROC FARASSUME CS:CODE,DS:DATASTART:MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,OFFSET MSGMOV AH,9INT 21H ;显示提示信息CLIMOV AX,DATAMOV DS,AXMOV SEC1,0MOV SEC2,0MOV MIN1,0MOV MIN2,0MOV HOUR1,0MOV HOUR2,0 ;显示缓存区初始化MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV AX,CSMOV DS,AXMOV DX,PORT1MOV AL,0D3H ;11010011 清除命令特征位OUT DX,A

12、L ;8279 CLEARMOV AL,2AH ;00101010 42分频，内部使用1MHZ/42的频率OUT DX,AL ;8279 CLOCKMOV AL,40HOUT DX,AL ;READ FIFO RAM COMMANDMOV AL,00H ;8个字符显示，左入口。编码扫描键盘，双键锁定。OUT DX,AL ;KEYBORD DISPLY MODEMOV AL,80H ;写入的存储单元地址为0000OUT DX,AL ;WRITE RAM COMMANDKEY1:CALL MUSIC ;发音CALL KEYBORD ;CALL KEYBORD AND DISPLYNEXT2:MOV

13、 HOUR2,ALMOV HOUR1,ALMOV MIN2,ALMOV MIN1,ALMOV SEC2,ALMOV SEC1,AL ;键盘码存入显示缓冲区LP0:CMP AL,9HJZ RECMP AL,0HJZ OUTPUTCMP AL,15JZ FUCMP AL,13H ;R COMMANDJNZ LP1MOV AX,4C00H ;QUIT TO DOSINT 21HLP1: JMP KEY1RE:CALL RE0 ;录音JMP LP1OUTPUT:CALL OUTPUT0 ;放录音JMP LP1FU:CALL OUTPUT1JMP LP1MAIN ENDPRE0 PROC NEAR ;录

14、音子程序MOV DX,OFFSET MSGPLAYMOV AH,9INT 21H ;显示录音提示信息LEA SI,SONGR:CALL KEYBORDMOV HOUR2,ALMOV HOUR1,ALMOV MIN2,ALMOV MIN1,ALMOV SEC2,ALMOV SEC1,AL ;键盘码存入显示缓冲区CALL MUSICCALL DISPMOV SI,AHCMP AH,9JZ QRE0INC SIJMP RQRE0:MOV DX,OFFSET MSGENDMOV AH,9INT 21H ;显示录音提示信息RETRE0 ENDPOUTPUT0 PROC NEAR ;放录音子程序MOV D

15、X,OFFSET MSGPLAY1MOV AH,9INT 21H ;显示PLAY提示信息LEA SI,SONGOU:MOV AL,SICMP AL,9JZ QRE1MOV HOUR2,ALMOV HOUR1,ALMOV MIN2,ALMOV MIN1,ALMOV SEC2,ALMOV SEC1,AL ;键盘码存入显示缓冲区CALL DISPMOV AL,AHCALL MUSICNEXT:INC SIJMP OUQRE1:MOV DX,OFFSET MSGEND1MOV AH,9INT 21H ;显示PLAYEND提示信息RETOUTPUT0 ENDPOUTPUT1 PROC NEAR ;放歌子

16、程序MOV DX,OFFSET MSGPLAY1MOV AH,9INT 21H ;显示PLAY提示信息LEA SI,SONG1OU1:MOV AL,SICMP AL,-1JZ QRE2MOV HOUR2,ALMOV HOUR1,ALMOV MIN2,ALMOV MIN1,ALMOV SEC2,ALMOV SEC1,AL ;键盘码存入显示缓冲区CALL DISPMOV AL,AHCALL MUSICNEXT1:INC SIJMP OU1QRE2:MOV DX,OFFSET MSGEND1MOV AH,9INT 21H ;显示PLAYEND提示信息RETOUTPUT1 ENDPKEYBORD PR

17、OC NEAR ;键盘子程序MOV DX,PORT1MOV AL,0D1HOUT DX,AL ;CLEAR DISPLAYWREP:CALL DISPMOV DX,PORT1IN AL,DX ;读状态AND AL,07H ;判断是否有按键JZ WREPKEYN: ;下一次的按键MOV DX,PORT0IN AL,DX ;读数据MOV BL,ALAND AL,07HAND BL,38HMOV CL,03SHR BL,CLCMP BL,00HJNZ LINE1ADD AL,08HJMP QUIT1LINE1:CMP BL,01HJNZ LINE2JMP QUIT1LINE2:ADD AL,10HQ

18、UIT1:RETKEYBORD ENDPDISP PROC NEAR ;显示子程序PUSH SIPUSH CXPUSH DXMOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,PORT1MOV AL,90HOUT DX,AL ;写地址为0000的显示缓存区命令，每次写入后地址自动加1指向下一次写入地址MOV SI,OFFSET SEC1MOV CX,0001MOV BX,OFFSET LEDDISP1:CLDLODSBMOV AH,ALXLAT ;键盘码转显示码MOV DX,PORT0OUT DX,AL ;显示LOOP DISP1POP DXPOP CXPOP SIQ:RETDISP END

19、PMUSIC PROC NEAR ;发音子程序PUSH SICMP AL,1JL QUITCMP AL,8JG QUIT ;若不在1-8之间转QUIT,不发音MOV NUM,AL ;求出相应的时间常数的序号MOV CX,60 ;取60次32个正弦波数据DDD:MOV SI,0LLL:MOV AL,DATA1SI ;取正弦波数据MOV DX,IO0832AOUT DX,AL ;放音CALL DELAY ;调延时子程序INC SICMP SI,32 ;是否取完32个数据JL LLL ;若没有,则继续LOOP DDD ;总循环次数60是否完,没有,则继续D: MOV DX,PORT1 ;扫描实现任意

20、键暂停 IN AL,DX ;读状态 AND AL,01H ;判断是否有按键 JNZ FFF ;按键延时 JMP QUITFFF: MOV CX,60 JMP DQUIT:POP SIRETMUSIC ENDPDELAY PROC NEAR ;延时子程序CCC: MOV BX,OFFSET TIMEMOV DX,IO8253B ;置8253通道0为方式0工作MOV AL,10HOUT DX,ALMOV DX,IO8255B ;设8255A口输入MOV AL,9BHOUT DX,ALMOV AL,NUM ;取相应的时间常数XLATMOV DX,IO8253AOUT DX,AL ;向8253通道0输

21、出KKK: MOV DX,IO8255AIN AL,DX ;从8255A口读一字节TEST AL,01 ;判PA0口是否为1JZ KKK ;若不为1,则转KKKRET ;子程序返回DELAY ENDPCODE ENDSEND START6、设计总结通过这次课程设计，让我在课本的基础上，更深入的了解了各种芯片的用法和程序的完成过程，调试方法及技巧。为了了解键盘，查找了不少8279芯片的资料，了解了键盘的初始化，存取缓存，扫描键盘，读取键码以及键码和显示码之间的转换。为了实现基本功能，认真研究了参考程序的意义，了解了电子琴的不同音阶放音功能的实现，长短音的实现，更深入了解了8253计时器的使用方法

22、。编写程序的过程中，我遇到了很多的问题。在此我特别要感谢帮助我的老师们，特别是 老师，没有他们，我就不能完成这个课程设计，是他们不厌其烦地帮我讲解。 经过这个课程设计，虽然时间比较短，完成任务的效果不是很理想，但是既然自己尝试过，就肯定学到了不少东西。这次课程设计对我综合运用所学知识的能力的提高有不小的帮助，之前做的实验都是很简单的编程，跟硬件结合也没有这么复杂，实现的功能都比较简单，可是这次要实现的功能相对来说比较复杂，要求掌握的知识比较综合。经过短短一周的课程设计，我认识到，课程设计能真正让人学到实际应用的东西的一门课程。收获比上几星期课还多。7、参考文献1、16/32位微机原理、汇编语言及接口技术（第二版）机械工业出版社钱晓捷、陈涛等。2、微机原理与接口技术课程设计机械工业出版社宋杰等。3、微型计算机接口技术及应用华中科技大学出版社刘乐善。4、汇编语言程序设计教程(周艳萍 邹伟著）清华大学出版社。