电子琴设计(微机原理课程设计)24301.pdf

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1、-.z.微机原理课程设计 电子琴设计 一、设计内容 编写一实现电子琴的程序，并实现假设干扩展功能。根本功能：用键盘输入对应的七个音阶，通过实验箱的喇叭发出声音，并通过七段数码管显示输入音阶；扩展功能：1、在程序中可预设多首曲目，按一键可以进入预设子菜单，对要播放的曲目进展选择，并实现播放该曲目。2、程序运行时有友好的用户介面。3.当弹奏不同音阶时，双色点阵 LED 显示器显示不同的图案 二、元件与仪器 1计时器 8253 2并行控制器 8255A 3实验台 三、设计原理、思路及流程图 1、设计原理 1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

2、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：2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-.z.调节向转换器输出数据的时间间隔,例如:发频率为 261。1HZ,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*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。3实验台上的七段数码管为共阴型，段码采用同相驱动，输入端加高电平,选中的数码管亮，位码加反相驱动器，

3、位码输入端高电平选中。(4)点阵 LED 显示器是将许多 LED 类似矩阵一样排列在一起组成的显示器件，双色点阵 LED 是在每一个点阵的位置上有红绿或红黄或红白两种不同颜色的发光二极管。当微机输出的控制信号使得点阵中有些 LED 发光，有些不发光，即可显示出特定的信息，包括汉字、图形等。车站广场由微机控制的点阵 LED 大屏幕广告宣传牌随处可见。(5)实验仪上设有一个共阳极 88 点阵的红黄两色 LED 显示器，其点阵构造如下图。该点阵对外引出 24 条线，其中 8 条行线，8 条红色列线，8 条黄色列线。假-.z.设使*一种颜色、*一个 LED 发光，只要将与其相连的行线加高电平，列线加低

4、电平即可。例如欲显示汉字年，采用逐列循环发光。首先由年的点阵轮廓，确定点阵代码如下图根据年的点阵代码，确定逐列循环发光的顺序如下：行代码输出 44H；红色列代码输 01H；第一列 2 个红色 LED 发光。行代码输出 54H；红色列代码输 02H；第二列 3 个红色 LED 发光。行代码输出 54H；红色列代码输 04H；第三列 3 个红色 LED 发光。行代码输出 7FH；红色列代码输 08H；第四列 7 个红色 LED 发光。行代码输出 54H；红色列代码输 10H；第五列 3 个红色 LED 发光。行代码输出 DCH；红色列代码输 20 H；第六列 5 个红色 LED 发光。行代码输出

5、44H；红色列代码输 40 H；第七列 2 个红色 LED 发光。行代码输出 24H；红色列代码输 80 H；第八列 2 个红色 LED 发光。2、电路连接图如下：(1)8253 和 8255 连接如下 2.实验仪上的点阵 LED 及驱动电路的行代码、红色列代码、黄色列代码各用一片 74LS273 锁存。行代码输出的数据通过行驱动器 7407 加至点阵的 8 条行线上，红和黄列代码的输出数据通过驱动器 DS75452 反相后分别加至红和黄的列-.z.线上。行锁存器片选信号为 CS1,红色列锁存器片选信号为 CS2，黄色列锁存器片选信号为 CS3。分别接上 298h,2a0h,2a8h.3设计思

6、路 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：电子琴根本功能及局部扩展功能后，将总体目标划分为假设干模块子程序，具体可见下。程序设计的思路按以下顺序进展：1 分析与确定程序总体设计目标 2 将总体目标划分为假设干模块 3 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 4 编写源程序，进展调试，包括：简单电子琴主程序 结合实验指导书的两程序，将其分为假设干个子程序，实现简单的播放和显示音阶的功能。发音子程序 本子程序实现放音功能。首先从键盘读出键码，判断，如果键码不是 189 除外即仍然处于音阶输入准备状态，如果是，即求出相应的时间常数的序号，取

7、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，然后判断是否有按键，如果有就进入死循环，直到下次按键为止。放歌子程序 本子程序实现播放预置在程序中的歌曲，并加上一个选择子程序段，可通过选择进入不同曲目，进而实现播放不同的歌曲，播放时直接调用放音子程序-.z.Led 显示子程序 本程序实现从键盘输入一位十进制数字09，在七段数码管上显示出来。显示广告版子程序 本子程序实现在广告板上在输入不同音阶时有我们自行设计的图案显示。输入不同图案相关的代码，然后调用图案显示判断程序段。对其进展判断，然后进入图案显示代码，最终显示不同的图案。源程序整体 程序开场，显示提示信

8、息，接着调用发音子程序，实现发音和显示。接着对9 键进展判断、当 9 按下时，调用放音子程序。然后 iujinru 选择，选择喜欢的歌曲并进展播放。当检测到 esc 时，退出。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。5 模块连接，形成完整的程序 6 编写程序文档 4流程图 以下用主程序与子程序配合流程图其进展说明。1主程序流程图-.z.2发音子程序流程图 3led显示子程序 4显示广告板子程序 5放音子程序 开场 调用发音子程序 使用键盘输入 是否 1 到 8 键 放音子程序 N Y 退出 是 esc 键 是否 9 键 N Y 调用广告版子程序 L

9、ed 子程序 Y-.z.四、源程序 STACK SEGMENT PARA STACKSTACK DB 100 DUP(0)STACK ENDS DATA SEGMENT IOPORT EQU 0C400H-0280H IO8255A EQU IOPORT+288H 开场 调用发音子程序 用键盘输入喜欢歌曲的序号1-3 是否 1 到 3 键 放音子程序 Y N Y 退出 是 esc 键 是否 9 键 Y 调用广告版子程序 Led 子程序 N N-.z.IO8255C EQU IOPORT+28AH IO8255B EQU IOPORT+28BH IO8253A EQU IOPORT+280H I

10、O8253B EQU IOPORT+283H IO0832A EQU IOPORT+290H PROT EQU 0C400H-280H PROTH EQU PROT+298H PROTLR EQU PROT+2A0H PROTLY EQU PROT+2A8H DATA1 DB 80H,96H,0AEH,0C5H,0D8H,0E9H,0F5H,0FDH DB 0FFH,0FDH,0F5H,0E9H,0D8H,0C5H,0AEH,96H DB 80H,66H,4EH,38H,25H,15H,09H,04H DB 00H,04H,09H,15H,25H,38H,4EH,66H ;正弦波数据 LED

11、DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH MESG1 DB 0DH,0AH,INPUT A NUM(1-8=PLAY PIANO,9=PLAY MUSIC,ESC=E*IT):,0DH,0AH,$MESG2 DB 0DH,0AH,PLEASE CHOOSE THE MUSIC YOU LIKE(1-AAA,2-BBB):,0DH,0AH,$TIME DB 120,110,100,90,81,72,55,42;发不同音时8253的计数器初值 NUM DB ;NUM为8253计数器初值的序号-MESS DB STRIKE ANY KEY,RETURN T

12、O DOS!,0AH,0DH,$MIN1 DB 00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H COUNT DB 0 JNUM DB ;JNUM用来存储输入数字 MUSIC DB 30H,31H,31H,35H,35H,36H,36H,35H,30H,30H,34H,34H,33H,33H,32H,32H,31H,100 DUP(30H);,35H,35H,34H,34H,33H,33H,32H,35H,35H,34H,34H,33H,33H,32H,31H,31H,35H,35H,36H,36H,35H,34H,34H,33H,33H,3;2H,32H,31H,QMUSIC

13、DB DOWN DB 31H,32H,33H,34H,35H,36H,37H,38H,38H,37H,36H,35H,34H,33H,32H,31H,100 DUP(30H)PP DB TT DB LMUSIC EQU 45 BUFF1 DB 00H,00H,18H,3CH,3CH,18H,00H,00H BUFF2 DB 00H,1EH,0AH,46H,62H,50H,78H,00H BUFF3 DB 00H,06H,06H,60H,60H,06H,06H,00H BUFF4 DB 24H,66H,0E7H,00H,00H,0E7H,66H,24H BUFF5 DB 42H,0E7H,42H

14、,18H,18H,42H,0E7H,42H BUFF6 DB 66H,24H,81H,0C3H,0C3H,81H,24H,66H BUFF7 DB 24H,66H,00H,0DBH,0DBH,00H,66H,24H BUFF8 DB 0CBH,99H,10H,0C6H,63H,08H,99H,0D3H DATA ENDS CODE SEGMENT-.z.ASSUME CS:CODE,DS:DATA START:MOV TT,1 MOV A*,DATA MOV DS,A*MOV D*,IO8255B ;使8255的A口为输出方式 MOV A*,92H OUT D*,AL MOV QMUSIC,0

15、 JMP SSS ZERO:MOV QMUSIC,0 SSS:CMP QMUSIC,LMUSIC JE ZERO CMP QMUSIC,0 JE SSS4 JMP SSS3 SSS4:MOV D*,OFFSET MESG1 MOV AH,9 INT 21H ;显示提示信息 MOV AH,7 INT 21H ;从键盘接收字符,不回显 SSS3:CMP AL,39H JE PLAY0 CMP QMUSIC,0 JE OO JMP PLAY OO:CMP AL,1BH JE E*IT ;假设为ESC键,则转E*IT CMP AL,30H JE SOFTDLY ;MOV DI,OFFESET RECO

16、RD ;MOV DI,AL ;INC DI CMP AL,31H JL SSS CMP AL,38H JG SSS ;假设不在1-8之间转SSS MOV JNUM,AL SUB AL,31H MOV NUM,AL ;求出相应的时间常数的序号 MOV C*,60 ;取60次32个正弦波数据 SSS2:MOV AL,JNUM SUB AL,30H ;将所得字符的ASCII码减30H MOV B*,OFFSET LED ;B*为数码表的起始地址*LAT ;求出相应的段码-.z.MOV D*,IO8255C ;从8255的C口输出 OUT D*,AL DDD:MOV SI,0 LLL:MOV AL,D

17、ATA1SI ;取正弦波数据 MOV D*,IO0832A OUT D*,AL ;放音 CALL DELAY ;调延时子程序 INC SI CMP SI,32 ;是否取完32个数据 JL LLL ;假设没有,则继续 LOOP DDD ;总循环次数60是否完,没有,则继续 MOV C*,0002H CALL NIAN ;-CALL NIAN ;CALL NIAN JMP SSS ;转SSS E*IT:MOV AH,4CH INT 21H PLAY0:CMP TT,1 JE TT1 MOV D*,OFFSET MESG2 MOV AH,9 INT 21H ;显示子菜单 MOV AH,7 INT 2

18、1H ;输入子菜单命令 MOV PP,AL PLAY:MOV AL,QMUSIC CMP PP,32H JE PLAY2 CMP PP,31H JNE PLAY0 MOV B*,OFFSET MUSIC PLAY3:*LAT MOV CL,QMUSIC ADD CL,01H MOV QMUSIC,CL JMP OO TT1:MOV TT,0 MOV PP,32H PLAY2:MOV B*,OFFSET DOWN JMP PLAY3 SOFTDLY:MOV BL,10 DELAY4:MOV C*,0FFFFH WAIT3:LOOP WAIT3-.z.DEC BL JNZ DELAY4 JMP S

19、SS DELAY PROC NEAR ;延时子程序 CCC1:MOV B*,OFFSET TIME MOV D*,IO8253B ;置8253通道0为方式0工作 MOV AL,10H OUT D*,AL MOV AL,NUM ;取相应的时间常数 *LAT MOV D*,IO8253A OUT D*,AL ;向8253通道0输出 KKK:MOV D*,IO8255A IN AL,D*;从8255A口读一字节 TEST AL,01 ;判PA0口是否为1 JZ KKK ;假设不为1,则转KKK RET ;子程序返回 DELAY ENDP NIAN PROC NEAR START2:MOV A*,DA

20、TA MOV DS,A*MOV D*,OFFSET MESS AGN:MOV C*,80H D2:MOV SI,OFFSET MIN1 MOV AH,01H PUSH C*MOV C*,0008H NE*T:MOV AL,JNUM CALL BUFF MOV D*,PROTH OUT D*,AL MOV AL,AH MOV D*,PROTLR OUT D*,AL ;显示第一行红 SHL AH,01 INC SI PUSH C*MOV C*,0FFFFH DELAY2:LOOP DELAY2 ;延时 POP C*LOOP NE*T POP C*CALL DELAY LOOP D2-.z.MOV

21、AL,00 MOV D*,PROTLR OUT D*,AL CMP QMUSIC,0 JE C1 RET C1:MOV AH,01 INT 16H JNZ BACK AGN1:MOV C*,80H ;AGN1为显示黄色 D1:MOV SI,OFFSET MIN1 MOV AH,01 PUSH C*MOV C*,0008H NE*T1:MOV AL,JNUM CALL BUFF MOV D*,PROTH OUT D*,AL MOV AL,AH MOV D*,PROTLY OUT D*,AL SHL AH,01 INC SI PUSH C*MOV C*,0FFFFH DELAY1:LOOP DEL

22、AY1 MOV C*,0FFFFH DELAY3:LOOP DELAY3 POP C*LOOP NE*T1 POP C*CALL DELAY LOOP D1 MOV AL,00 MOV D*,PROTLY OUT D*,AL CMP QMUSIC,0 JE C2 RET C2:MOV AH,01 INT 16H JNZ BACK JMP AGN BACK:RET-.z.;-DELAY0 PROC NEAR ;延迟子程序 PUSH C*MOV C*,0FFFFH CCC:LOOP CCC POP C*RET DELAY0 ENDP;-;-BUFF PROC NEAR ;代码选择判断子程序 JUD

23、GE1:CMP AL,31H JE L1 CMP AL,32H JE L2 CMP AL,33H JE L3 CMP AL,34H JE L4 CMP AL,35H JE L5 CMP AL,36H JE L6 CMP AL,37H JE L7 CMP AL,38H JE L8 ;JMP A2 L1:MOV AL,SI MOV B*,OFFSET BUFF1 *LAT RET ;得到第一行码 L2:MOV AL,SI MOV B*,OFFSET BUFF2 *LAT RET L3:MOV AL,SI MOV B*,OFFSET BUFF3 *LAT RET L4:MOV AL,SI MOV B

24、*,OFFSET BUFF4 *LAT RET-.z.L5:MOV AL,SI MOV B*,OFFSET BUFF5 *LAT RET L6:MOV AL,SI MOV B*,OFFSET BUFF6 *LAT RET L7:MOV AL,SI MOV B*,OFFSET BUFF7 *LAT RET L8:MOV AL,SI MOV B*,OFFSET BUFF8 *LAT RET BUFF ENDP NIAN ENDP CODE ENDS END START 五、调试情况及其分析 源程序完成后，进展子程序与程序的调试工作，程序调试过程、完成情况及其分析按以下顺序进展：1 主程序简单电子琴

25、功能 主程序要求完成的功能有：电子琴简单功能实现及将音阶用数码管显示，主程序由电子琴实验程序有机组成，两个程序简单拼凑在一齐是不能实现的。经过实际调试和修改，将原电子琴程序改为 2 个子程序：实现播放音阶和实现播放音阶时延时；并参加了数码管显示的子程序以及广告版显示图案程序。然后播放预存歌曲由放歌子程序完成。调试后，主程序能实现课程设计要求的功能，并且界面清晰、操作容易。2 子程序放歌已预存功能 此功能将一首预存的歌曲播放，此功能可以调用放音的子程序实现，唯一不同就-.z.是根据键盘的输入控制，选择播放的缓存区是预存歌缓存区。然后通过键盘选择所要播放的歌曲曲目 3 源程序整体功能 将各子程序调

26、试完成后，进展最后的源程序整体功能调试。调试过程中我们注意到：a 程序模块化功能分为假设干子程序能使源程序清晰，调试简单，因此在调试中我们还将源程序进一步模块化。b 注意子程序之间的通信方式，c 调用子程序前，使用 push/pop 保护了一些子程序会用到的主程序同时会用到的存放器，保证调用之后主程序的顺利执行。在调试过程中出现的一些小问题，我们都根据以上 3 点总结出的经历作为原则进展调试，调试过程十分顺利。最后根据电子琴的实际用途加上了一些必要清晰的提示性语句，使界面更加友好。六、实验总结：微机原理与应用这门课程刚刚于上学期完毕，但是由于以前我们实验课时实在是太少了，还有经过寒假的放松，所

27、以这次试验刚开场时最大的感觉就是以前学过的东西要不就是忘记了，或是记得的东西很难一下子拿出来应用。这个不仅是在微机原理这门课，包括其他的课程设计也是开场会遇到知识与应用衔接不起来的困境。通过教师的提示及相关实验指导书的资料我们找到了入手点，这点也是我觉得题目设置的比拟合理的一点：在已有根底题目的根底上参加创新内容。在根底功能的实现上并没有遇到问题，主要也是有参考内容的知道，同时通过参考内容-.z.更好的把握了设计的整体思路及各个模块的细节。但是在拓展功能上就有不少的问题。就如我所做的电子琴来说，根本功能的程序已经在那里，但是如何使它可以同时用数码管显示音阶呢？我们就找到了数码管显示的相关程序，

28、但是直接相拼接显然是不行的，他们的端口还有重叠的地方，还有就是 8255，8253 两块芯片的相关使用指令，这些都是关系到我们程序是否实现功能的所在。我们通过翻阅相关资料，逐步解决了相关的问题，然后我们同时也想到了将我们的电子琴做得与众不同，所以想到了旁边的点阵 LED 显示器，为了使我们的方案成功，同样的我们也翻阅了很多的资料，最后终于完成。最后在教师的提示下，我们完成了在程序中预置歌曲的功能，还有开机音乐，但是在录制歌曲时出现了问题。我们试了很久，但是最后还是无果而终，留下了一丝遗憾。也希望在以后的实际问题中，能够得到相关解决。也希望教师能够在汇编这一方面多给我们指导。除了微机相关的知识，我通过这个实验更深刻了体会了数字与模拟之间的关系和相互转换的规律。七、关于微机原理课程,实验课及课程设计的建议和意见 通过之前是微机实验和此次课程设计感触最深的一点就是：就是上学期我们微机实验课的课时是在是太少啦，以致于留给我们做实验的时间实在是太少了，所以我们虽然完成了书本知识的学习，但是我们能够真正运用的东西太少了。所以这次的课程设计提供应我们这个绝好的时机，让我们能得到学以致用的时机。我希望以后这样能够让我们动手体验的时机可以更多一些。