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)： 10212407230學(xué)生姓名： Y Y指導(dǎo)教師： G Q 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：專業(yè)班級(jí)：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(shuō)明書撰寫等具要求）使用匯編語(yǔ)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；

2、3.變調(diào)：按下鍵盤上某一指定鍵后，再?gòu)椬嗪脱葑鄷r(shí)琴鍵相應(yīng)的音符頻率變高；按下另一指定鍵后，再?gòu)椬嗪脱葑鄷r(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(shuō)明書要求撰寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。時(shí)間安排：所需時(shí)間（天）1231315撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告合計(jì)指導(dǎo)教師簽名：年月月日日系主任（或責(zé)任教師）簽名：年基于微機(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(guò)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)

3、不同，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(lè)芯片構(gòu)成音源模塊，效果不錯(cuò)，價(jià)格更低廉，如韓國(guó)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(lè)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

4、常生活中隨處可見。目錄前言第一章 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 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(lái)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 CPU，RAM，ROM，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)(single chipmicrocomputer).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)，

6、如開關(guān)狀態(tài)的輸入/輸出控制等。片內(nèi)有ROM/EPROM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(wú) ROM/EPROM的單片機(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 EPROM或 EEPROM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作為控制自動(dòng)彈奏預(yù)存琴譜的開關(guān)）；揚(yáng)聲器為輸

7、出 ；由輸入控制輸出，即撥碼開關(guān)控制揚(yáng)聲器；1.2 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；1.3 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(guò)揚(yáng)聲器可發(fā)出不同的聲音。由此構(gòu)想運(yùn)用8253工作在方式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OUT 產(chǎn)生的方波通過(guò)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(lái)控制揚(yáng)聲器，可以通過(guò)用撥碼開關(guān)改變28253（工作在方式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#OUT 通過(guò)反相器后與揚(yáng)聲器相連

8、接。2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A、 B、 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 表1 8255A端口地址表編址60H61H62H63H控制寄存器8253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，

9、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2表2 8253端口地址表編址40H41H42H43H控制寄存器61H 端口是8255并行接口B口的地址,由它來(lái)控制揚(yáng)聲器的.實(shí)際上由PB還加上一個(gè)8253定時(shí)器,通過(guò)與門之后才連到揚(yáng)聲器上的。第二章 簡(jiǎn)易電子琴的軟件設(shè)計(jì) 3.2 彈奏程序功能設(shè)計(jì)DATA SEGMENTTABLE1 DB 4DH,45H,3DH,39H,33H,2DH,28H ;1,2,3,4,5,6,7的頻率DATA ENDSSTACK SEGMENT STACKDW 64 DUP(?)S

10、TACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:STACKSTART: MOV AX, DATAMOV DS, AXMOV AL,82HOUT 63H,ALA0: IN AL,61HOUT 60H,ALCMP AL,00HJZ A0;8255初始化CMP AL,02HJZ F1;1，2，3，4，5，6，7的發(fā)音判斷CMP AL,04HJZ F2CMP AL,08H JZ F3CMP AL,10HJZ F4CMP AL,20HJZ F5CMP AL,40HJZ F6CMP AL,80HJZ F7LOOP A0F1: MOV BX, OFFSET TABLE1CALL

11、 FY;發(fā)音1;發(fā)音2CALL DELAYJMP A0F2: MOV BX, OFFSET TABLE1INC BXCALL FYCALL DELAYJMP A0F3: MOV BX, OFFSET TABLE1ADD BX,2;發(fā)音3;發(fā)音4;發(fā)音5;發(fā)音6;發(fā)音7CALL FYCALL DELAYJMP A0F4: MOV BX, OFFSET TABLE1ADD BX,3CALL FYCALL DELAYJMP A0F5: MOV BX, OFFSET TABLE1ADD BX,4CALL FYCALL DELAYJMP A0F6: MOV BX, OFFSET TABLE1ADD BX

12、,5CALL FYCALL DELAYJMP A0F7: MOV BX, OFFSET TABLE1ADD BX,6CALL FYCALL DELAYJMP A0 FY PROCA7: MOV AL, 0B6HOUT 43H, ALMOV AL, BXMOV AH, 00HMOV DL, 25HMUL DL;發(fā)音子程序;8253初始化OUT 42H, ALMOV AL, AHOUT 42H, ALRETFY ENDPDELAY PROCPUSH CX;延時(shí)子程序PUSH AXMOV CX,0040HA5: MOV AX,056CHA6: DEC AXJNZ A6LOOP A5POP AXPOP

13、 CXMOV AL,0BAHMOV DX,43HOUT DX,ALRET;改變8253的控制字1011 1010,工作于方式5DELAY ENDPCODE ENDSEND START3.3 自動(dòng)播放預(yù)存琴譜功能程序設(shè)計(jì)DATA SEGMENTTABLE2 DB 4DH,4DH,33H,33H,2DH,2DH,33H,01HDB 39H,39H,3DH,3DH,45H,45H,4DH,01HDB 33H,33H,39H,39H,3DH,3DH,45H,01HDB 33H,33H,39H,39H,3DH,3DH,45H,01HDATA ENDSSTACK SEGMENT STACKDW 64 DU

14、P(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:STACKSTART: MOV AX, DATAMOV DS, AXMOV AL,82H;8255初始化 OUT 63H,ALCMP AL,01HJZ F0;擴(kuò)展功能F0: MOV BX, OFFSET TABLE2JZ A1A1: IN AL,61HCMP AL,01HJNZ A4CALL FYCALL DELAYINC BX；在彈奏程序中已編入可直接調(diào)用MOV AL, BXTEST AL, 0FFHJZ A3;唱完一遍自動(dòng)停止JMP A1A3: PUSH AXPOP AX;延時(shí)LOOP A3JMP A4

15、A4: MOV AL,0BAH ;改變8253的控制字，工作在方式5，使不發(fā)聲MOV DX,43HOUT DX,ALJMP A0CODE ENDSEND START3.4 簡(jiǎn)易電子琴主程序設(shè)計(jì)DATA SEGMENTTABLE1 DB 4DH,45H,3DH,39H,33H,2DH,28HTABLE2 DB 4DH,4DH,33H,33H,2DH,2DH,33H,01HDB 39H,39H,3DH,3DH,45H,45H,4DH,01HDB 33H,33H,39H,39H,3DH,3DH,45H,01HDB 33H,33H,39H,39H,3DH,3DH,45H,01HDATA ENDS;1,

16、2,3,4,5,6,7的頻率STACK SEGMENT STACKDW 64 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:STACKSTART: MOV AX, DATAMOV DS, AXMOV AL,82HOUT 63H,AL;8255初始化A0: IN AL,61HOUT 60H,AL CMP AL,00HJZ A0CMP AL,01HJZ F0;擴(kuò)展功能CMP AL,02HJZ F1;1，2，3，4，5，6，7的發(fā)音判斷CMP AL,04HJZ F2CMP AL,08HJZ F3CMP AL,10HJZ F4CMP AL,20HJZ F5

17、CMP AL,40HJZ F6CMP AL,80HJZ F7LOOP A0F1: MOV BX, OFFSET TABLE1CALL FY;發(fā)音1;發(fā)音2CALL DELAYJMP A0F2: MOV BX, OFFSET TABLE1INC BXCALL FYCALL DELAYJMP A0F3: MOV BX, OFFSET TABLE1ADD BX,2;發(fā)音3;發(fā)音4;發(fā)音5;發(fā)音6CALL FYCALL DELAYJMP A0F4: MOV BX, OFFSET TABLE1ADD BX,3CALL FYCALL DELAYJMP A0F5: MOV BX, OFFSET TABLE1

18、ADD BX,4CALL FYCALL DELAYJMP A0F6: MOV BX, OFFSET TABLE1 ADD BX,5CALL FYCALL DELAYJMP A0F7: MOV BX, OFFSET TABLE1ADD BX,6;發(fā)音7CALL FYCALL DELAYJMP A0F0: MOV BX, OFFSET TABLE2JZ A1A1: IN AL,61HCMP AL,01HJNZ A4CALL FYCALL DELAYINC BXMOV AL, BXTEST AL, 0FFHJZ A3;唱完一遍自動(dòng)停止;延時(shí)JMP A1A3: PUSH AXPOP AXLOOP A3

19、JMP A4A4: MOV AL,0BAHMOV DX,43HOUT DX,ALJMP A0;改變8253的控制字，工作在方式5，使不發(fā)聲FY PROC;發(fā)音子程序;8253初始化A7: MOV AL, 0B6HOUT 43H, ALMOV AL, BXMOV AH, 00HMOV DL, 25HMUL DLOUT 42H, ALMOV AL, AHOUT 42H, ALRETFY ENDPDELAY PROCPUSH CX;延時(shí)子程序PUSH AX MOV CX,0040HA5: MOV AX,056CHA6: DEC AXJNZ A6LOOP A5POP AXPOP CXMOV AL,0BAHMOV DX,43HOUT DX,AL;改變8253的控制字1011 1010,工作于方式5RETDELAY ENDPCODE ENDSEND START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)SB0SB7與8255A的PB輸入端口連接，將8253的CLK2與試驗(yàn)箱上的脈沖