微机原理课程设计——电子琴.doc

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1、目 录概述 1一设计内容与要求 1 二设计思想 1 三设计所用芯片及工作原理 2 四系统连线图 2 五连线图说明 3六程序流程图 3 七程序源代码 5 八设计过程中遇到的问题及解决方法 11九设计心得 11电子琴概述汇编语言与微机原理是计算机各专业一门重要的基础课,是必修的核心课程之一,对于训练学生掌握程序设计技术,熟悉上机操作和程序调试技术都有重要作用。因此该课程在整个教学计划中占有重要地位。本课程的目的和要求是:1、 应使学生掌握8086/8088宏汇编语言程序设计的基本方法和技巧,能够运用8086/8088宏汇编语言编写应用程序。提高学生分析问题、解决问题的能力以及实际动手能力。2、应使

2、学生基本掌握汇编语言程序设计的基本理论,方法和技巧,正确地使用结构化、模块程序设计技术。注意培养学生良好的程序设计风格。3、应使学生比较熟练地使用调试工具DEBUG调试8086/8088汇编语言程序。注意提高学生的调试能力。4、注意与前后相关课程的关系。使学生对前导课程有进一步的理解，同时为学习后继课程打好基础。一、 设计内容与要求编写一实现电子琴的程序，并实现若干扩展功能。基本功能：用8257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、录音：记录所弹奏曲目2、放录音：任意时刻重放最新记录曲目3、在程序中可预设一曲目，按一键实现播放该曲目。4、

3、在播放录制曲目或预设曲目时，按8279键盘上任意键可以暂停播放，再按一次从暂停处继续播放。5、程序运行时有友好的用户介面二、 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。程序设计的思路按以下顺序进行：1、分析与确定程序总体设计目标,2、将总体目标划分为若干模块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，进行调试，包括：A）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。B）录音子程序实现记录弹奏曲目并播放的功能。首先由9

4、触发，将输入的音阶存入缓存区song中，输入的同时可以发声和显示。当再次按9时录制完成。C）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。D）放歌子程序调用放音子程序。E） 暂停子程序在乐曲播放过程中，每调用一次MUSIC，就从PORT1中取出AL，检测AL个数，即每次发音后按键盘的次数。当检测到AL为1时，即按了一次任意就使程序进入一个死循环

5、，不发音，到此实现了暂停，然后再次按动任意键时，AL就为2，不为1，所以程序跳出死循环，继续从断开处调用乐曲，继续播放。G）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。5、模块连接，形成完整的程序三、 ：四、 设计所用芯片工作原理（1）对于一个特定的/转换接口电路，

6、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： （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/=，输出数据的时间间隔为32. 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。五、 系统连线图(1)8253和8255连接如下；五、 连线图说明计时器8253使用8279芯

7、片的键盘控制器，8279键盘在一个扩充板上，用一根20芯扁平电缆与实验台上扩展插头J7相连。并行控制器8255六、 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键是否R键录音子程序放录音子程序放歌子程序返回DOSYN&NNYYYN（1）主程序流程图（2）发音子程序流程图（3）键盘显示子程序流程图 （4）显示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YN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NY（5）录音子

8、程序流程图 （6）放录音子程序流程图七、 程序源代码STACK1 SEGMENT PARA STACK STACK、DB 50 DUP(0)STACK1 ENDSCODE SEGMENTMAIN PROC FARASSUME CS:CODE,DS:DATAMOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,OFFSET MSG*MOV 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 D

9、S,AXMOV AX,CSMOV DS,AXMOV DX,PORT1)MOV AL,0D3H ; 清除命令特征位OUT DX,AL ;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 COMMANDC

10、ALL MUSIC ;发音CALL KEYBORD ;CALL KEYBORD AND DISPLYNEXT2:MOV HOUR2,ALMOV HOUR1,ALMOV MIN2,AL!MOV MIN1,ALMOV SEC2,ALMOV SEC1,AL ;键盘码存入显示缓冲区CMP AL,9HJZ RECMP AL,0HJZ OUTPUTCMP AL,15,JZ FUCMP AL,13H ;R COMMANDJNZ LP1MOV AX,4C00H ;QUIT TO DOSINT 21HLP1: JMP KEY1RE:CALL RE0 ;录音JMP LP1！OUTPUT:CALL OUTPUT0

11、;放录音JMP LP1FU:CALL OUTPUT1JMP LP1MAIN ENDPRE0 PROC NEAR ;录音子程序MOV DX,OFFSET MSGPLAYMOV AH,9,INT 21H ;显示录音提示信息LEA SI,SONGCALL 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 R*MOV DX,OFFSET MSGENDMOV AH,9INT 2

12、1H ;显示录音提示信息RETRE0 ENDPOUTPUT0 PROC NEAR ;放录音子程序MOV DX,OFFSET MSGPLAY1MOV AH,9*INT 21H ;显示PLAY提示信息LEA SI,SONGMOV AL,SICMP AL,9JZ QRE1MOV HOUR2,ALMOV HOUR1,ALMOV MIN2,AL￥MOV MIN1,ALMOV SEC2,ALMOV SEC1,AL ;键盘码存入显示缓冲区CALL DISPMOV AL,AHCALL MUSICINC SIJMP OU】MOV DX,OFFSET MSGEND1MOV AH,9INT 21H ;显示PLAYE

13、ND提示信息RETOUTPUT0 ENDPOUTPUT1 PROC NEAR ;放歌子程序MOV DX,OFFSET MSGPLAY1MOV AH,9INT 21H ;显示PLAY提示信息LEA SI,SONG1MOV 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 MUSICINC SIJMP OU1!MOV DX,OFFSET MSGEND1MOV AH,9INT 21H ;显示PLAYEND

14、提示信息RETOUTPUT1 ENDPKEYBORD PROC NEAR ;键盘子程序MOV DX,PORT1MOV AL,0D1H|OUT DX,AL ;CLEAR DISPLAYCALL 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,PORT0*IN AL,DX ;读数据MOV BL,ALAND AL,07HAND BL,38HMOV CL,03SHR BL,CLCMP BL,00HJNZ LINE1。ADD AL,08HJMP QUIT1CMP BL,01HJNZ LINE2JMP Q

15、UIT1ADD AL,10HRETKEYBORD ENDPDISP PROC NEAR ;显示子程序PUSH SIPUSH CXPUSH DXMOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,PORT1MOV AL,90H|OUT 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1MOV SI,OFFSET SEC1MOV CX,0001MOV BX,OFFSET LEDCLDLODSBMOV AH,ALXLAT ;键盘码转显示码，MOV DX,PORT0OUT DX,AL ;显示LOOP DISP1POP DXPOP CXPOP SIDISP ENDPMUSIC PR

16、OC 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MOV SI,0MOV 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；MOV DX,PORT1 ;扫描实现任意键暂停IN AL,DX ;读状态AN

17、D AL,01H ;判断是否有按键JNZ FFF; ;按键延时JMP QUITFFF: MOV CX,60 JMP DPOP 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输出KKK: MOV DX,IO8255AIN AL,

18、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 START八、 设计过程中遇到的问题及解决方法1主程序简单电子琴功能主程序要求完成的功能有：电子琴简单功能实现以及利用由8279芯片控制的小键盘（含数码管、键盘阵列）实现控制电子琴。主程序由电子琴实验和键盘控制实验的两个程序有机组成，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：music（实现播放音阶）和delay（实现播放音阶时延时）；将原键盘控制程序改为1个主程序：key1、k

19、eybord（键盘扫描及输入）和disp（显示）。各个子程序通过寄存器al通信，al存有当前输入的键盘码，同时为music、disp两子程序服务。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源程序整体功能将各子程序调试完成后，进行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（功能分为若干子程序）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，这里基本用到的是寄存器al（内含键盘码），所以对al的使用应十分谨慎。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寄存器，保证调用之后主程

20、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点总结出的经验作为原则进行调试，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。九、 设计心得经过这个课程设计，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。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。首先，要实现题目要求的功能并有所创新，我们必须全心地投入其中，养成一种敢于钻研敢于创新的习惯。在把课程要求实现到实际中来的过程中，首先必须清楚明白地了解几个参考程序的每一行的意思，这就需要敢于静心钻研。其次，通过课程设计，让我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，查找了不少8279芯片的资料，了解了键盘为了实现基本功能，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。检查程序过程中，在充分思考的基础上多次实验是检查改正程序的良方。在设计扩展功能的过程中，大胆想像并且用多种思路来求解实现目标是必备的武器。