1、微机原理课程设计电子琴概述 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
2、手能力。2、应使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
3、放该曲目。4、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
4、能。首先由9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
5、一个死循环，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
6、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： （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
7、芯片的键盘控制器，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（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（5）录音子程序流程图 （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
8、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,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,
9、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 COMMANDCALL 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
10、 AL,13H ;R COMMANDJNZ LP1MOV AX,4C00H ;QUIT TO DOSINT 21HLP1: JMP KEY1RE:CALL RE0 ;录音JMP LP1！OUTPUT:CALL OUTPUT0 ;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,
11、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 21H ;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 SEC
12、2,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PLAYEND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,A
13、LMOV 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 ;
14、读数据MOV BL,ALAND AL,07HAND BL,38HMOV CL,03SHR BL,CLCMP BL,00HJNZ LINE1。ADD AL,08HJMP QUIT1CMP BL,01HJNZ LINE2JMP QUIT1ADD 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 B
15、X,OFFSET LEDCLDLODSBMOV AH,ALXLAT ;键盘码转显示码，MOV DX,PORT0OUT DX,AL ;显示LOOP DISP1POP DXPOP CXPOP SIDISP ENDPMUSIC 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MOV SI,0MOV AL,DATA1SI ;取正弦波数据MOV DX,IO0832AOUT DX,AL ;放音CALL DELAY ;
16、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AND 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
17、;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,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
18、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、keybord（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
19、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
20、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。
