【正文】 第一篇：微機(jī)原理及應(yīng)用 電子琴課程設(shè)計(jì)科技學(xué)院 微機(jī)原理及應(yīng)用 課 程 設(shè) 計(jì)設(shè)計(jì)名稱： 設(shè)計(jì)模擬電子琴 模擬 指導(dǎo)老師： 指導(dǎo)老師：設(shè)計(jì)者姓名：專業(yè)班級：自動化 學(xué) 號：設(shè)計(jì)時(shí)間： 摘 要：本文通過 8255 和 8253 來實(shí)現(xiàn)電子琴模擬，主要可以分成兩部分，分別為輸入部分和發(fā)音部分。輸入部分：主要是由 8255 和 8 個(gè)常開型開關(guān)來完成。發(fā)音部分：CUP 通過對定時(shí)器 8253 的通道 2 進(jìn)行編程，使其 I/O 寄存器接收一 個(gè)控制聲音頻率的 16 位計(jì)數(shù)值，端口 61H 的最低位控制通道 2 門控的開斷，以 產(chǎn)生特殊的音響。本文用到的是 8253 的方式 3——方波發(fā)生器。關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞：8253 定時(shí)器；8255；電子琴引言 ：8253 芯片是常用的可編程計(jì)數(shù)器，在微機(jī)中有著極其重要的作用。常用于事件計(jì)數(shù)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，分頻器，方波發(fā)生器，硬件觸發(fā)的單脈沖發(fā)生器 等。計(jì)數(shù)器/定時(shí)器 8253 包括 3 個(gè)獨(dú)立的 16 位計(jì)數(shù)器通道，而每個(gè)計(jì)數(shù)器都有 6 種工作方式，可以按二進(jìn)制或十進(jìn)制（BCD 碼）進(jìn)行計(jì)數(shù)。本文用到的是 8253 的方式 3——方波發(fā)生器來實(shí)現(xiàn)了簡易電子琴的設(shè)計(jì)。 8253 簡介8253 為可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一片 8253 上有 3 個(gè)獨(dú)立的 16 位計(jì)數(shù)器通道，可以作為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器使用，每個(gè)計(jì)數(shù)器都可設(shè)定為按照二進(jìn)制或 BCD 碼進(jìn)行 計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)速率可達(dá) 2MHZ，每個(gè)計(jì)數(shù)器有 6 種工作方式，可編程設(shè)置和改變。如下圖為 8253 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。在圖中可以清楚地看到，8253 主要是由數(shù)據(jù)總線 緩沖存儲器，讀寫控制電路，控制字寄存器和 3 個(gè)通道 4 部分所組成。8253 內(nèi)部結(jié)構(gòu)【1】（如圖 1 所示）及外部引腳【1】（如圖 2 所示）圖 1：8253 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖 2：8253 引腳圖8253 的控制字和編程【1】 如圖 3 所示圖 3：8253 控制字 的工作方式 3——方波發(fā)生器【1】方式 3 的波形如圖 4 所示，它的特點(diǎn)是：（1）輸出為周期性的方波。若計(jì)數(shù)值為 N，則輸出方波的周期是 N 個(gè) CLK 脈沖 的寬度。（2）寫入控制字后，輸出將變?yōu)楦唠娖?，?dāng)寫入計(jì)數(shù)初值后，就開始計(jì)數(shù)，輸 出仍為高電平； 當(dāng)計(jì)數(shù)到初值的一半時(shí)，輸出變?yōu)榈碗娖?，直至?jì)數(shù)到 0，輸出又變?yōu)楦唠娖剑匦麻_始計(jì)數(shù)。（3）若計(jì)數(shù)值為偶數(shù)，則輸出對稱方波；如果計(jì)數(shù)值為奇數(shù)，則前（N+1）/2 個(gè) CLK 脈沖期間輸出為高電平，后（N1）/2 個(gè) CLK 脈沖期間輸出為低電平。（4）GATE 信號能使計(jì)數(shù)過程重新開始，GATE=1 允許計(jì)數(shù)，GATE=0 禁止計(jì)數(shù)。停止后 OUT 將立即變高電平，當(dāng) GATE 再次變高以后，計(jì)數(shù)器將自動裝入 計(jì)數(shù)初值，重新開始計(jì)數(shù)。圖 4：8253 工作方式 3 波形 的簡介【2】8255 是一個(gè) 40 引腳的雙列直插式集成電路芯片。按功能可把 8255 分為三 個(gè)邏輯電路部分，即：口電路、總線接口電路和控制邏輯電路。8255 共有三個(gè) 8 位口，其中 A 口和 B 口是單純的數(shù)據(jù)口，供數(shù)據(jù) I/O 使用。而 C 口則既可以作數(shù) 據(jù)口，又可以作控制口使用，用于實(shí)現(xiàn) A 口和 B 口的控制功能?？偩€接口電路用 于實(shí)現(xiàn) 8255 和單片微機(jī)的信號連接。其中包括：數(shù)據(jù)總線緩沖器，讀/寫控制邏 輯，控制邏輯電路。內(nèi)部的結(jié)構(gòu)如圖所示圖 5：8255 結(jié)構(gòu)圖8255A 的方式控制字如圖 6 所示圖 6：8255A 的方式控制字 8235 和 8255 設(shè)計(jì)簡易電子琴設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 以 K1K8 接 8255 的 A 口做為電子琴的鍵盤分別輸入靜音、do、re、mi、fa、sol、la、si 的音，以 8255 的 B 口作為輸出。用 8253 定時(shí)器產(chǎn)生頻率 控制揚(yáng)聲器發(fā)生。 8255 接八個(gè)開關(guān) K1K8，做電子琴按鍵輸入。 8253 控制揚(yáng)聲器，發(fā)出相應(yīng)的音階。要求： K1—靜音 K2—發(fā) si 的音 493Hz K3—發(fā) la 的音 440Hz K4—發(fā) sol 的音 392Hz K5—發(fā) fa 的音 349Hz K6—發(fā) mi 的音 329Hz K7—發(fā) re 的音 293Hz K8—發(fā) do 的音 261Hz設(shè)計(jì)原理【3】：通過 8255 和 8253 來實(shí)現(xiàn)電子琴模擬，主要可以分成兩部分，分別為輸入部分和發(fā)音部分。輸入部分：主要是由 8255 和 8 個(gè)常開型開關(guān)來完成。發(fā)音部分：CUP 通過對定時(shí)器的通道 2 進(jìn)行編程，使其 I/O 寄存器接收一個(gè) 控制聲音頻率的 16 位計(jì)數(shù)值，端口 61H 的最低位控制通道 2 門控的開斷，以產(chǎn) 生特殊的音響。當(dāng)定時(shí)器接收的計(jì)數(shù)值為 533H 時(shí)，能產(chǎn)生 896Hz 的聲音，因此產(chǎn)生其他頻率的計(jì)數(shù)值就可由下式計(jì)算計(jì)數(shù)值=533H*896/f=1234DCH/f當(dāng)通道 2 用于發(fā)聲時(shí)，采用的是模式 3，在模式 3 下，輸出線為“1”和為“0” 的時(shí)間各占計(jì)數(shù)時(shí)間的一半，因而產(chǎn)生一系列間隔均勻的脈沖。從定時(shí)器輸出的方波信號，經(jīng)功率放大和濾波后驅(qū)動揚(yáng)聲器。送到揚(yáng)聲器的信號 還受到了從并行接口芯片 8255（端口地址為 61H）來的雙重控制，端口 61H 的最 低位控制通道 2 的門控開斷，以產(chǎn)生特殊的音頻信號，端口 61H 的 PB1 位和定時(shí) 器的輸出信號同時(shí)作為與門的輸入，PB0 和 PB1 位可由程序決定為 0 還是為 1。顯然只有 PB0 和 PB1 都是 1 時(shí)，才能使揚(yáng)聲器發(fā)出聲音?？刂埔糸L的時(shí)間可以簡 單地通過反復(fù)執(zhí)行指令來得到。執(zhí)行 2801 次 LOOP 指令約需要 10MS 的時(shí)間。因 此用 10MS 的倍數(shù)值來控制揚(yáng)聲器開關(guān)的時(shí)間間隔，就可控制發(fā)聲的音長了。（1）程序流程圖（2）程序流程圖如圖所示：圖 7：流程圖（2）程序清單發(fā)音部分程序源代碼如下把計(jì)數(shù)值送 8253 前，必須先把 8253 進(jìn)行初始化，使其選用通道 2，工作在 方式 3 下。MOV AL,0B6HOUT 43H,AL；43H 為 8253 的控制字端口計(jì)算計(jì)數(shù)初值，計(jì)數(shù)值送到 8253，用以產(chǎn)生需要的發(fā)音頻率利用定時(shí)器發(fā) 聲。這里是通過硬件即 8253 定時(shí)器產(chǎn)生聲音。CUP 通過對定時(shí)器的通道 2 進(jìn)行 編程，使其 I/O 寄存器接收一個(gè)控制聲音頻率的 16 位計(jì)數(shù)值，端口 61H 的最低 位控制通道 2 門控的開斷，以產(chǎn)生特殊的音響。當(dāng)定時(shí)器接收的計(jì)數(shù)值為 533H 時(shí)，能產(chǎn)生 896Hz 的聲音，因此產(chǎn)生其他頻率的計(jì)數(shù)值就可由下式計(jì)算： 計(jì)數(shù)值=533H*896/f=1234DCH/f MOV DX,12H MOV AX,348CHDIV DI；（DI）=頻率OUT 42H,AL；42H為8253的通道2端口 MOV AL,AH OUT 42H,AL送到揚(yáng)聲器的信號還受到了從并行接口芯片 8255（端口地址為 61H）來的雙 重控制，端口 61H 的最低位控制通道 2 的門控開斷，以產(chǎn)生特殊的音頻信號，端 口 61H 的 PB1 位和定時(shí)器的輸出信號同時(shí)作為與門的輸入，PB0 和 PB1 位可由程 序決定為 0 還是為 1。顯然只有 PB0 和 PB1 都是 1 時(shí)，才能使揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。IN AL,61H MOV AH,AL OR AL,3OUT 61H,AL ；開揚(yáng)聲器 ；控制音長的時(shí)間可以簡單地通過反復(fù)執(zhí)行指令來得到。我們知道執(zhí)行 2801 次LOOP 指令約需要 10MS 的時(shí)間。因此用 10MS 的倍數(shù)值來控制揚(yáng)聲器開關(guān)的時(shí)間 間隔，就可控制發(fā)聲的音長了。LOOP1: MOV CX,2801；發(fā)音時(shí)間 10ms JMP LOOP2 LOOP2: PUSH AX LOOP3: IN AL,61H AND AL,10H CMP AL,AH JE LOOP3 MOV AH,AL LOOP LOOP3 POP AXDELAY: LOOP DELAY；延時(shí) DEC BX JNZ LOOP1 輸出 61 端口的值MOV AL,AH OUT 61H,AL結(jié)論:達(dá)到題目要求內(nèi)容，以 K1K8 接 8255 的 A 口做為電子琴的鍵盤分別輸入靜 音、do、re、mi、fa、sol、la、si 的音，以 8255 的 B 口作為輸出。用 8253 定 時(shí)器產(chǎn)生所需音階頻率控制揚(yáng)聲器發(fā)音。第二篇：微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)電子琴設(shè)計(jì)簡單的電子琴設(shè)計(jì)前言本實(shí)驗(yàn)是利用微機(jī)原理試驗(yàn)箱、8255芯片、8254芯片、鍵盤、揚(yáng)聲器等硬件設(shè)備，設(shè)計(jì)簡易電子琴。首先利用了編程程序，編輯了8255芯片控制字, 對其進(jìn)行初始化，使其工作在方式0，即基本輸入輸出狀態(tài)，將8255的A端口設(shè)置為輸出,C端口進(jìn)行,經(jīng)CPU運(yùn)算后, 輸出到8254芯片的A端口中，由此實(shí)現(xiàn)對其的初始化。將8254芯片設(shè)置為工作在方式3，即輸出對稱方波狀態(tài)。A端口為輸入，“OUT”指令可將輸出對應(yīng)一定頻率的方波送到揚(yáng)聲器中，由此實(shí)現(xiàn)發(fā)聲。本實(shí)驗(yàn)通過頻率大小控制發(fā)出聲音的高低，通過對延時(shí)程序的調(diào)用控制發(fā)出聲音的長短。并通過所編程序?qū)崿F(xiàn)對鍵盤的重復(fù)掃描，重而可以彈奏多個(gè)音符的試驗(yàn)?zāi)康?。關(guān)鍵字: 編程、工作方式、運(yùn)算簡單的電子琴設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)題目：簡易電子琴設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)電路如圖161，8253的CLK0接1MHZ時(shí)鐘，GATE0接8255的PA1，OUT0和8255的PA0接到與門的兩個(gè)輸入端，K8跳線連接喇叭，編程使計(jì)算機(jī)的數(shù)字鍵7作為電子琴按鍵，按下即發(fā)出相應(yīng)的音階。三、設(shè)計(jì)目的：通過8253產(chǎn)生不同的頻率信號，使PC機(jī)成為簡易電子琴。了解利用8255和8253產(chǎn)生音樂的基本方法。通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生更進(jìn)一步掌握微機(jī)原理及應(yīng)用課程的有關(guān)知識，提高應(yīng)用微機(jī)解決問題的能力，加深對微機(jī)應(yīng)用的理解。通過查閱資料，結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行軟、硬件的設(shè)計(jì)，使學(xué)生初步掌握應(yīng)用微機(jī)解決問題的步驟及方法。為以后學(xué)生結(jié)合專業(yè)從事微機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。四、設(shè)計(jì)要求：1．可以彈出7個(gè)音階。2．彈奏簡短音樂。3．通過改變鍵盤輸入來改變8254輸出頻率，實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲器發(fā)音五、編程提示：利用8255的PA0口來施加控制信號給與門，用來控制揚(yáng)聲器的開關(guān)狀態(tài)。再利用設(shè)置不同的計(jì)數(shù)值，使8253產(chǎn)生不同頻率的波形，使揚(yáng)聲器產(chǎn)生不同頻率的音調(diào)，達(dá)到類似與音階的高低音變換。對于音樂，每個(gè)音階都有確定的頻率。各音階標(biāo)稱頻率值: 音 階2 3 4 5 6 7 1* 低頻率(單位:Hz)262 294 330 347 392 440 494 524 高頻率(單位:Hz)524 588 660 698 784 880 988 1048簡單的電子琴設(shè)計(jì)六、設(shè)計(jì)原程序及注解。*******************************。* 電子琴實(shí)驗(yàn) *。*******************************。data segment io8255a equ 288h io8255b equ 28bh io8253a equ 280h io8253b equ 283h table dw 524,588,660,698,784,880,988,1048。高音的。table dw 262,294,330,347,392,440,494,524。低音的 msg db 39。Press 1,2,3,4,5,6,7,8,ESC:39。,0dh,0ah,39。$39。 data endscode segment assume cs:code,ds:data start: mov ax,data mov ds,axmov dx,offset msg mov ah,9 int 21h。顯示提示信息 sing: mov ah,7 int 21h。從鍵盤接收字符,不回顯 cmp al,1bh je finish。若為ESC鍵,則轉(zhuǎn)finish cmp al,39。139。 jl sing cmp al,39。839。 jg sing。若不在39。139。39。839。之間轉(zhuǎn)singsub al,31h shl al,1。轉(zhuǎn)為查表偏移量 mov bl,al。保存偏移到bx mov bh,0mov ax,4240H。計(jì)數(shù)初值 = 1000000 / 頻率, mov dx,0FH div word ptr[table+bx] mov bx,ax保存到AX 3簡單的電子琴設(shè)計(jì)mov dx,io8253b。設(shè)置8253計(jì)時(shí)器0方式3, 先讀寫低字節(jié), 再讀寫高字節(jié)mov al,00110110B out dx,almov dx,io8