【正文】 1/4拍、 1/8 拍等等。 37 單位時(shí)間 N=音符的演唱時(shí)間 其中， N 為調(diào)試參數(shù)，一首歌曲只有一個(gè)調(diào)試參數(shù)，它為常數(shù)。特別是在遇到一首不熟悉的歌曲時(shí)，初期很難確定每個(gè)音符的演唱時(shí)間，而調(diào)試程序的時(shí)候費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效果很差。AX=計(jì)數(shù)初值 OUT 40H,AL MOV AL,AH OUT 40H,AL （ 3） .演奏時(shí)間控制 通過(guò)控制每個(gè)音符的演奏時(shí)間可以使樂(lè)曲更加有節(jié)奏感。故計(jì)數(shù)初值的計(jì)算公式如下： 計(jì)數(shù)初值 =1M/輸出頻率 1MHZ轉(zhuǎn)換為 16 進(jìn)制數(shù)為 0F4240H,因此在打開揚(yáng)聲器的情況下執(zhí)行以下子程序即可發(fā)出與輸出頻率對(duì)應(yīng)的音調(diào)。每一個(gè)音符對(duì)應(yīng)一個(gè)頻率，將與一個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)初值寫入 0 號(hào)計(jì)數(shù)器，揚(yáng)聲器就可以發(fā)出相應(yīng)的音調(diào)。 (二 )、系統(tǒng)設(shè)計(jì) （ 1） .控制字 36 8255 利用端口 B 從音樂(lè)播放選擇端口讀入 8 位數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，同時(shí) 8254 選擇通道 0，方式 3，二進(jìn)制，先讀低位 /后高位讀數(shù)。 ② 定時(shí)： 計(jì)數(shù)器裝入初值后，當(dāng) GATE 為高電平時(shí)，由 CLK 脈沖觸發(fā)開始自動(dòng)計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到零時(shí)，發(fā)計(jì)數(shù)結(jié)束定時(shí)信號(hào)。 4． CS ：芯片選擇信號(hào)輸入引腳，低電平有效。 2． RD ：來(lái)自于 CPU的讀控制信號(hào)輸入引腳，低電平有效。 （ 5）． 8254 外部引腳 8254 芯片是具有 24個(gè)引腳的雙列直插式 集成電路芯片，其引腳分布如圖所示。 （ 3）．控制字寄存 器 在 8254 的初始化編程時(shí)，由 CPU 寫入控制字，以決定通道的工作方式，此寄存器只能寫入，不能讀出。 8254 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，它主要包括以下幾個(gè)主要部分： 8254 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) N 是 2H 嗎？ N 是 4H 嗎？ Y N 鍵盤是否輸入？ 結(jié)束 播放 song2 播放 song3 Y N Y CX=0 N Y 34 （ 1）．?dāng)?shù)據(jù)總線緩沖器 實(shí)現(xiàn) 8254 與 CPU 數(shù)據(jù)總線連接的 8 位雙向三態(tài)緩沖器，用以傳送 CPU 向 8254的控制信息、數(shù)據(jù)信息以及 CPU 從 8254 讀取的狀態(tài)信息，包括某時(shí)刻的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)值。當(dāng)給定不同的計(jì)數(shù)初值時(shí)可以使揚(yáng)聲器發(fā)出不同頻率的音響。系統(tǒng)初始化后， 8255 通過(guò) B 通道，從控制開關(guān)讀取所需的控制字，并送入 8086CPU 中進(jìn)行判斷，選擇不同的播放音樂(lè)。 三、設(shè)計(jì)總框圖 32 四、設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路說(shuō)明： 電子音樂(lè)播放器屬于接口電路的連接使用，本設(shè)計(jì)是以 8254 芯片為核心的發(fā)生系統(tǒng)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐能夠進(jìn)一步加深對(duì)專業(yè)知識(shí)和理論知識(shí)學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)和理解，使自 己的設(shè)計(jì)水平和對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力以及分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力得到全面提高。 29 鄭州科技學(xué)院 微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)（論文） 題 目 基于 8086 的音樂(lè)播 播放器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué)生姓名 安少波 專業(yè)班級(jí) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 1 班 學(xué) 號(hào) 202115001 所 在 系 信息工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 王清珍 完成時(shí)間 2021年 12 月 13日 華文新魏 小初號(hào)，簡(jiǎn)體 宋體二號(hào)加黑 所填內(nèi)容為黑體 3號(hào) 固定內(nèi)容為宋體 3 號(hào) 30 電子音樂(lè)播放器 摘要 本文旨在學(xué)習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)中常用接口電路的應(yīng)用和設(shè)計(jì)技術(shù)，充分認(rèn)識(shí)理論知識(shí)對(duì)應(yīng)用技術(shù)的指導(dǎo)性作用，通過(guò)設(shè)計(jì)總框圖清晰明了的了解認(rèn)識(shí)到基于 8086 條件下的音樂(lè)播放器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，本文包含了設(shè)計(jì)思路說(shuō)明 通過(guò)對(duì)電子音樂(lè)播放器的設(shè)計(jì)，從電路到匯編代碼，再到對(duì)程序的調(diào)試，在整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)到了很多，例如，對(duì) 8254 發(fā)生原理的理解，其工作原理就是對(duì)輸入相同的脈沖，通過(guò) 計(jì)數(shù)器的控制作用， 從中學(xué)習(xí)課程設(shè)計(jì)的目的和意義。 關(guān)鍵詞： 8086 、 8254 、 地址端口 目錄 一 ..................................................課程設(shè)計(jì)的目的和意義 二 ....................................................設(shè)計(jì)要求 三 ...................................................設(shè)計(jì)總框圖 四 ...................................................設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路說(shuō)明 五 ..................................................程序流程圖 六 .................................................接口電路原理圖 七 ................................................設(shè)計(jì)總結(jié) 八 ....................................................匯編程序代碼 論文題目， 3 號(hào)黑體， 分 1 行或 2 行居中打印 小 3 號(hào)黑體 論文題目 (英文 )，加粗 3 號(hào)大寫 Times New Roman，分 1～ 3 行居中打印，每行左右兩邊至少留 5 個(gè)字符空格 加粗 4 號(hào) Times New Roman 加粗小 4 號(hào) Times New Roman 小 4 號(hào)小寫 Times New Roman 3 號(hào)黑體 4 號(hào)黑體頁(yè)碼編為 ⅠⅡ Ⅲ 4 號(hào)黑體 4 號(hào)宋體 小 4 號(hào)宋體，目錄只到三級(jí)編號(hào)，正文可以到四級(jí)編號(hào) 31 一、 課程設(shè)計(jì)的目的和意義 學(xué)習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)中常用接口電路的應(yīng)用和設(shè)計(jì)技術(shù)，學(xué)會(huì)針對(duì)不同的要求設(shè)計(jì)匯編程序代碼，充分認(rèn)識(shí)理論知識(shí)對(duì)應(yīng)用技術(shù)的指導(dǎo)性作用，進(jìn)一步加強(qiáng)理論知識(shí)與應(yīng)用相結(jié)合的實(shí)踐和鍛煉。 二、設(shè)計(jì)要求 利用 8254 作為音階頻率發(fā)生器，應(yīng)先對(duì)至少兩段音樂(lè)進(jìn)行編碼后存入音符表，并建立好音階表，每段音符長(zhǎng)度不能少于 60 個(gè)，每首連續(xù)播放 3 遍后，自動(dòng)播放下一段音樂(lè)，幾段音樂(lè)播完后，循環(huán)播放，直到有鍵盤輸入任意字符時(shí)停止，并且使用 8255 作為控制開關(guān)的并行輸入接口，輸入開關(guān)選擇的音樂(lè)控制信號(hào)。 8086CPU 在形成系統(tǒng)總線后，通過(guò)和 8254 及 8255的連接使用可以很好的驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)音。使 8254 的通過(guò) 0號(hào)計(jì)數(shù)器工作在“頻率發(fā)生器”方式 3，向發(fā)生器發(fā)出不同頻率的方波。 五、程序流程圖 開始 讀取音符頻率 是 1H 嗎 ？ H 鍵嗎？ Y 播放 song1 播放音樂(lè) 讀取選擇信號(hào) 33 六、 接口電路原理圖 8254 的基本知識(shí) 8254占用 4個(gè)端口， 3個(gè)定時(shí)器各占 1個(gè)，控制端口占 1 個(gè)。 （ 2）．讀 /寫控制邏輯 控制 8254 的片選及對(duì)內(nèi)部相關(guān)寄存器的讀 /寫操作，它接收 CPU 發(fā)來(lái)的地址信號(hào)以實(shí)現(xiàn)片選、內(nèi)部通道選擇以及對(duì)讀 /寫操作進(jìn)行控制。 （ 4）．計(jì)數(shù)通道 0、 2： 這是三個(gè)獨(dú)立的，結(jié)構(gòu)相同的計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器通道，每一個(gè)通道包含一個(gè) 16 位的計(jì)數(shù)寄存器，用以存放計(jì)數(shù)初始值，一個(gè) 16 位的減法計(jì)數(shù)器和一個(gè) 16 位的鎖存器，鎖存器在計(jì)數(shù)器工作的過(guò)程中，跟隨計(jì)數(shù)值的變化，在接收到 CPU 發(fā)來(lái)的讀計(jì)數(shù)值命令時(shí)，用以鎖存計(jì)數(shù)值，供 CPU 讀取，讀取完畢之后，輸出鎖存器又跟隨減1計(jì)數(shù)器變化。8254芯片的 24個(gè)引腳分為兩組，一組面向 CPU，另一組面向外部設(shè)備，各個(gè)引腳及其所傳送信號(hào)的情況，介紹如下： 1． D7~D0：雙向、三態(tài)數(shù)據(jù)線引腳，與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線連接，傳送控制、數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息。 3． WR：來(lái)自于 CPU的寫控制信號(hào)輸入引腳，低電平有效。 35 8254 的引腳 （ 6） . 8254 端口地址 8254 端口地址 （ 7） . 8254 功能 8253 A 既可作定時(shí)器又可作計(jì)數(shù)器： ① 計(jì)數(shù)： 計(jì)數(shù)器裝入初值后，當(dāng) GATE 為高電平時(shí)，可用外部事件作為 CLK 脈沖對(duì)計(jì)數(shù)值進(jìn)行減 1 計(jì)數(shù)，每來(lái)一個(gè)脈沖減 1，當(dāng)計(jì)數(shù)值減至 0 時(shí)，由 OUT 端輸出一個(gè)標(biāo)志信號(hào)。 除上述典型應(yīng)用外， 8253A 還可作頻率發(fā)生器、分頻器、實(shí)時(shí)鐘、單脈沖發(fā)生器等。 則輸入的控制字為： MOV DX,D8255_MODE MOV AL,10000010B OUT DX,AL MOV DX,D8254_MODE MOV AL,00110110B OUT DX,AL （ 2） .演奏單音符 8254 芯片（口地址為 40H— 43H）的 0 號(hào)計(jì)數(shù)器工作在方式 3 作為頻率發(fā)生器發(fā)出方波。由于本實(shí)驗(yàn)采用的時(shí)鐘是 8086CPU 時(shí)鐘，其頻率可選為 1MHZ。 MOV DX ,4CH MOV AX,4B40H MOV CX,頻率值 DIV CX 。最直觀的方法是按照樂(lè)譜為每一個(gè)音符規(guī)定一個(gè)演奏時(shí)間，但是利用這種方法調(diào)試程序特別困難。 我們可以利用另外一種方法，即為每個(gè)音符規(guī)定一個(gè)“單位時(shí)間”。由于每個(gè)音符的節(jié)奏（即演唱時(shí)間）不同，所以各個(gè)音符的“單位時(shí)間”都不一樣。如果在一首歌中，所有音符中演奏時(shí)間最短的為 1/8 拍，我們就規(guī)定 1/8拍音符的 “單位時(shí)間”為 1，1/4 拍音符的“單位時(shí)間”為 2，半拍音符的“單位時(shí)間”為 4，一拍音符的“單位時(shí)間”為 8。當(dāng)然頻率表項(xiàng)和時(shí)間表項(xiàng)要一一對(duì)應(yīng)，不能錯(cuò)位，頻率表的最后一個(gè)表項(xiàng)為 0，作為重復(fù)演唱或者停止演唱的標(biāo)志。 表一：音階頻率表 音階 頻率（ HZ） 1 247 2 247（ 12√2） 178。同時(shí)用到了 8255的并行接口，將二進(jìn)制的控制信息傳入 8086CPU 中處理，選擇是否對(duì)音樂(lè)播放進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)在調(diào)試過(guò)程中對(duì)不同音階進(jìn)行調(diào)試，加深了對(duì)發(fā)聲原理的理解與掌握。 （二）設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題和不足 由于是初次設(shè)計(jì)這個(gè)微機(jī)課程設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中由于考慮不全或知識(shí)面的狹窄，導(dǎo)致了在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)一些不足和錯(cuò)誤，主要有以下幾點(diǎn)： 實(shí)驗(yàn)箱里面的線路連接和接線接頭不是很熟悉，在實(shí)驗(yàn)連線中偶爾出現(xiàn)錯(cuò)誤。 寫程序代碼時(shí)，由于知識(shí)面的狹窄，會(huì)對(duì)一些步驟的編寫出現(xiàn)錯(cuò)誤，不過(guò)查資料后都正確的改正了。 設(shè)計(jì)中最大的難處就是實(shí)現(xiàn)上面的對(duì)音節(jié)時(shí)間的控制方式，在最后的編程中沒有使用上面的時(shí)間控制方式，從而導(dǎo)致了最后輸出地音樂(lè)的聲音不是很標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也難調(diào)試。在之前的書本理論知識(shí)的學(xué)習(xí)中對(duì)相應(yīng)的芯片知識(shí)不是很了解，在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，加深了其理解。 從 8286CPU到 8255并行接口再到 8254可編程計(jì)數(shù)器的使用原來(lái)和連接方法進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)，關(guān)于 8255 和 8254 相應(yīng)的程序控制字進(jìn)行了理解與掌握，基本熟悉了其相關(guān)的用法，在把理論知識(shí)用在了實(shí)際問(wèn)題的解答之中，即進(jìn)一步學(xué)會(huì)了怎么將理論與實(shí)踐結(jié)合起