可存储式电子琴课程设计

16/17可存储式电子琴可存储式电子琴组员:指导老师：班级：时间：目录一、设计方案 31.1设计任务 31.2原理概括 31.3硬件电路连接图 3二、背景知识 42.1音乐知识 42.2硬件知识 42.2.18255器件 42.2.28253器件 5三、软件主要模块流程图及程序 63.1总体设计流程图 63.2发音和存储流程图 83.3设计程序及相关说明 9四、设计总结 111.1设计任务分配 111.2设计完成的功能与加工 121.3设计体会 12五、参考文献 13六、效果演示 13设计方案1.1设计任务设计一个简单的电子琴，可完成以下任务：利用键盘控制音响发音，可发出从音乐中的至少七个音调；音响发音由按键时间控制，即按多长时间，声音就响多长时间；实现存储功能，手演奏完可回放；能播放预先存储的音乐。1.2原理概括我们利用8255、8253、输入输出接口、八个开关、音响及八个彩灯设计了简单的电子琴。在总体设计上是根据按键值调整8255来控制8253门信号使得其频率的产生和消失，进而控制了声音的产生和消失。在部分设计上，首先，声音的发出是由8253来控制的，8253产生不同的频率相应地控制音响产生不同的声音；其次，我们设计了彩灯和键值相关联，即各种声音的产生会有对应的灯亮；最后，我们利用了开关代替了键盘更加得方便检测。1.3硬件电路连接图二、背景知识2.1音乐知识决定音乐的两个主要因素是音调和音色，音调由频率决定，而8253根据预定常数的不同输出不同的频率，然后通过扬声器发出不同音调的声音，通过开关打开时间的长短来控制发声时间的长短。表一：频率与音符的对应关系音调DORAIMIFASOLAXI频率7634680260615764510245454049表二：开关功能说明（从右向左依次为1-8）：开关123456781、2功能DORAIMIFASOLAXI存储播放预存播放2.2硬件知识2.2.18255器件8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。8255管脚A1,A0:地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器.当A1=0,A0=0时,PA口被选择;当A1=0,A0=1时,PB口被选择;当A1=1,A0=0时,PC口被选择;当A1=1.A0=1时,控制寄存器被选择.2.2.28253器件工作原理：8253内部有三个计数器，分别成为计数器0、计数器1和计数器2，他们的机构完全相同。每个计数器的输入和输出都决定于设置在控制寄存器中的控制字，互相之间工作完全独立。每个计数器通过三个引脚和外部联系，一个为时钟输入端CLK，一个为门控信号输入端GATE，另一个为输出端OUT。每个计数器内部有一个8位的控制寄存器，还有一个16位的计数初值寄存器CR、一个计数执行部件CE和一个输出锁存器OL。8253的通道工作方式：8253中各通道可有6种可供选择的工作方式，以完成定时、计数或脉冲发生器等多种功能。方式3：方波发生器工作方式3被称作方波发生器，其定时波型如图9.3.7所示。任一通道工作在方式3，只在计数值n为偶数，则可输出重复周期为n、占空比为1：1的方波。进入工作方式3，OUT输出低电平，装入计数值后，OUT立即跳变为高电平。如果当GATE为高电平，则立即开始减“1”计数，OUT保持为高电平，若n为偶数，则当计数值减到n/2时，OUT跳变为低电平，一直保持到计数值为“0”，系统才自动重新置入计数值n，实现循环计数。这时OUT端输出的周期为n×CLK周期，占空比为1:1的方波序列；若n为奇数，则OUT端输出周期为n×CLK周期，占空比为((n+1)/2)/((n-1)/2)的近似方波序列。如果在操作过程中，GATE变为无效，则暂停减“1”计数过程，直到GATE再次有效，重新从初值n开始减“l”计数。如果要求改变输出方波的速率，则CPU可在任何时候重新装入新的计数初值n，并从下一个计数操作周期开始改变输出方波的速率。三、软件主要模块流程图及程序3.1总体设计流程图

NNNNNNNNNYYYYYYYYY11H20H10H08H01H发LA音回放发XI音发DO音发RAI音发MI音发FA音发SO音预播80H40H04H02H取键值N是否按键按键准备NNNNNNNNNYYYYYYYYY11H20H10H08H01H发LA音回放发XI音发DO音发RAI音发MI音发FA音发SO音预播80H40H04H02H取键值N是否按键按键准备

3.2发音和存储流程图准备存频率、BX=0结束N存时间BXY键一直按？BX+1发音

准备存频率、BX=0结束N存时间BXY键一直按？BX+1发音3.3设计程序及相关说明DATASEGMENTPLDW100DUP(?);存频率TIMEDW100DUP(?);存按键时间;预存音乐twotigers_fredw2dup(3817,3401,3817,0)dw2dup(3030,2865,2551,0)dw2dup(2551,2273,2551,2865,3030,3817,0)dw2dup(3344,5102,3817,0)twotigers_timedw2dup(100,200,100,100,200)dw2dup(50,50,50,100,100)dw2dup(100,100,200)file_longequ$-twotigers_freDATAENDSSTACKSEGMENTSTACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACKMOVDI,OFFSETPLMOVBP,OFFSETTIMESTART:MOVAX,STACKMOVSS,AXMOVAX,DATAMOVDS,AXMOVDX,21BH;初始化8255，C端口输出MOVAL,10010010BOUTDX,ALWAIT_PRES:MOVDX,200HINAL,DXCMPAL,00H;等待按键JEWAIT_PRESLED:MOVDX,210H；根据按键值亮相应的提示灯NOTALOUTDX,ALNOTALCMPAL,00000001BJEDOCMPAL,00000010BJERAICMPAL,00000100BJEMICMPAL,00001000BJEFACMPAL,00010000BJESOCMPAL,00100000BJELACMPAL,01000000BJEXICMPAL,10000000BJEBACK_PLAYCMPAL,00000011BJEFILE_PLAYDO:MOVBX,7634CALLPLAYJMPWAIT_PRESRAI:MOVBX,6802CALLPLAYJMPWAIT_PRESMI:MOVBX,6061CALLPLAYJMPWAIT_PRESFA:MOVBX,5764CALLPLAYJMPWAIT_PRESSO:MOVBX,5102CALLPLAYJMPWAIT_PRESLA:MOVBX,4545CALLPLAYJMPWAIT_PRESXI:MOVBX,4049CALLPLAYJMPWAIT_PRESBACK_PLAY:;回放CALLPLAY1JMPWAIT_PRESfile_play:;播放预存音乐movdi,offsettwotigers_fremovbx,offsettwotigers_timemovcx,file_longnext_play:movdx,20AHmoval,[di]outdx,alincdimoval,[di]outdx,almovdl,[bx]incbxmovdh,[bx]dx_dec:decdxjnzdx_decincdiincbxloopnext_playjmpwait_presPLAYPROC；发音程序MOV[DI],BLMOV[DI+1],BH;存储频率值MOVDX,21AH;MOVAL,00000001B;8255的C端口控制8253OUTDX,ALMOVDX,20BHMOVAL,10110110B;初始化8253OUTDX,ALMOVAL,BLMOVDX,20AHOUTDX,ALMOVAL,BHOUTDX,ALMOVBX,00HDELAY1:MOVCX,4000DELAY11：LOOPDELAY11MOVDX,200HINAL,DXCMPAL,00HINCBXJNEDELAY1;pc0输出08253停止工作MOVDX,21AH;MOVAL,00HOUTDX,ALMOVDS:[BP],BX;存储相对时间值ADDDI,2ADDBP,2PLAYENDPJMPWAIT_PRESPLAY1PROC;回放存储音乐MOVDI,OFFSETPLMOVBP,OFFSETTIMEFREQ:MOVBL,[DI]MOVBH,[DI+1]MOVDX,21AHMOVAL,00000001BOUTDX,ALMOVAL,BLMOVDX,20AHOUTDX,ALMOVAL,BHOUTDX,ALMOVCX,DS:[BP]DELAY3:MOVAX,CXMOVCX,4000DELAY4:LOOPDELAY4MOVCX,AXLOOPDELAY3MOVDX,21AHMOVAL,00HOUTDX,ALADDDI,2ADDBP,2MOVDX,200HINAL,DXCMPAL,00HJNEFREQPLAY1ENDPJMPWAIT_PRESCODEENDSENDSTART四、设计总结4.1设计任务分配我们组负责了本次电子琴设计，组员两人。经过明确的分工之后，我主要负责程序编写部分以及功能实现，另一位负责硬件实现以及设计报告的编写。我们互帮互助，对提出的问题共同解决，紧密合作对设计程序及设计报告进行了更加完善的加工。4.2设计完成的功能与加工简单的电子琴设计完成，由于键盘使用不方便，我们利用了八个开关控制电子琴的各个功能，其可完成：开关控制声音，可发