课程设计报告
( 2013—2014 年度第 一 学期)
课 程： 微机原理及应用 题 目： 电子琴及电子播放器 院 系： 自动化系 班 级： 自动化1103 学 号： 201111010122 201109010113 201102020331 学生姓名： 詹文超 靳朝阳 张晓 指导教师： 张妍 设计周数： 一周
成 绩：
日期：2014年 1 月 日
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微机原理及应用课程设计报告
一、 目的与要求
1． 通过对微机系统分析和具体设计，使学生加深对所学课程的理解。 2． 掌握汇编语言程序设计的基本方法和典型接口电路的基本设计方法。 3． 培养学生分析问题、解决问题的能力。
4． 培养学生对微型计算机应用系统的基本设计能力。 5． 提高学生的实践动手能力和创新能力。
二、 主要内容 1. 电子琴及电子播放器
2. 系统介绍
本设计不仅可以实现小键盘电子琴演奏，还可以通过拨码开关播放不同的电子音乐，主要有小星星，两只老虎和欢乐颂。硬件设计用到8253和8255芯片，8253工作在方式3，产生一定的频率方波，同时对应着不同音调；8255为可编程接口芯片，用于整个系统的开关控制功能。 3. 系统实现的功能
系统主要实现三个功能：
1、自动演奏3首歌曲； 2、利用小键盘手动演奏； 3、歌曲之间的相互切换。 4.所用芯片的工作原理 （1）8253原理
8253有3个独立的计数通道，每个通道结构相同，例若clk0给定频率，向控制字寄存器写入控制字，并向计数器0写入计数初值，采用不同的方式即可产生不同的频率。
8253的内部结构
（1）．数据总线缓冲器
实现8253与CPU数据总线连接的8位双向三态缓冲器，用以传送CPU向8253的控制信
息、数据信息以及CPU从8253读取的状态信息，包括某时刻的实时计数值。 （2）．读/写控制逻辑
控制8253的片选及对内部相关寄存器的读/写操作，它接收CPU发来的地址信号以实现片选、内部通道选择以及对读/写操作进行控制。 （3）．控制字寄存器
在8253的初始化编程时，由CPU写入控制字，以决定通道的工作方式，此寄存器只能写入，不能读出。
（4）．计数通道0#、1#、2#：
这是三个独立的，结构相同的计数器/定时器通道，每一个通道包含一个16位的计数寄存器，用以存放计数初始值，一个16位的减法计数器和一个16位的锁存器，锁存器在计数器工作的过程中，跟随计数值的变化，在接收到CPU发来的读计数值命令时，用以锁存计数值，供CPU读取，读取完毕之后，输出锁存器又跟随减1计数器变化。 （5）．8253外部引脚
8253芯片是具有24个引脚的双列直插式集成电路芯片，其引脚分布如图所示。8253芯片的24个引脚分为两组，一组面向CPU，另一组面向外部设备，各个引脚及其所传送信号的情况，介绍如下：
1．D7~D0：双向、三态数据线引脚，与系统的数据线连接，传送控制、数据及状态信息。 2．RD：来自于CPU的读控制信号输入引脚，低电平有效。 3．WR：来自于CPU的写控制信号输入引脚，低电平有效。 4．CS：芯片选择信号输入引脚，低电平有效。 （6）. 8253端口地址
（2）8255原理
8255有3种工作方式：方式0，方式1，方式3，本次设计用方式0。在这种方式下，任何一个端口可以通过方式控制字规定作为输入口，也可作为输出口； 8255A有两个控制字：方式选择控制字和端口C置位/复位控制字。方式选择控制字的最高位总是1，而端口C置位／复位控制字的最高位总是0，用来区分两个控制字。
8255初始化方式如下图
5.系统分析 （1）系统原理
在了解8253，8255工作原理之后，我们利用2个开关从8255芯片A口输入不同数值，00，01，10，11.利用编程区分4中状态，跳入4个循环，即可演奏3首歌曲和手动电子琴。8253则是事先算好初值，送如计数器。每个频率可产生不同的音。每个音之间停顿相应时间，每个句子之间停顿相应时间，即可演奏完每首歌曲。
每首歌曲和每个句子末尾有数字1，2判断是否停顿或者跳入下一首歌，实现每首歌之间的转换。 小键盘演奏则是利用一些算法得知每个健的值会存入al寄存器中，利用al中的值，判断al大小，设置数据段7个健值，取出响应频率设置循环即可弹奏。
（2）系统思路分析
系统从实现一个音开始，到完成一首歌的编曲，之后加入判断语句，进行第二首，第三首歌的编曲即已完成自动播放部分。之后单独进行小键盘分析，取出主要部分，判断出运作原理利用最终al的值进行频率换算。融入前一部分完成的歌曲中，反复调试完成。
开始 6.系统流程图 8253、8255初始化 判断开关状态 00：电子琴键盘 01：小星星 10：两只老虎 11：欢乐颂 01,10,11电子播放器 00：电子琴程序 统一取节奏偏移地址 判断键入? 否 是 8253计数器0赋初值，得频率，发声，延时1 读入键码并判断1~7之间？ 否 是 关闭扬声器一次，延时2 8253计数器0赋初值，得频率，发声，延时 歌曲结束，判断开关 歌曲结束，判断开关
华北电力大学微机原理课程设计报告
