单片机音乐发生器论文.docx

1、单片机音乐发生器论文西安建筑科技大学华清学院课程设计（论文）课程名称：微型计算机基本原理与接口技术 题 目：基于8088的音乐发生器设计 院 （系）：机电系 专业班级：电信0801 姓 名：张晓飞 学 号：10号 指导教师：张爱萍 2011年 1月14日目 录1引言22系统设计方案23整个系统实现功能144总结14参考文献音乐发生器实验一、引言如今的科技发展可谓日新月异，而接口的应用也在逐渐的引领生活的脚步。本次通过音乐发生器课程设计，熟悉基于8253定时/计数器的音乐发生电路的设计与程序控制方法，通过8253定时/计数器产生不同频率的音频电信号，经放大后送至扬声器产生音乐。该设计分为硬件设计

2、和软件设计。硬件设计是利用电路板实现一个基于8253定时/计数器的音乐发生器电路；软件设计是编写控制该电路发生音乐的程序。最终需利用MFID实验平台和音乐发生器模块进行硬件连接，可用8253定时/计数器来控制音频发生器唱出乐曲，并且实现当按不同键时，唱出不同的乐曲。8253的输入时钟CLK的频率为1.19318MHz。二、系统设计方案 1、硬件电路设计 可编程定时器/计数器8253是一种在微机系统中实现定时和记数功能的LSI外围接口电路。它的内部有三个独立的16位定时器/计数器。每个计数器都有六种工作方式（方式0方式5），由8253的控制字来控制。在写入控制字及计数初值后8253才能正常工作。

3、由于计数过程中门控信号GATE的电平变化、计数初值的重新设置都会对实际计数造成影响，因此最终的OUT波形可能各种各样，实现控制关系各不相同，为了更好的完成本次设计，我们必须对8253的知识进行全面的了解，以及如何运用MF2KP编写汇编语言来实现软件部分的设计，程序设计在后面将介绍。由实验原理图上的模块可以看出，硬件的设计很简单，将8255的PC6与8253的GATE相连；将PC0与8253的OUT经过一个与门电路然后接在音乐发生器的音频输入上；将8253的CLK2接1.19318Hz，以上便是硬件电路的连接，硬件部分的连接并不难，我们只需要按照图将电路接好就行了。本此课程设计需要用的是发生器驱

4、动模块，该模块包括喇叭SPK，LM386A，74L138，以及74LS245和LED等。为了实现该原理图，需要以下实验资源配置：1.电源：机器内部供电，将平台的电源开关拨到“内”的位置上，将模块电源JP3接通。2.电缆线：采用单线/20芯扁平线。3.本实验所用到资源：J（8253），I(8255),R(音乐发生器)模块电源四个模块。4.I/O端口地址：8255的4个端口地址为300H-303H。其中A口=300H，B口=301H，C口=302H，命令口=303H。8253的四个端口地址为304H-307H。其中通道0为304H，通道1为305H，通道2为306H，命令口为307H。发生器模块板

5、电路原理图如下所示：图（1）发生器原理框架图2、软件程序设计以下是音符频率参照表：图（2）音符频率参照表图（3）音符频率参照表程序的流程图如下：图（4）程序流程图汇编程序如下：sstack segment stack dw 200 dup(?)sstack endsdata segmentbg db 0ah,0dh,please choose a song.$ ;提示信息freq1 dw 330,392,330,294,330,392,330,294,330 ;音符的频率 dw 330,392,330,294,262,294,330,392,294 dw 262,262,220,196,196

6、,220,262,294,332,262,0 time1 dw 3 dup(8),4,4,8,4,4,16, ;音符的延时 dw 2 dup(8,8,4,4),16 dw 3 dup(8,4,4),16 freq2 dw 330,292,262,294,3 dup(330) dw 3 dup(394),330,392,392 dw 330,294,262,294,4 dup(330) dw 294,294,330,294,262,0 time2 dw 6 dup(4),8 dw 2 dup(4,4,8) dw 12 dup(4),16 freq3 dw 330,294,262,294,330,

7、330,330 dw 294,294,294,330,392,392 dw 330,294,262,294,330,330,330,330 dw 294,294,330,294,262,0time3 dw 4,4,4,4,4,4,8,4,4,8,4,4,8 dw 12 dup(4),16 freq4 dw 392,523,440,523,392,330,392,294,330,392,330,392,440,523,392,440,392,330,392,262,330,294,330,294,262,294,330,440,392,330,392,440,392,523,440,392,33

8、0,392,294,392,294,330,294,262,0time4 dw 8,8,4,4,8,4,4,4,4,16,4,4,4,4,4,4,4,4,4,8,4,16,4,4,4,4,16,4,4,4,4,16,4,4,4,4,4,4,8,4,4,4,4,16freq5 dw 262,262,294,262,349,294 dw 262,262,294,262,349,294 dw 262,523,440,349,330,294 dw 466,266,440,349,392,349,0time5 dw 4,4,8,8,8,16,4,4,8,8,8,16 dw 4,4,8,8,8,16,4,

9、4,8,8,8,16old_seg dw ?old_off dw ?data endscode segment assume cs:code, ds:data, ss:sstackstart:star proc far ;程序开始 mov ax,data mov ds,ax mov ax,sstack mov ss,ax push di ;寄存器压栈 push si push bp push bx mov al,90h ;8255初始化 mov dx,303h out dx,al mov al,0ch ;关闭8253的T2计数器（8255的PC6=0） mov dx,303h out dx,a

10、l mov al,00h ;关闭喇叭（8255的PC0=0） mov dx,303h out dx,al mov al,0b6h ;8253初始化 mov dx,307h out dx,al mov dx,offset bg ;显示提示信息 mov ah,9 int 21h mov ah,01h int 21h cmp al,1 ;判断按键来选择不同歌曲 je music1 cmp al,2 je music2 cmp al,3 je music3 cmp al,4 je music4 cmp al,5 je music5 cmp al,0 je end_singmusic1: mov si,

11、offset freq1 ;设置频率指针si mov bp,offset time1 ;设置延时指针bp jmp ppmusic2: mov si,offset freq2 mov bp,offset time2 jmp ppmusic3: mov si,offset freq3 mov bp,offset time3 jmp ppmusic4: mov si,offset freq4 mov bp,offset time4 jmp ppmusic5: mov si,offset freq5 mov bp,offset time5 jmp pppp: mov ah, 0bh ;检测是否有任意键

12、按下？ int 21h cmp al,00 jne start ;若按下则跳转至程序开始 mov di,si ;检测是否是乐曲结尾 cmp di,0 je end_sing ;为0的话，演奏结束 mov dx,12h mov ax,34dch ;计算音符的频率所对应的8253计数初值 div di mov dx,306h ;向8253装入计数初值 out dx,al ;先装低字节 mov al,ah out dx,al ;再装高字节 mov dx,303h ;打开喇叭（8255的PC0=1） mov al,01h out dx,al mov al,0dh ;打开8253的T2（PC6=1），开

13、始发声 out dx,al mov bx,ds:bp ;取1个音符的延时次数bx call time_delay ;调用延时子程序 mov dx,303h ;关闭8253的T2（PC6=0） mov al,0ch out dx,al mov al,00h ;关闭喇叭（PC0=0） out dx,al add si,2 ;取下1 个音符的频率 add bp,2 ;取下1 个音符的延时次数 jmp pp ;继续end_sing: mov dx, 303h ;关闭8253的T2 mov al, 0ch out dx, al mov al, 00h ;关闭喇叭 out dx, al pop bx ;寄

14、存器出栈 pop bp pop si pop di mov ax,4c00h ;返回DOS int 21hstar endpnew_intr proc ;新中断服务程序 dec bx ;该服务程序只将延时次数-1 iretnew_intr endptime_delay proc near ;延时子程序 Pushf ;压栈 push ds push es push bx mov ah,35h ;取原中断（INT1CH）的向量，并保存 mov al,1ch int 21h mov old_off, bx mov bx, es mov old_seg, bx pop bx pop es push d

15、s mov ah, 25h ;设置新中断服务程序的向量 mov al, 1ch mov dx, seg new_intr mov ds,dx lea dx, new_intr int 21h pop dsTD: cmp bx,0h ;延时次数已到？ jnz TD ;未到，则继续 mov ah,25h ;已到，则恢复原中断向量 mov al,1ch mov dx,old_seg push dx mov dx,old_off pop ds int 21h pop ds popf rettime_delay endpcode ends end star ;程序结束三、整个系统实现功能连接好硬件，运行

16、程序后如下：图（5）程序运行后图示当按下1键时，发生器唱第一首曲子；当按下2键时，唱第二首曲子；当按下3键时，唱第三首曲子；当按下4键时，唱第4首曲子；当按下5键时，唱第5首曲子。四、总结本设计报告主要介绍了用8253实现音乐发声器的设计方法，系统的介绍了该电路的硬件构成和软件工作过程，主要采用中断控制系统，结合所学的知识，实现系统的功能要求。设计中很好的使软件，硬件相结合，基本上达到了设计的要求。通过这次毕业设计，使我对8253有了一定了解，对课本上的知识有了近一步掌握，也深刻明白了自己的不足。完成本次课程设计，是一个从无到有的过程，经历了兴奋，自信，失落，奋发，所悟。课程设计时，自习阅读设

17、计的题目和要求，以为设计没什么困难，所用的知识书上都有。可是当我开始动手时才发现，其中的算法是那么的难。经过一天的努力，毫无结果，失落的心情悠然而生。于是，再到图书馆和网上查找资料，在经过借鉴很多书籍后，总算是有点眉目了。埋头苦干的过程是痛苦的，尤其是在思考算法和程序框架时，迷茫，烦躁，特别是当苦思出来一个结果，又被自己推翻，心痛的感觉无言以绘，在这不断的循环中，终于完成了程序。中间的煎熬时很痛苦的，深刻明白攻克自己未知领域的困难。但当课程设计完成时，那感觉很爽，很舒服，俗话说，没有耕耘，就没有收获。这次课程设计，让我学到了很多书本上学不到的东西，学到了十几应用时，是取用成本的最小化，做设计不

18、仅要考虑大的方面，小的方面也必须做到完美。最大的收获是：对按键，显示器，汇编语言的应用有了深刻的了解。参考文献1柴欣，李然,李煦,Visual Basic程序设计基础M,第1版,中国铁道出版社,2003年2石柯,阳富民,胡贯荣,基于UML的嵌入式系统模型验证机制的研究J,计算机工程与应用,2001年3罗加奇,微机原理与接口技术学生实验指导书,扬州大学,2002年4胡刚,微机原理及应用,机械工业出版社,2003年5Sascha Konrad, Betty H.C. Cheng,Laura A. Campbell.Object Analysis Patterns for Embedded SystemsJ.IEEE TRANSACTIONS ON SOFTWARE ENGINEERING,2004年