2862.B可存儲(chǔ)式電子琴設(shè)計(jì)報(bào)告（包含小組成員報(bào)告源代碼等） 個(gè)人報(bào)告2

1、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院硬件課程設(shè)計(jì)報(bào)告（個(gè)人報(bào)告）姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 信息安全 班 級(jí)： 設(shè)計(jì)題目： 可存儲(chǔ)式電子琴 成 員： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 副教授 2008年 7月 徐州課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日目 錄1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求12 個(gè)人分工13 8255原 理14硬件設(shè)計(jì)思路25 電子琴關(guān)于8255部分設(shè)計(jì)電路36 流 程 圖47 關(guān)于8255部分程序源代碼58實(shí)驗(yàn)體會(huì)69參考文獻(xiàn) 61 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 本次硬件課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求是通過(guò)居于8255a芯片和8253芯片上的電路設(shè)計(jì)和電路連接并通過(guò)對(duì)它們進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有可存儲(chǔ)音樂(lè)和電子

2、琴的基本功能的小器件。該器件不僅具有基本的彈奏功能（輸入不同的鍵能發(fā)出不同頻率的聲音即音符），還具有彈奏存儲(chǔ)功能（在先后輸入不同的鍵后，它能將這些鍵存儲(chǔ)起來(lái)，然后一并輸出）。1.1 本次硬件課程設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以存儲(chǔ)音樂(lè)且具有一般電子琴的基本功能的小器件。1.2 通過(guò)硬件設(shè)計(jì)熟悉并掌握微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)課程中的關(guān)于各個(gè)芯片的知識(shí)和一些具體應(yīng)用；1.3 通過(guò)此次硬件課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)自己的對(duì)于微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)課程的興趣；1.4 通過(guò)此次硬件課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)自己的提出問(wèn)題并解決問(wèn)題的能力；1.5 通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)鍛煉同學(xué)們的彼此配合，彼此合作的能力和意識(shí)；2 個(gè)人分工

3、這次設(shè)計(jì)我們小組先經(jīng)過(guò)協(xié)商完成功能分析、總體硬件規(guī)劃、程序總體設(shè)計(jì)部分，根據(jù)各自情況劃分本人負(fù)責(zé)整理資料確定各鍵所對(duì)應(yīng)的音符及頻率和n值、硬件8255部分功能的連接及相關(guān)程序初始化，完成線路圖連接。3 8255原理8255是一種通用可編程并行輸入輸出接口芯片，通過(guò)對(duì)它進(jìn)行編程，芯片可工作于不同的工作方式，用8255作接口時(shí)，通常不需要附加外部邏輯電路就可直接為cpu與外設(shè)之間提供數(shù)據(jù)通道，8255內(nèi)部包含3個(gè)8位輸入輸出端口a，b，c，通過(guò)外部24根輸入輸出線與外設(shè)交換數(shù)據(jù)或進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)。端口a和端口b都可以用作一個(gè)8位的輸入口或8位的輸出口，出口既可作8位輸入輸出口又可分為兩個(gè)4位輸入輸出口

4、，還常常用來(lái)配合a口和b口工作，用來(lái)產(chǎn)生a口和b口的端口狀態(tài)信號(hào)，8255a有兩類控制字，一類控制字用來(lái)定義各端口的工作方式，稱為方式選擇控制字，另一類控制字用于對(duì)c端口的任一位置進(jìn)行置位或者復(fù)位操作，稱為置位復(fù)位控制字對(duì)8255a進(jìn)行編程時(shí)這兩種控制字都要寫(xiě)入控制字寄存器中，但方式選擇控制字的d7位總是1，而置位復(fù)位控制字的d7位總是0。8255a 3種基本的工作方式方式0 基本輸入輸出方式方式1 選通輸入輸出方式方式2 雙向總線i/o方式通過(guò)用輸出指令對(duì)8255a的控制字寄存器編程，寫(xiě)入設(shè)定工作方式的控制字，可以讓3個(gè)數(shù)據(jù)口以不同的方式工作，端口a可工作于3種方式的任一種，端口b只能工作于

5、方式0和方式1，端口c除了用于輸入輸出端口外，還能配合a口和b口工作，為這兩個(gè)端口的輸入輸出操作提供聯(lián)系信號(hào)。由系統(tǒng)硬件資源分配圖可知8255的控制字為：10000010b4 硬件設(shè)計(jì)思路4.1 用pc機(jī)的鍵盤(pán)數(shù)字鍵對(duì)應(yīng)電子琴的8個(gè)琴鍵和2功能鍵。4.2 8255a和8253配合構(gòu)成音頻發(fā)生器。8255a的pb0口控制揚(yáng)聲器的開(kāi)關(guān)，4. 3 8255a門(mén)控信號(hào)與8253的頻率控制信號(hào)經(jīng)與門(mén)后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出各種音頻和音長(zhǎng)聲音。4. 4將8255a芯片的a端口作為輸出端口，而b端口作為輸入端口，兩個(gè)端口都與鍵盤(pán)相連接：a端口的低四位連在鍵盤(pán)的行線上，b端口的高四位連在鍵盤(pán)的列線上。再將它的輸出端口

6、pc0與8253相應(yīng)門(mén)控信號(hào)gate0相連接。這樣可以通過(guò)控制pc0來(lái)控制8253的輸出：當(dāng)pc0為“1”時(shí)，gate0有效，8253能夠輸出頻率方波；當(dāng)pc0為“0”時(shí)，gate0無(wú)效，out0無(wú)法輸出頻率方波。而8253的時(shí)鐘輸入引腳clk0與相應(yīng)的時(shí)鐘發(fā)生器相連接，8253的0通道的out0信號(hào)與8255a的pc1通過(guò)與門(mén)以后與蜂鳴器相連接，從而驅(qū)動(dòng)并控制蜂鳴器發(fā)音的發(fā)音和終端：當(dāng)pc1為“1”時(shí)蜂鳴器連通，能夠發(fā)出聲音；當(dāng)pc1為“0”時(shí)蜂鳴器被中斷，不能發(fā)出聲音。這樣，我們?cè)谟布蠈?shí)現(xiàn)了通過(guò)8255a芯片輸入設(shè)備的輸入信號(hào)并通過(guò)它傳送給8253，讓8253進(jìn)行相應(yīng)的處理后輸出給蜂鳴器

7、的功能。我們要通過(guò)對(duì)8255a的初始化和編程控制它的相關(guān)工作，使其能夠?qū)崿F(xiàn)上面提到的相應(yīng)功能。然后，我們對(duì)8253進(jìn)行編程使其在運(yùn)行中根據(jù)8255a芯片傳遞來(lái)的信息的不同執(zhí)行不同的程序（輸出不同的音頻）。4.5設(shè)計(jì)的各鍵所對(duì)應(yīng)的音符及頻率和n值如下表：鍵值01h02h03h04h05h06h07h08h音符1234567中止頻率5245886606987848809881048n值381734013030286525512273202419085電子琴設(shè)計(jì)關(guān)于8255部分的電路圖設(shè)計(jì)：圖2-1 8255a芯片與鍵盤(pán)的連接pc1pc0cs 8253gate0out0 csu87接揚(yáng) 聲器頻率發(fā)生

8、器y0 y1 74ls138 8255a地址為300h303h8253 地址為308h30bh圖2-2 8255a與8253芯片之間的連接6 流程圖（1）總體流程圖；（2） play子程序流程圖；（3） 鍵盤(pán)檢測(cè)流程圖；（4） 編碼流程圖開(kāi)始所有鍵都松開(kāi)有鍵按下消除抖動(dòng)，確認(rèn)按下，編碼跳轉(zhuǎn)encode按鍵松開(kāi)?y 圖4-3鍵盤(pán)檢測(cè)流程圖 7 關(guān)于8255初始化部分程序源代碼mov ax , data mov ds,ax mov dx,303h mov al,10000010b ,8255初始化 ，控制字為10000010b out dx,almov dx , 300h mov al, 00h

9、,初始化8255的a端口 out dx, al8 實(shí)驗(yàn)體會(huì)這一學(xué)期參加微機(jī)原理課程加入了實(shí)踐環(huán)節(jié)，那就是軟硬件開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)。自己動(dòng)手去做東西激起我的興趣，這使我能有機(jī)會(huì)能夠?qū)⒄n本上學(xué)到的東西學(xué)以致用。我們小組選的題目是可存儲(chǔ)式電子琴這一硬件問(wèn)題，剛開(kāi)始覺(jué)的這個(gè)題目應(yīng)該不難，但隨著設(shè)計(jì)的深入我發(fā)現(xiàn)好多東西并不象想象中的那么簡(jiǎn)單，雖然我們已學(xué)過(guò)此類的硬件，但畢竟是紙上的東西，在實(shí)際的應(yīng)用中認(rèn)有很多的東西需要學(xué)習(xí)和了解（例如8255，以前只知道怎么用，并不了解它的實(shí)質(zhì)，經(jīng)過(guò)鏈接鍵盤(pán)和8255對(duì)這個(gè)芯片有了新的認(rèn)識(shí)，也了解了鍵盤(pán)識(shí)別機(jī)制）。因而這期間翻閱了大量的資料，經(jīng)過(guò)和同組成員的討論以及詢問(wèn)老師對(duì)一些難點(diǎn)都有了比較深刻的認(rèn)識(shí)。在這次開(kāi)發(fā)工作通過(guò)我們的努力，