硬件课程设计_可存储式电子琴

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1、中国矿业大学计算机学院2012级本科生课程报告课程名称硬件课程设计报告时间2012.1.16学生姓名刘明清学号专业计算机科学与技术任课教师王凯目录1．选题12．需求分析13．设计任务与要求13.1实验原理与内容4．总体方案与说明14.1电路设计4.2地址说明4.3功能模块4.4电路原理图4.5实物连线图5．硬件框图与说明75.18255A芯片介绍75.28253芯片介绍96．软件功能147．软件主要模块流程图157.1高中低音转换程序流程图7.2播放预定音乐子程序流程图7.3弹奏子程序流程图8．程序代码169．问题分析与解决方案2510．实验体会25参考文献261．选题我的硬件课程设计的课

2、题是《可存储式电子琴》，这是一个很好的课题。我们不仅可以在设计中学习硬件、软件相关的知识，通过实践巩固理论知识，并做到活学活用，更能在美妙动听的音乐中享受我们的劳动成果，可谓是一举多得，能够在过程中有动力，所以选择了这个电子琴来增强我们对硬件课程设计的学习。。2．需求分析加强学生们对硬件课程设计的掌握，熟练使用汇编语言解决硬件问题，制作电子琴，弹奏音乐，也可以作为娱乐工具.也可以进一步开发作为一个小玩具的内置芯片程序.3．设计任务与要求利用8255A、8253芯片和4×4键盘、喇叭等器件设计硬件电子琴，具备如下功能：当按下琴键时，扬声器发出该琴键相对应的音阶，同时可以通过按键转换高中低音节

3、，会有灯显示此时的按键是哪种音阶,可以播放预存音乐。3.1实验原理与内容可存储式电子琴硬件课程设计主要是居于8255A芯片和8253芯片的基本功能进行设计的。我们将8255A芯片的A端口作为输出端口，而B端口作为输入端口，两个端口都与键盘相连接：A端口的低四位连在键盘的行线上，B端口的高四位连在键盘的列线上。再将它的输出端口PC1与8253相应门控信号GATE0相连接。这样可以通过控制PC1来控制8253的输出：当PC1为“1”时，GATE0有效，8253能够输出频率方波；当PC1为“0”时，GATE0无效，OUT0无法输出频率方波。而8253的时钟输入引脚CLK0与相应的时钟发生器相连接

4、，8253的0通道的OUT0信号与8255A的PC0通过与门以后与蜂鸣器相连接，从而驱动并控制蜂鸣器发音的发音和终端：当PC0为“1”时蜂鸣器连通，能够发出声音；当PC0为“0”时蜂鸣器被中断，不能发出声音。这样，我们在硬件上实现了通过8255A芯片输入设备的输入信号并通过它传送给8253，让8253进行相应的处理后输出给蜂鸣器的功能。从8255A芯片的端口中确认是键盘中的哪一个键被按下，并进行编码。从8255A的B端口中读入键盘的状态，进行一系列的比较。确认是哪一个键按下了，接着再通过着不同的键被按下进行执行不同的程序段。将不同的键所对应的频率的N值送入8253的0通道。这样，就产生了不

5、同频率的方波。在送入扬声器后就能发出不同音频和音长的声音。电子琴电路图4．总体方案与说明方案利用8253进行周期性扫描8255A是否有键按下，使用小键盘的按键实现电子琴音节按键、功能的切换。本次设计功能分为：高中低音阶的音频转换，提供给8253的时钟频率为1MHZ，4.1设计电路如下键盘扫描，把扫描到的值给8255A，8255A再把信号给8253，不同的按键，赋给不同的初始计数，然后产生不同频率的方波，输出端给喇叭，并控制喇叭的放音的开关，既可以发出不同的声音。4.2.地址说明（1）各芯片及器件地址：8255A的控制端地址为28BH，A口,B口,C口地址分别为:288H,289H,28AH

6、。8253的控制端地址为：283H，计数器0地址为：280H。（2）按键说明如下表4-3：1dou音7xi音2rui音A高音转换键3mi音B中音转换键4fa音C低音转换键5so音D放歌键16la音4.3功能模块图主要包括：中音模块，低音模块，高音模块，键盘扫描，发声模块，延时模块六部分4.31低中高音模块进入模块，先进行键盘扫描，获得键盘行列值，并与键盘扫描码比对，如果是功能键A,B,C等跳转到相应的模块，不是则默认进入中音，并且按照键盘值，按照对应的计数初值，由8253进行发出对应频率的方波。调用发声模块发出声音4.32键盘扫描模块（1）检测所有按键是否全都松开了，直到所有键松开（2）检

7、测是否有键按下，直到有键按下。（3）若有键按下，消除抖动，确认有键按下（4）然后得到一个行列值跟键盘扫描码比较，即可判定哪个键按下4.33键盘扫描流程图键盘扫描流程图4.34发声、延时模块8255A控制C端口，PC1，PC0的值，通过与门来控制喇叭的开关。全为1，喇叭打开—发声。全为0，喇叭关闭—发声停止。通过延时，来控制发声的时间。如果没有延时，发声模块无法正常工作。4.4电路原理图电子琴电路图4.5电路实物连线图电子