微机系统与接口课程设计-电子琴

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1、微机系统与接口课程设计目录一设计任务描述21.1设计题目21.2设计目的21.3设计要求2二设计概要32.1设计思路32.2设计原理32.3设计内容32.4设计环境与器材42.5主要芯片功能42.5.18255主要功能42.5.28254主要功能7三硬件接线图及流程图93.1硬件接线图93.2流程图93.3键盘值对应图10四简易电子琴设计源程序及注释12总结16参考文献1717微机系统与接口课程设计一设计任务描述1.1设计题目简易电子琴设计1.2设计目的通过本学期对微机原理的学习，掌握的知识还停留在理论的上。但是这是一门实践性较强的课程，让学生

2、在学完该课程之后，进行一次课程设计，使学生将课堂所学的知识和实践有机结合起来，初步掌握计算机应用系统设计的步骤和接口设计的方法，提高分析和解决实际问题的能力，为以后学生结合专业从事微机应用设计奠定基础。通过设计实践，培养学生查阅专业资料，工具书或参考书，了解有关工业标准，掌握现代设计手段和软件工具。通过设计，不但要培养和提高学生解决工程具体问题，动脑动手的技术工作能力，而且还要逐步建立科学正确的设计和科研思想，培养良好的设计习惯，牢固树立实事求是和严肃认真的工作态度。具体要求如下：(1)可以弹出7个音阶；(2)弹奏简短音乐；(3)通过改变键盘输

3、入来改变8254输出频率，实现扬声器发音。1.3设计要求1、总体内容：设计简易电子琴，能发出至少7种音阶；2、接口设计：根据题目和所用的接口电路芯片设计出完整的接口电路，并在实验系统上完成电路的连接和调试通过；3、程序设计：要求画出程序框图，设计出全部程序并给出程序设计说明和程序注释；4、前期完成的实验有：8254方波实验，8255并行接口实验。17微机系统与接口课程设计二设计概要2.1设计思路电子琴简单功能的实现利用8255和8254来实现，由此将程序分成两部分。第一部是利用8255实现，为键盘扫描,用来确定按键位置,并给计数器赋初值。PB0

4、—PB4，PA0—PA4它们分别与键盘单元的X1—X4,Y1—Y4相连,其中B口低4位为输出端,是用来输出到键盘上的行列值，A口低4位为输入端，就是用他们将键盘上按下的键值传到8255A口从而进一步工作。具体工作过程为:先给所有列线输入低电平,然后读取行线,检测行线是否为低电平,如果有某条行线输出低电平,则说明该键盘有按键被按下,否则,说明无按键被按下.采用这种方法可以快速判断键盘是否有键按下。在检查到有键按下后,再通过行扫描法判断按下的位置,从而确定按下的是什么键，经过计算得出计数器1#的初值，通过系统将该处值送到8254中。第二部是利用82

5、54实现，为发声部分,由计数器1#的输出端产生一定频率的方波驱动扬声器发声。其CLK1端在微机内部已接好频率为1MHZ的方波信号（由系统自动提供），计数控制端GATE1接至+5V，计数器输出端OUT1接至发声单元。该芯片在系统中接收到8255传来的初值，发出不同的方波，从而使扬声器发出不同的声音。在这里调用了延时程序，从而使发出的声音长短不同。2.2设计原理电子琴的设计运用8255芯片、8254芯片、键盘、扬声器等硬件设备。首先确定两个芯片的工作方式，然后将键盘的各个键值进行设定，设定各个频率到寄存器中。音调的大小是由声源的震动频率决定的。OU

6、T1的输出频率就是喇叭的发声频率。通过让OUT1输出不同的频率信号，就可以使喇叭发出不同音调的声音。8254内部的计数器都有6种不同工作方式，其中的方式3输出的波形为方波，这样能引起发声。由于系统中8254的CLK端已固定接好频率为1MHZ的方波信号，所以要控制其输出端OUT1输出不同的频率只能通过写入不同的计数初值来实现。关系为：CLK1端的输入频率/OUT1端的输出频率=计数初值N。只要对8254进行编程，将对应频率的计数初值送入计数器1#的初值寄存器中，就可以使OUT1端输出不同的频率信号了。整体的工作的过程大致过程为键盘按下键后，其值传

7、到8255A口，然后8255将其传到系统，CPU计算得到初值后通过通道1将其传到8254，然后8254发出方波促使扬声器发声。2.3设计内容17微机系统与接口课程设计本次课程设计的内容为简易电子琴的设计与实现，利用8255将键盘输出值返回CPU，CPU通过分析、计算、命令8254输出相应频率的方波波形，再经过扬声器发出声音。由于PC计算机的时钟晶振为1.1931816MHz，可以利用微机实验箱里面的发生单元发出声音寄存器中的各个键值就是依照这个表2.1为各音阶标称频率值设定的。表2.1各音阶标称频率值音符1234567重音对应频率(Hz)131

8、147165175196220247低音对应频率(Hz)262294330349392440494中音对应频率(Hz)5235876596987848