《微机原理与接口技术》实验报告 简易电子琴

简易电子琴

海南大学信息学院信息安全系专业课程

《微机原理与接口技术》 简易电子琴实验报告

简易电子琴

目录

一、设计要求................................................................................................................ 3 二、设计思路................................................................................................................ 3 三、实验材料、工具、或软件.................................................................................... 4 四、实验内容................................................................................................................ 4 1、实验电路连接 ...................................................................................................... 4 2、程序流程图 .......................................................................................................... 5 3、实验电路图 .......................................................................................................... 6 4、8253与8255A相关结构及原理说明 ................................................................. 7

⑴8253..................................................................................................................... 7 ⑵8255A................................................................................................................... 9 5、方案确定 ............................................................................................................ 12 6、设计原程序及注释 ............................................................................................ 13 7、简易电子琴的安装与调试 ................................................................................ 16 五、实验总结.............................................................................................................. 17 六、参考文献.............................................................................................................. 17

简易电子琴

一、设计要求

利用用实验箱上的扬声器与8个开关设计一个电子琴。用开关模拟琴键，当开关拨为“1”时，相当于有键按下，喇叭发出声音。拨动不同的开关则对应不同的音符，每次只能拨一个开关（相当于按下一个键）。连续拨动开关，喇叭发出音乐。

二、设计思路

简易电子琴设计选用8253计数器，8255A并行接口两个芯片：

1. （输入部分）以8255A接八个开关K1~K8，做电子琴按键输入，由输入控制输出，即拨码开关控制扬声器；

2. （发音部分）以8253控制扬声器（扬声器为输出），拨动不同的开关，发出相应的音阶。

将8255A芯片的B端口作为输出端口,PB0-PB7与输出端的K1-K8（分别对应音符1、2、3、4、5、6、7、i）相连接，而8253的时钟输入引脚CLK0与相应的时钟发生器相连接，8253的GATA0接开关K9（静音），8253的0通道的OUT0信号与LB区的SIN口相连接，从而驱动并控制喇叭的发音：当INPUT上的开关对应为“1”时喇叭连通，能够发出声音；当INPUT上的开关对应为“0”时喇叭被中断，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喇叭的功能。

我们要通过对8255A的初始化和编程控制它的相关工作，使其能够实现上面提到的相应功能。然后，我们对8253进行编程，使其初始化，并根据从8255A芯片传递来的信息的种类为8253的运行编写不同的程序段，使其在运行中根据8255A芯片传递来的信息的不同执行不同的程序（输出不同的音频）。

音符转换表如下所示：

简易电子琴

三、实验材料、工具、或软件

接口实验箱平台、Windows XP计算机

四、实验内容 1、实验电路连接

（1）8253的GATE0接开关K9。

（2）8253的CLK0插孔接分频器74LS393（左上方）的T1插孔，T1输出的频率为1MHZ。

（3）8253的OUT0接喇叭，即LB区的SIN口。

（4）8255A的PB0－PB7（端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器， 一个8位的输入输出缓冲器）接开关K1－K8（8255A的片选信号，实验箱系统已连接好；8255A的PA口不给出引脚，A口系统留用。） （5）实验箱接到喇叭的J5引脚

实际电路连接图

简易电子琴

2、程序流程图

简易电子琴

3

简易电子琴

4、8253与8255A相关结构及原理说明 ⑴8253

① 8253内部结构

8253定时/计数器具有定时、计数双功能。它具有三个相同且相互独立的16位减法计数器，分别称为计数器0、计数器1、计数器2。每个计数器计数频率为0~2MHZ；8253的内部数据总线缓冲器为双向三态，可直接接在系统数据总路线上，通过CPU写入计数初值，也可由CPU读出计数当前值； 其工作方式通过控制字确定。

② 计数器内部结构

每个计数器由一个16位可预置的减1计数器组成，计数初值可保存在16位的锁存器中，该锁存器只写不能读。在计数器工作时，初值不受影响，以便进行重复计数。每一个计数器有一个时钟输入端CLK作为计数脉冲源，计数方式可以是二进制，计数范围1~10000H，也可以是十进制，计数范围1~65536。门控端GATE用于控制计数开始和停止。输出OUT端当计数器计数值减到零时，该端输出标志信号。 ③ 8253端口地址选择

图1.0 8253内部结构

简易电子琴

④ 8253功能

8253既可作定时器又可作计数器：

(1) 计数：计数器装入初值后，当GATE为高电平时，可用外部事件作为CLK脉冲对计数值进行减1计数，每来一个脉冲减1，当计数值减至0时，由OUT端输出一个标志信号。

(2) 定时：计数器装入初值后，当GATE为高电平时，由CLK脉冲触发开始自动计数，当计数到零时，发计数结束定时信号。

除上述典型应用外，8253还可作频率发生器、分频器、实时钟、单脉冲发生器等。 ⑤ 8253控制字

图1.1 8253方式控制字 ⑥ 8253工作方式

(1) 方式0：计数结束产生中断方式

当写入控制字后，OUT变为低电平，当写入初值后立即开始计数，当计数结束时，变成高电平。

(2) 方式1：可编程单次脉冲方式

当初值装入后且GATE由低变高时，OUT变为低电平，计数结束变为高电平。 (3) 方式2：频率发生器方式

当初值装入时，OUT变为高电平；计数结束，OUT变为低电平。该方式下如果计数未结

简易电子琴

束，但GATE为低电平时，立即停止计数，强迫OUT变为高电平，当GATE再变为高时，便启动一次新的计数周期。 (4) 方式3：方波发生器

当装入初值后，在GATE上升沿启动计数，OUT输出高电平；当计数完成一半时，OUT输出低电平。 (5) 方式4：软件触发选通

当写入控制字后，OUT输出为高电平；装入初值且GATE为高电平时开始计数，当计数结束，OUT端输出一个宽度等于一个时钟周期的负脉冲。 (6) 方式5：硬件触发选通

在GATE上升 …… 此处隐藏：3418字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……