1、计算机硬件技术基础课程设计计算机硬件技术基础课程设计 电子琴 小组成员及分工： XX XX XX XX 目录目录 目录. 2 摘要. 3 1.设计目的与意义 4 1.1 设计目的 . 4 1.2 设计意义 . 4 2.课程设计的任务和思路 5 2.1 设计任务 . 5 2.2 设计思路 . 5 3. 硬件工作原理 8 3.1 8255 工作原理 . 8 3.2 8254 工作原理 . 9 3.3 扬声器模块工作原理 . 10 3.4 三色 LED 数显 11 3.5 4X4 非编码键盘 . 12 4. 功能说明 . 13 4.1 总体功能说明 . 13 4.1.1 主程序说明 13 4.2 弹
2、奏功能说明 . 14 4.2.1 音符选择 . 15 4.2.2 音阶选择 . 15 4.2.3 弹奏实现 . 15 4.2.4 流程图 15 4.3 回放功能 16 4.4 歌曲播放功能 . 18 4.5 显示功能 19 5. 组员心得体会 20 心得体会 1： 错误错误!未定义书签。未定义书签。 心得体会 2： 错误错误!未定义书签。未定义书签。 心得体会 3： 错误错误!未定义书签。未定义书签。 心得体会 4： 错误错误!未定义书签。未定义书签。 6操作说明书 . 21 6.1 连线要求 21 6.2 使用电子琴弹奏乐曲以及使用各个子功能的方法 22 7.整体程序清单 23 摘要摘要 通
3、过大三上学期对计算机硬件技术课程的学习，我们初步掌 握了一些计算机硬件工作的基本原理、汇编语言程序设计方法， 建立 了微型计算机系统的整体概念，初步形成微机系统软硬件开发的能 力。为了更好的理解和掌握学习到的知识， 也为了更深入的了解熟悉 可编程定时器 8254 和 8255，我们试图通过编程使 8255 识别输入键 值，通过 8254 识别发声， 达到通过按键控制扬声器发声频率的目的， 从而模拟电子琴的工作原理。 由于本电子琴设计简单， 方便改装用于其他实用领域， 如报警器、 门铃、儿童玩具等，具有一定的实用价值。 要完成一个简易的电子琴， 要求我们利用相关已经学过的芯片连 接成一个电子电路
4、，并且通过自己用汇编语言编程，控制设计的电子 电路实现电子琴的一些功能， 比如通过高中低音键和音调键分别控制 发出高低音的 1、2、3、4、5、6、7 音调，比如播放预先存储的歌曲， 比如回放上一个弹奏的歌曲等。 本文首先介绍了设计目的、意义、任务及思路，接着简单介绍了 各个元器件的工作原理， 然后以流程图的形式展现了各程序的基本思 路，再介绍了一些具体功能是如何实现的， 在附录中还附带了完整的 程序，最后描述了组员的心得体会。 1.设计目的与意义设计目的与意义 1.1 设计目的设计目的 计算机硬件技术课程设计是对所学课程内容的全面、 系统的总结、 巩固和提高的一项课程实践活动。 课程设计要求
5、同学们熟悉汇编语言 的编程、连接、调试、运行等步骤，以及设计中所设计的相关软硬知 识。通过课程设计， 一方面提高运用汇编语言变成解决实际问题的能 力，另一方面使同学们更深入的了解计算机系统内部的有关知识，为 以后的学习和系统开发奠定良好的基础。 1.2 设计意义设计意义 通过课程设计要进一步锻炼在微型计算机应用方面的实际工作 能力。计算机科学是一门应用型学科，学习时必须紧密联系实际，要 强调实际问题的能力。 通过设计学会面对一个实际问题时如何分析问 题、 收集资料并且如何将理论知识运用于实际生活中， 解决实际问题。 2.课程设计的任务和思路 2.1 设计任务设计任务 设计一个电子琴，以扬声器作
6、为发声装置，以 4X4 小键盘作为输 入装置，模拟电子琴的琴键和功能按键，嗲子清具有低、中、高三个 音阶，能弹奏曲目在计算机硬件试验系统基础上， 完成扬声器模块的 设计，完成基本功能，并在此基础上完善并优化系统功能。 （1）按“17”中的任一数字键，则发出对应的中音； （2）若按下“高音键”和“17”中的任一数字键，则发出对应 的高音； （3）若按下“低音键”和“17”中的任一数字键，则发出对应 的低音； （4）弹奏时要求能够区分节拍、音调、音阶和休止符。 2.2 设计思路设计思路 电子琴的设计实际上就是要设计一个程序，通过识别按键，控制 扬声器模块的振动频率，从而发出不同的音调。扬声器模块是通过并 行接口芯片 8255 和定时芯片 8254 来控制发音的， 其电路连接方式如 下图所示。 图 1 扬声器控制电路 扬声器是由 8254 通道 2 产生的方波信号驱动发声的。要想让扬 声器发声，除了电源和接地外， ，还需要一个引脚给予振动频率才能 正常工作。 同时当 8255 的 PC7 置 1， ， 使得 8254 的 GATE 为高时。 OUT2 引脚
