微机课程设计--定时与计数：利用8253控制扬声器发声

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1、课程设计说明书 课程名称： 微机原理及接口技术课程设计微机原理及接口技术课程设计 设计题目：定时与计数：利用定时与计数：利用 8253 控制扬声器发声，播放一段音乐控制扬声器发声，播放一段音乐 班级： 姓名： 开始时间：2018年01月15日 完成时间：2018年01月19日 成绩评定 平 时 考 勤 （20%） 实验室 调试 （30%） 创新（10%） 答辩（20%） 说明书 （20%） 总评 指导教师签名： 年月日 目录 摘要 随着科技的高速发展，计算机已经经过了好几代的更新，然而计算机的运行的基 本原理依然没有改变的。而今，我们通过一个学期的学习，已经初步了解了计算 机的基本结构和原理，

2、并且已经学会了用汇编语言进行基本的程序编写。 一、概述 汇编语言是计算机能够提供给用户使用的最快而有效的语言， 也是能够利用计算 机所有特性并能直接控制硬件的唯一语言。借助于汇编程序，计算机本身可以自 动地把 汇编源程序翻译成用机器语言表示的目的程序，从而实现了程序设计工 作的部分自动化。而本次课程设计的主要目的就是巩固所学过的知识，用汇编语 言熟练地运用三大结构，进一步掌握一些指令的功能、掌握子程序的定义及调用 和 INT 21H、INT10H 中断的使用，同时熟练运用通用寄存器和堆栈来进行编写 一个完整的具有某种特定功能的程序。 二、方案设计 1功能分析 在此次设计中，第一个重点就是音乐播

3、放的控制，要想能按照正常的频率和节拍 播放出音乐，就需要合理的设计出给蜂鸣器的频率值和播放的时间。这样就能比 较准确的把音乐按一定的节奏播放出来。如果我们要想加快播放速度，我们可以 改变每一节拍的播放时间，如果我们改变了播放的频率值，那么歌曲也就相应的 改变了。 我们根据上面的功能分析，同时通过查阅相关资料，了解了计算机的内部结构的 同时还清楚的理解了 DOS 中的 21H 和 10H 中断的调用， 因此我们设计出如下方 案： （1）音乐的代码化 我们首先收集了一首简单的歌曲两只老虎，同时还带有相应的音谱，通过查 阅相关的音乐资料，了解了节拍的概念和各音符所对应的频率，而后我们把每一 首歌曲都

4、转化成两个数据段，一个是把各个音符翻译成相应的频率值，第二是把 相应的节拍转化成对应的时间值，来控制播放每一个音符所对应的时间。这样我 们在播放歌曲时，同时调用频率值和时间值就可以把相应的歌曲播放出来了。 （2）音乐演奏的硬件配合 我们了解到在计算机的主板上有 8253、8255 和蜂鸣器，同时了解到蜂鸣器的驱 动是通过 8255 和 8253 共同控制的，我们通过对 8253 的通道 2 进行写数据来控 制蜂鸣器的声音频率，再通过 8255 来控制播放时间的长短，就通过这样的巧妙 配合来达到播放完整音乐的效果。 （3）音乐演奏的软件设计 软件设计是本设计的重点，在软件设计中，我们要给 825

5、3 和 8255 写数据，执行 相应的代码来控制音乐的播放。 三、软件设计 在介绍音乐的播放之前，先来说说 PC 机的小喇叭是怎样与机器相连的呢?下面 的“发声原理图”表示了喇叭与机器简单的相连情况。喇叭的一端连接在电源正 极，另一端与机器的 61H 端口的 bit 位相连。可以想象，若能连续改变 61H 端口 的 bit 位 0,1 状态，就可以使喇叭线圈内的电流时有时无，从而使喇叭发声。我 们编制的汇编程序的工作，就是连续改变 61H 端口的 bit 位状态。 我们使用 PC 机有一个专门用于定时的电路，型号为 8253。它有三个通道， 第一个通道用于控制始终正常运转；第二个通道用于存储器

6、刷新；这两个通道与 我们现在要讨论的问题无关。第三个就是一组电路域喇叭相连。 如下图所示就是 PC 机中完整的发声电路，定时器通道 3 的 G 端与 61H 端 口的 bit0 位相连， 如果把 61H 端口的 bit0 位置为 1， 那么定时器通道 3 就会被启 动，此时将有一组信号从 OUT 输出，信号的频率可以用程序控制；若 61H 的端 口 bit0 位为 0，则定时器被关闭，out 端就恒为 1. 发声原理图发声原理图: 发声程序设计原理： PC 机发声系统以 8253 的 2 号计数器为核心。系统初始化时，2 号计数器 I 作在“方波发生器”方式，初值为二进制数，写入顺序为先低后高，CLK2 为 1193182MHz，当计数初值为 533H 时，OUT2 输出的方波大约为 900Hz，经过 简单的滤波之后，送至扬声器。改变 1、4 号计数器的计数初值就可以使扬声器 发出不同频率的音响。 ROM BIOS 中有个 BEEP 子程序,这能根据 BL 中组出的时间计数