微機(jī)原理與接口技術(shù)基于PROTEUS實(shí)現(xiàn)音樂播放器的設(shè)計(jì)

1、信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目名稱：基于PROTEUS現(xiàn)音樂播放器的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：王浩宇 關(guān)問鼎 徐然 再啟幸學(xué) 號：專業(yè)班級：13電信指導(dǎo)教師：劉恩博2015年7月9日目錄一.課程設(shè)計(jì)題目 錯(cuò)誤！未指定書簽二.課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 錯(cuò)誤！未指定書簽三.總體方案與設(shè)計(jì)說明 錯(cuò)誤！未指定書簽3.1 每個(gè)音符的對應(yīng)頻率 錯(cuò)誤!未指定書簽3.2 設(shè)計(jì)說明 錯(cuò)誤!未指定書簽四.硬件電路設(shè)計(jì)及描述 錯(cuò)誤！未指定書簽4.1芯片介紹 錯(cuò)誤!未指定書簽五.軟件設(shè)計(jì)流程（模塊流程圖）及描述 . 錯(cuò)誤！未指定書簽六.源程序代碼（要有注釋） 錯(cuò)誤！未指定書簽七.課程設(shè)計(jì)體會 錯(cuò)誤！未指定書簽參考

2、文獻(xiàn) 錯(cuò)誤！未指定書簽一.課程設(shè)計(jì)題目基于PROTEUS現(xiàn)音樂播放器的設(shè)計(jì)二.課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)要求：1.實(shí)現(xiàn)播放音樂；2 .實(shí)現(xiàn)多首音樂連續(xù)播放和選擇播放；3 .要求通過PROTUES成此項(xiàng)功能，并完成PCB電路圖。三.總體方案與設(shè)計(jì)說明3.1 每個(gè)音符的對應(yīng)頻率表1每個(gè)音符的對應(yīng)頻率音符頻率/HZ半周期/us音符頻率/HZ半周期/us低1DO2621908#4FA#7400676#1DO#2771805中5SO7840638低2RE2941700#5SO#8310602#2RE#3111608中6LA8800568低3M3301516#6LA#9320536低4FA3491433中7S

3、I9880506#4FA#3701350高1DO10460478低5SO3921276#DO#11090451#5SO#4151205高2RE11750426低6LA4401136#2RE#12450402#6LA#4661072高3M13180372低7SI4941012高4FA13970358中1DO5230956#4FA#14800338#1DO#5540903高5SO15680319中2RE5780842#5S0#16610292#2RE#6220804高6LA17600284中3M6590759#6LA#18650268中4FA6980716高7SI197602533.2 設(shè)計(jì)說明該

4、音樂播放器通過用8086中央處理器、74LS373地址鎖存電路、74LS138譯碼 電路、定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253A來實(shí)現(xiàn)功能。8086中央處理器輸出地址碼 A16-A19和數(shù)據(jù)AD0-AD15將AD0-AD商入地址鎖 存器輸出A0-A7,再將A0-A7通過譯碼器進(jìn)行譯碼輸出作為 8253的片選信號， 8253 產(chǎn)生不同頻率的脈沖來模擬音符，通過時(shí)間的長短來模擬音長，從而設(shè)計(jì)出一個(gè)功能完整的音樂播放器。四硬件電路設(shè)計(jì)及描述4.1 芯片介紹(1)8086 中央處理器8086 中央處理器是Intel 系列的 16位微處理器，有16根數(shù)據(jù)線和 20跟地址線。它主要由執(zhí)行部件EU( Execution U

5、nit )和總線接口部件 BIU( Businterface Unit )兩部分組成。 8086擁有四個(gè) 16位的通用寄存器，也能夠當(dāng)作 八個(gè) 8 位寄存器來存取，以及四個(gè)16 位索引寄存器( 包含了堆棧指標(biāo)) 。資料寄存器通常由指令隱含地使用，針對暫存值需要復(fù)雜的寄存器配置。它提供64K 8位元的輸出輸入 ( 或 32K 16 位元 ) ，以及固定的向量中斷。大部分的指令只能夠 存取一個(gè)內(nèi)存位址， 所以其中一個(gè)操作數(shù)必須是一個(gè)寄存器。 運(yùn)算結(jié)果會儲存在 操作數(shù)中的一個(gè)。為了能夠簡單有效地進(jìn)行對 8086操作， 故采用最小模式進(jìn)行工作。 要使 8086 處于最小模式，首先要將 MN/MX

6、74;置為高電平。(2)74LS373 地址鎖存電路74LS373 為D鎖存器，AD0-AD7為輸入數(shù)據(jù)，輸出 Ao0-Ao7。74LS373的輸 出端 O0O7 可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端OE 為低電平時(shí)， O0-O7 為正常邏輯狀態(tài)， 可用來驅(qū)動負(fù)載或總線。當(dāng) OE 為高電平時(shí)， O0-O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的 負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端LE 為高電平時(shí)， O 隨數(shù)據(jù) D 而變。 當(dāng) LE 為低電平時(shí)， O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。引出端符號：DA D7數(shù)據(jù)輸入端OE三態(tài)允許控制端（低電平有效）LE鎖存允許端O0-O7輸出端表2 74LS

7、373真值表DnLEOEOnHHLHLHLLXLLQ0XXH高阻態(tài)74LS138譯碼電路A0-A7通過譯碼電路輸出作為8253的片選信號。其工作原理如下：a.當(dāng)一個(gè)選通端E1為高電平，另兩個(gè)選通端 E2和E3為低電平時(shí)，可將地址端 （AR A1、A2）的二進(jìn)制編碼在 Y0至Y7對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。比如：A0A1A2=110寸，則Y6輸出端輸出低電平信號。b.可用在8086的譯碼電路中，擴(kuò)展內(nèi)存。在該電路中，除了 A2A1其他幾位是11110*0的時(shí)候才能給CS送一個(gè)有效電平， 而當(dāng)A1A2=00,01,10,11之時(shí)即為F0H,F2H,F4H,F6H分另I對應(yīng)的是通道 0, 1, 2,

8、3的運(yùn)行。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253A主要功能：a.每片上有3個(gè)獨(dú)立的16位的減計(jì)數(shù)器通道。b.對于每個(gè)計(jì)數(shù)器，都可以單獨(dú)作為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器使用，并且都可以按照二進(jìn)制或十進(jìn)制來計(jì)數(shù)。c.每個(gè)通道都有6種工作方式，都可以通過程序設(shè)置或改變。8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，它主要包括以下幾個(gè)主要部分：3.2.5 8253 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)a. 數(shù)據(jù)總線緩沖器 實(shí)現(xiàn)8253與CPU數(shù)據(jù)總線連接的8位雙向三態(tài)緩沖器，用以傳送 CPU向8253 的控制信息、數(shù)據(jù)信息以及 CPU從8253讀取的狀態(tài)信息，包括某時(shí)刻的實(shí)時(shí)計(jì) 數(shù)值。b. 讀 / 寫控制邏輯控制8253的片選及對內(nèi)部相關(guān)寄存器的讀/寫操作，它接收CPU發(fā)來

9、的地址信號 以實(shí)現(xiàn)片選、內(nèi)部通道選擇以及對讀/ 寫操作進(jìn)行控制。c 控制字寄存器在8253的初始化編程時(shí)，由CPU1入控制字，以決定通道的工作方式，此寄存 器只能寫入，不能讀出。d.計(jì)數(shù)通道0#、1#、2#:這是三個(gè)獨(dú)立的， 結(jié)構(gòu)相同的計(jì)數(shù)器/ 定時(shí)器通道， 每一個(gè)通道包含一個(gè)16 位的計(jì)數(shù)寄存器， 用以存放計(jì)數(shù)初始值， 一個(gè) 16位的減法計(jì)數(shù)器和一個(gè)16位的鎖存器，鎖存器在計(jì)數(shù)器工作的過程中，跟隨計(jì)數(shù)值的變化，在接收到CPLK來的讀 計(jì)數(shù)值命令時(shí)，用以鎖存計(jì)數(shù)值，供 CPU實(shí)取，讀取完畢之后，輸出鎖存器又跟 隨減 1 計(jì)數(shù)器變化。音樂播放器工作于方式3：方波發(fā)生器當(dāng)裝入初值后，在GATEt開

10、沿啟動計(jì)數(shù)，OUT輸出高電平；當(dāng)計(jì)數(shù)完成一半時(shí)， OUT俞出低電平。計(jì)數(shù)過程 :當(dāng)把方式3的控制字寫入控制字寄存器后，輸出端 OU儂成高電平，作為初始 電平。再將計(jì)數(shù)初值寫入計(jì)數(shù)初值寄存器CR中，再經(jīng)過一個(gè)時(shí)鐘周期，計(jì)數(shù)初值被移入計(jì)數(shù)執(zhí)行單元CE中，從下一個(gè)時(shí)鐘脈沖開始作減1計(jì)數(shù)，方式3的計(jì) 數(shù)過程分為兩種情況：第一種情況：計(jì)數(shù)初值為偶數(shù)，當(dāng)作減1計(jì)數(shù)減到N/2時(shí)，輸出端OU琢變成低 電平，減到0時(shí)，輸出端OU儂成高電平，并重新從初值開始新的計(jì)數(shù)過程。若 GAT日高電平，則一直重復(fù)同樣的計(jì)數(shù)過程?？梢?，輸出端OUT輸出連續(xù)的方波，故稱方波發(fā)生器。第二種情況：計(jì)數(shù)初值為奇數(shù)，當(dāng)作減 1計(jì)數(shù)減到（

11、N+1） /2以后，輸出端OUT 變成低電平，減到0時(shí)，輸出端OU僅變成高電平。并重新從初值開始新的計(jì)數(shù) 過程。這時(shí)輸出端的波形為連續(xù)的近似方波。門控信號的影響工作在方式3時(shí)，門控信號GATE勺功能與工作方式2一樣，即GATE為高電平 時(shí)，允許計(jì)數(shù)；GATEM氐電平時(shí)彳¥止計(jì)數(shù)。GATES I腳上的信號從低電平跳到高 電平時(shí)，將會重新把計(jì)數(shù)初值寄存器 CR中的內(nèi)容移入計(jì)數(shù)執(zhí)行單元 CE中，并以 新裝入的值重新開始計(jì)數(shù)。五.軟件設(shè)計(jì)流程（模塊流程圖）及描述通過給8253定時(shí)器裝入不同的計(jì)數(shù)值，可以使其輸出不同頻率的波形。便可驅(qū) 動揚(yáng)聲器發(fā)出不同頻率的音調(diào)，要使該音調(diào)的聲音持續(xù)一段時(shí)間，

12、只要插入一段 延時(shí)程序。SI指向曲中的頻率，BP指向曲中的時(shí)間節(jié)拍。從SI的指向的音節(jié)表中取一個(gè)頻 率，只要不是0,即有效就再讀取時(shí)間，然后轉(zhuǎn)到 start子程序，計(jì)算計(jì)數(shù)初值 送入計(jì)數(shù)器，產(chǎn)生各種頻率信號，再送至揚(yáng)聲器。程序流程圖開始寫音樂文件程序曲各音符頻率設(shè)置曲各音符時(shí)間設(shè)置讀取頻率freq轉(zhuǎn)到strat程序硬件電路圖圖1電路仿真圖六.源程序代碼（要有注釋）code segment assume cs:code音樂文件J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J；freq dw 2 dup(262,294,330,26

13、2)dw 2 dup(330,349,392)dw 2 dup(392,440,392,349,330,262)dw 2 dup(294,196,262),0;歌曲頻率time dw 8 dup (10000)dw 2 dup (10000,10000,20000)dw 12 dup (9000)dw 6 dup(18000);歌曲時(shí)間節(jié)拍值dw 10000reg dw 3J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J start1: mov ch,2 jmp start start:dec reg ;cmp reg,0 je endd lea si,f

14、req lea bp,time lea sp,reg mov di,cs:si; mov bx,bp jmp musicmusic:計(jì)數(shù)器3遍;減一計(jì)數(shù)循環(huán)三次結(jié)束頻率J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J Jmov dx,0F6h; 控制端口mov ; 控制字out dx,al;頻率計(jì)算并送8253;mov dx,00h ; 設(shè)置被除數(shù)mov ax,5000div dimov dx,0F4hout dx,alJ J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J Jmov ax,1 out dx,ax

15、mov bx,20000 wait1: mov cx,6頻率時(shí)間設(shè)循環(huán)次數(shù)6delay1:loop delay1dec bx ; 循環(huán)持續(xù) bx 次，即傳進(jìn)來的節(jié)拍時(shí)間jnz wait1J J J J J J J J J J J J J J J J J Jdec bxjnz wait1add si,2add bp,2 mov di,cs:si cmp di,0je startmov bx,bpjmp music定位到下一個(gè)音符J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J JJ J J J J J J J J J J J J J J J J Jendd:mov dx,0F6h movout dx,al code ends end start程序結(jié)束 ;七課程設(shè)計(jì)體會經(jīng)過一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)， 完成任務(wù)的效果和預(yù)想中有很大的出入， 雖然中間遇到了一些問題，但經(jīng)過我們的努力，還是把問題給解決了。這次課程設(shè)計(jì)對我綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力的提高有不小的幫助， 之前做的實(shí)驗(yàn)都是很簡單的編程， 跟硬件結(jié)合也沒有這么復(fù)雜， 實(shí)現(xiàn)的功能都比較簡單， 可是這次要實(shí)現(xiàn)的功能相對來說比較復(fù)雜，要求掌握的知識比較全面。我們第一次做硬件設(shè)計(jì)， 難免會