專業(yè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、專業(yè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書專業(yè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書課程名稱： 微機(jī)原理與接口技術(shù) 設(shè)計(jì)名稱： 音樂(lè)發(fā)生器 學(xué)生姓名： 專 業(yè)： 班 別： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 日 期： 2016 年 06 月 28 日目錄目錄1. 項(xiàng)目概述項(xiàng)目概述.12. 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求.13. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì).24. 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì).34.1 電路圖.34.2 元件清單.35. 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì).45.1 程序流程圖.4（1）主程序流程圖）主程序流程圖.45.2 程序清單.5程序調(diào)程序調(diào)試試.96. 小結(jié)小結(jié).10參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).1111. 項(xiàng)目概述項(xiàng)目概述 匯編語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)能夠提供給用戶使用的最快而有效的語(yǔ)言，也是能夠利用計(jì)算

2、機(jī)所有特性并能直接控制硬件的唯一語(yǔ)言。借助于匯編程序，計(jì)算機(jī)本身可以自動(dòng)地把 匯編源程序翻譯成用機(jī)器語(yǔ)言表示的目的程序，從而實(shí)現(xiàn)了程序設(shè)計(jì)工作的部分自動(dòng)化。掌握一些程序設(shè)計(jì)的基本方法，要指導(dǎo)主程序，子程序以及推棧段的使用，了解通用發(fā)聲程序。了解與掌握定時(shí)、計(jì)數(shù)、音樂(lè)、頻率、時(shí)間之間的關(guān)系，學(xué)會(huì)用發(fā)聲程序的設(shè)計(jì)方法，學(xué)會(huì)用匯編語(yǔ)言編輯音樂(lè)程序。2. 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求（1）需要的基本知識(shí)與技能。 具備匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)、編寫、調(diào)試和運(yùn)行程序的方法和技巧。在 PC 機(jī)上運(yùn)行匯編程序需要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)階段：編輯源程序。利用文本編輯工具編輯源程序，生成一個(gè)匯編語(yǔ)言的純文本文件。文件的擴(kuò)展名為.ASM匯編源程序。

3、用匯編器匯編源程序生成目標(biāo)代碼文件，目標(biāo)代碼文件的擴(kuò)展名是.OBJ，匯編器還可以生成列表文件和交叉參考文件。匯編器相當(dāng)于高級(jí)語(yǔ)言中的編譯器。匯編語(yǔ)言按照匯編語(yǔ)言的語(yǔ)法檢查源程序，如果源程序語(yǔ)法有錯(cuò)誤，匯編器就不生成目標(biāo)代碼文件，這時(shí)，必須重新編輯源程序，修改語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)發(fā)現(xiàn)源程序有的行含有不確定因素，匯編器會(huì)給出警告信，但按卻省處理方法生成目標(biāo)代碼文件。此時(shí)，可以重新編輯源程序，消去不確定因素。連接目標(biāo)程序。利用連接器連接目標(biāo)代碼程序和庫(kù)函數(shù)代碼生成可執(zhí)行程序文件。一般單個(gè)模塊的連接可以順利地生成可執(zhí)行程序文件。當(dāng)多個(gè)模塊連接，或者庫(kù)函數(shù)連接時(shí)，如果在目標(biāo)代碼中找不到所需的連接信息，連接器就會(huì)

4、發(fā)生錯(cuò)誤提示信息，而不是生成可執(zhí)行文件。這時(shí)，這就要重新編輯源程序，并匯編程序。調(diào)試可執(zhí)行程序。程序的動(dòng)態(tài)調(diào)試是在形成可執(zhí)行文件后，針對(duì)可執(zhí)行程序進(jìn)行的。DEBUG 是簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)調(diào)試工具，利用調(diào)試工具動(dòng)態(tài)的調(diào)試程序，找出程序中的問(wèn)題，那么就要重新編輯，匯編源程序。（2）尚未掌握的知識(shí)點(diǎn)。有時(shí)在程序中定義了較多的 宏，或者可以把自己編譯中常用的宏定義建立一個(gè)獨(dú)立的文件，這個(gè)只包含若干定義宏文件的文件可稱為宏庫(kù)，通常用擴(kuò)展名 MAC 或 INC 來(lái)表示。當(dāng)應(yīng)用程序中需要用到宏庫(kù)中的宏定義時(shí)，只需要用語(yǔ)句說(shuō)明。有時(shí)匯編語(yǔ)言程序需要連續(xù)重復(fù)地完成相同或者幾乎完全相同的一組代碼，這時(shí)，可使用重復(fù)匯編。匯

5、編程序把重復(fù)模塊代碼重復(fù)幾次，每次重復(fù)把重復(fù)塊中的啞元用自變量表中的一項(xiàng)取代，下一次取代一次，重復(fù)次數(shù)由自變量表中的自變量個(gè)數(shù)來(lái)確定。條件匯編中，匯編程序能夠根據(jù)條件把一段源程序或者把它排去在外，這里用到條件偽操作。條件偽操作可以用在宏定義體內(nèi)，也可以用在宏定義體外，并且可以嵌套任意次。模塊化程序設(shè)計(jì)方法是按照各部分程序所實(shí)現(xiàn)的不同功能把程序劃分成為多個(gè)模板。各個(gè)模板在明確各自的功能和相互間的約定后，就可以編制和調(diào)試程序，最后把它們連接起來(lái)形成一個(gè)大程序，子程序結(jié)構(gòu)是模塊化程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。子程序相當(dāng)于高級(jí)語(yǔ)言中的過(guò)程和函數(shù)。在一個(gè)程序的不同部分，往往就要用到類似的程序段，這寫程序段的功能個(gè)結(jié)構(gòu)

6、形式都相同，只是有的變量賦值不同，此時(shí)就可以把這些程序?qū)懗勺映绦蛐问?，以便需要時(shí)調(diào)擁它。計(jì)算機(jī)中有一個(gè)可編程時(shí)間間隔定時(shí)器 8253/54，它能根據(jù)程序提供的計(jì)數(shù)值和工作模式，產(chǎn)生各種計(jì)數(shù)/定時(shí)脈沖，提供給系統(tǒng)的各個(gè)部分使用。先要設(shè)定控制字，以選擇計(jì)數(shù)器，確定工作模式和計(jì)數(shù)的值。每個(gè)計(jì)數(shù)器由 3 個(gè)外引腿與外部聯(lián)系，在對(duì)任一個(gè)計(jì)數(shù)妻2編程時(shí)，首先將控制字節(jié)寫入控制寄存器?？刂谱值淖饔檬歉嬖V 8253/54 選擇那一個(gè)計(jì)數(shù)器工作，要求輸入什么樣的脈沖波形。另外對(duì)其初始化工作好包括，向選定計(jì)數(shù)器送一個(gè)初值。PC 機(jī)上的大多數(shù) I/O 都是主板的 8255 的可編程外圍接口芯便管理的，PPI 包括三

7、個(gè)8 位寄存器，兩個(gè)用于輸入功能，一個(gè)用于輸出功能。利用 CPU 產(chǎn)生延遲時(shí)間是最常用的方法，但是對(duì)于不同的計(jì)算機(jī)，它們產(chǎn)生的延遲時(shí)間都是不一樣的。組成樂(lè)曲的每個(gè)音符的頻率和持續(xù)時(shí)間是樂(lè)曲程序發(fā)聲所需要的兩個(gè)數(shù)據(jù)。音符的持續(xù)時(shí)間是根據(jù)樂(lè)曲的速度及每個(gè)音符的節(jié)拍來(lái)確定的。在 4/4 中，四分音符為一拍，每小節(jié)四拍，全音符持續(xù)四拍，四分音符持續(xù)一拍，八分音符持續(xù)半拍等。3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)這次課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想是在熟練掌握匯編程序的設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，利用通用發(fā)生程序編寫音樂(lè)程序組成音樂(lè)的每個(gè)音符的頻率值和持續(xù)時(shí)間是音樂(lè)程序發(fā)聲所需要的兩個(gè)數(shù)據(jù)，根據(jù)音調(diào)與頻率和時(shí)間之間的關(guān)系，把要編輯的音樂(lè)的每個(gè)

8、音符的頻率和持續(xù)時(shí)間定義成兩個(gè)數(shù)據(jù)表，進(jìn)而把它們寫入通用發(fā)聲程序，音樂(lè)程序就完成。在編制此音樂(lè)演奏程序時(shí)，應(yīng)該知道 ROM BIOS 中有個(gè) BEEP 子程序,這能根據(jù) BL 中組出的時(shí)間計(jì)數(shù)值控制 8254 定時(shí)器,產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間為 1 個(gè)或幾個(gè) 0.5 秒,頻率為 896HZ 的聲音，我們可以利用并修改 BEEP，使其產(chǎn)生任一頻率的聲音。首先要了解計(jì)算機(jī)是如何產(chǎn)生聲音和樂(lè)曲的。找出相關(guān)程序源代碼，弄清楚各功能的環(huán)節(jié)間的聯(lián)系、聯(lián)接方法，搞清楚單調(diào)與頻率和時(shí)間的關(guān)系，利用計(jì)算機(jī)控制發(fā)聲的原理，依照基本的算法思想寫程序，測(cè)試，更正，擴(kuò)充功能，修飾細(xì)節(jié)。本次設(shè)計(jì)在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中的整體設(shè)計(jì)思路如下：該

9、程序主要分成 根據(jù)音階表和簡(jiǎn)譜為演奏的樂(lè)曲定義一個(gè)頻率表 mus_freq 和一個(gè)時(shí)間表 mus_time。分別將兩個(gè)表的偏移地址放入 SI 和 BP。lea si, mus_freqlea bp, ds:mus_time從表中取出音符的頻率放入 DI，取出音符的持續(xù)時(shí)間（實(shí)際上是 10ms 的倍數(shù)）放入BX。mov di, simov bx, ds:bp頻率表中最后一個(gè)數(shù)據(jù)-1 作為樂(lè)曲的結(jié)束符，也可用其他的特殊值來(lái)代替。調(diào)用通用發(fā)聲子程序 SOUNDF 發(fā)出音調(diào)。這個(gè)程序比較簡(jiǎn)單，如果想演奏另一個(gè)樂(lè)曲，只需把 mus_freq 和 mus_time 兩個(gè)表中的數(shù)據(jù)換成另一個(gè)樂(lè)曲的頻率和節(jié)拍

10、時(shí)間就可以了。該算法的整體思路是在這個(gè)設(shè)計(jì)中用到了 BEEP 通用發(fā)聲程序，我們利用對(duì) BEEP 程序的修改讓它產(chǎn)生任何一種頻率的聲音，也可以讓聲音的持續(xù)時(shí)間更容易被調(diào)整 在編譯的過(guò)程中，用到了子程序調(diào)用，分別根據(jù)輸入調(diào)用 music1,music2,music3 程序還要調(diào)用子程序 gensound 發(fā)出音調(diào),主要特點(diǎn)是程序簡(jiǎn)單明了,有良好的交互界面。程序的主要功能是給用戶提供三首已經(jīng)寫好的短曲，根據(jù)用戶的選擇演奏樂(lè)曲，演奏完一首樂(lè)曲后跳回起始狀態(tài)，如此循環(huán)，直到用戶輸入結(jié)束的信息為止。本程序設(shè)計(jì)過(guò)程的整體設(shè)計(jì)思路是通過(guò)定義數(shù)據(jù)段,堆棧段和代碼段實(shí)現(xiàn)程序的各種要求。其中堆棧段是為樂(lè)曲的音調(diào)及

11、頻率的數(shù)據(jù)分配空間；數(shù)據(jù)段是記錄程序運(yùn)行過(guò)程中所需的信息，包括字符信息，單調(diào)數(shù)據(jù)，音頻數(shù)據(jù)；代碼段則是程序算法部分, 通過(guò)對(duì)各數(shù)據(jù)的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)音樂(lè)演奏功能。找出相關(guān)程序源代碼，弄清楚各功能的環(huán)節(jié)間的聯(lián)系、聯(lián)接方3法，搞清楚單調(diào)與頻率和時(shí)間的關(guān)系，寫出其中的一個(gè)音樂(lè)文件的代碼，理解其在總程序中的作用。依照基本的算法思想寫程序，測(cè)試，更正，擴(kuò)充功能，修飾細(xì)節(jié)。系統(tǒng)的主要功能：給用戶提供三首已經(jīng)寫好的短曲，根據(jù)用戶的選擇演奏樂(lè)曲，演奏完一首樂(lè)曲后跳回起始狀態(tài)，如此循環(huán)，直到用戶輸入結(jié)束的信息為止。4. 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)4.1 電路圖4.2 元件清單45. 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)5.1 程序流程圖（1）主程

12、序流程圖圖圖 1 主程序流程圖主程序流程圖（2）Music 子程序流程圖5DI= -1返回 DOS 界面并重新輸入字符GENSOUND子程序取下一頻率值和下一時(shí)間值開始結(jié)束圖圖 2 Music 子程序流程圖子程序流程圖5.2 程序清單程序清單如下：；數(shù)據(jù)段DATA SEGMENT PARA DATAINFO1 DB 0DH,0AH,WELCOME YOU TO COME HERE!$INFO2 DB 0DH,0AH,this is a music program!$INFO3 DB 0DH,0AH,please select!$INFO4 DB 0DH,0AH,INPUT ERROR!$INF

13、O5 DB 0DH,0AH,PLEASE INPUT AGAIN!$MUSLIST DB 0DH,0AH,A MUSIC1 DB 0DH,0AH,B MUSIC2 DB 0DH,0AH,C MUSIC3 DB 0DH,0AH,Q EXIT db 0dh,0ah,$MUS_FREG1 DW 330,294,262,294,3 DUP (330) ；音樂(lè) 1 的頻率表 1，2 小節(jié) DW 3 DUP (294),330,392,392 ；3，4 小節(jié) DW 330,294,262,294,4 DUP (330) ；5，6 小節(jié) DW 294,294,330,294,262,-1 ；7，8 小節(jié)MU

14、S_TIME1 DW 6 DUP (25*8),50*8 ；音樂(lè) 1 的時(shí)間節(jié)拍表 1，2 小節(jié) DW 2 DUP (25*8,25*8,50*8) ；3，4 小節(jié) DW 12 DUP (25*8),100*8 ；58 小節(jié)MUS_FREG2 DW 330,392,330,294,330,392,330,294,330 DW 330,392,330,294,262,294,330,392,294 DW 262,262,220,196,196,220,262,294,332,262,-1MUS_TIME2 DW 3 DUP(50),25,25,50,25,25,100 DW 2 DUP(50,5

15、0,25,25),100 DW 3 DUP(50,25,25),1006MUS_FREG3 DW 262,262,294,262,349 DW 330,262,262,294,262 DW 392,349,262,262,523 DW 440,349,262,262,466 DW 466,440,262,392,349,-1MUS_TIME3 DW 50,50,100,100,100 DW 100,100,50,50,100,100 DW 100,100,100,50,50,100 DW 100,100,100,100,100,50 DW 50,100,100,100,100,100DATA

16、ENDS；堆棧段STACK SEGMENT PARA STACK STACK DB 200 DUP (STACK) ；初始化堆棧STACK ENDS；代碼段CODE SEGMENT ASSUME DS:DATA,SS:STACK,CS:CODEMAIN PROC FAR MOV AX,DATA ；數(shù)據(jù)段裝入段寄存器 DS MOV DS,AX MOV aH, 0 ；BIOS 功能調(diào)用，設(shè)置顯示方式 MOV AL,4 INT 10H ；十號(hào) doc 中斷？ MOV AH,0BH ；0B 號(hào) doc 調(diào)用？ MOV BH,0 MOV BL,4 INT 10H MOV AH,0BH MOV BH,01

17、H MOV BL,00 INT 10HSHOW MACRO b ；定義一個(gè)宏 LEA DX,b MOV AH,9 ；9 號(hào) doc 調(diào)用？ INT 21H ENDM show INFO1 show INFO2 show INFO3 show MUSLISTINPUT: MOV AH,01H ；鍵盤輸入并回顯 INT 21H CMP AL,Q7 JZ retu ；退出 CMP AL,A JNZ B0 CALL MUSIC1 JMP EXIT1B0: CMP AL,B JNZ C0 CALL MUSIC2 JMP EXIT1C0: CMP AL,C JNZ exit CALL MUSIC3EXIT

18、1: show INFO5 ；宏調(diào)用 JMP INPUT EXIT: call clear show INFO4 show INFO5 show INFO1 show INFO2 show INFO3 show MUSLIST jmp inputRETU: MOV AH,4CH ；帶返回碼終止 INT 21HMAIN ENDP MUSIC1 PROC NEAR PUSH DS SUB AX,AX ；AX 清零 PUSH AX LEA SI,MUS_FREG1 LEA BP,DS:MUS_TIME1FREG1: MOV DI,SI CMP DI,-1 ；音符的頻率是否結(jié)束 JE END_MUS1

19、 ；若是則返回 MOV DX,DS:BP ；取出音符的持續(xù)時(shí)間放入 BX MOV BX,1400 CALL GENSOUND ；調(diào)用 GENSOUND 子程序發(fā)出音調(diào) ADD SI,2 ADD BP,2 JMP FREG1END_MUS1: RETMUSIC1 ENDP8GENSOUND PROC NEAR PUSH AX ；保存將要用到的寄存器 PUSH BX PUSH CX PUSH DX PUSH DI MOV AL,0B6H ；向 8253-5/8254-2 計(jì)數(shù)器寫入控制字 OUT 43H,AL ；方式 3、雙字節(jié)寫和二進(jìn)制計(jì)數(shù)方式寫到控制口 MOV DX,12H ；設(shè)置被除數(shù) MO

20、V AX,533H*896 DIV DI ；其商（AX）為預(yù)置值 OUT 42H,AL ；先送 LSB MOV AL,AH OUT 42H,AL ；后送 MSB IN AL,61H ；讀 8255 端口 B（61H）原值 MOV AH,AL ；保存端口原值 OR AL,3 OUT 61H,AL ；接通揚(yáng)聲器WAIT1: MOV CX,8FF0H ；在 80486/DX2/66 中取DELAY1: LOOP DELAY1 DEC BX JNZ WAIT1 MOV AL,AH ；寫回 61H 口原值，關(guān)閉揚(yáng)聲 OUT 61H,AL POP DI ；恢復(fù)寄存器 POP DX POP CX POP B

21、X POP AX RET ；子程序結(jié)束返回GENSOUND ENDPMUSIC2 PROC NEAR PUSH DS SUB AX,AX PUSH AX LEA SI,MUS_FREG2 LEA BP,DS:MUS_TIME2FREG2: MOV DI,SI CMP DI,-1 JE END_MUS2 MOV DX,DS:BP MOV BX,1400 CALL GENSOUND ADD SI,29 ADD BP,2 JMP FREG1END_MUS2: RETMUSIC2 ENDPMUSIC3 PROC NEAR PUSH DS SUB AX,AX PUSH AX LEA SI,MUS_FRE

22、G3 LEA BP,DS:MUS_TIME3FREG3: MOV DI,SI CMP DI,-1 JE END_MUS3 MOV DX,DS:BP MOV BX,1400 CALL GENSOUND ADD SI,2 ADD BP,2 JMP FREG1END_MUS3: RETMUSIC3 ENDPclear proc near ；清屏子程序 push ax push bx push cx push dx mov ah,6 ；屏幕初始化或上卷 mov al,0 mov ch,0 ；左上角行號(hào)為 0 mov cl,0 ；左上角列號(hào)為 0 mov dh,24 ；右下角行號(hào)為 24mov dl,7

23、9 ；右下角列號(hào)為 79 mov bh,7 ；卷入行屬性為 7 int 10h ；調(diào)用顯示 BIOS pop dx pop cx pop bx pop ax retclear endpCODE ENDS END MAIN105.3程序調(diào)試1.編輯源程序,假定源文件名為 YINYUE.ASM。2.匯編源程序 YINYUE.ASM。調(diào)用宏匯編程序 MASM 對(duì)源文件 YINYUE.ASM 進(jìn)行匯編,生成目標(biāo)文件 YINYUE.OBJ。若匯編無(wú)錯(cuò)誤,則進(jìn)入第三步。3.用連接命令 LINK 連接目標(biāo)程序文件 YINYUE.OBJ。若連接成功,則進(jìn)入下一步。4.運(yùn)行可執(zhí)行文件 YINYUE.EXE。5D

24、EBUG 調(diào)試的具體步驟：DEBUG 命令均為一個(gè)字母，其后可以跟一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。命令中參數(shù)之間必須用分界符號(hào)隔開。命令和參數(shù)可以用大寫或小寫混合的方式輸入，每個(gè)命令以回車鍵作結(jié)束符。在執(zhí)行命令過(guò)程中，可以按 CTRL+BREAK 來(lái)終止一個(gè)命令的執(zhí)行，然后返回到DEBUG 提示符下。這里我用到了（顯示內(nèi)存單元內(nèi)容的）D 命令和（跟蹤命令）T 命令。在 dos 的提示符下，鍵入命令： c:debug typegame 在 debug 程序調(diào)入后，將出現(xiàn)提示符，此時(shí)就可用 debug 命令來(lái)調(diào)試程序。6. 小結(jié)小結(jié)設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題在此次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我遇到了很多的問(wèn)題，主要有

25、以下一些：（1） 在編程初期首先遇到的是結(jié)構(gòu)化程序的結(jié)構(gòu)很重要，剛開編的時(shí)候沒(méi)有寫流程圖和算法，結(jié)果程序可讀性很差，也很難查錯(cuò)，從中了解到寫程序需要一步步來(lái)，不能操之過(guò)急。（2） 在編程中時(shí)常出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤。因?yàn)檫@個(gè)錯(cuò)誤在編譯中不會(huì)被發(fā)現(xiàn)，所以很難找出，要對(duì)程序一步一步的檢查才行，可以用對(duì)子程序稍加修改后單獨(dú)運(yùn)行來(lái)查錯(cuò)。這體現(xiàn)我經(jīng)歷的程序不夠多，需要在這方面加把勁。（3）在編寫音樂(lè)的時(shí)候，不懂的節(jié)拍的把握。后來(lái)上網(wǎng)查資料和老師的幫助，才對(duì)音樂(lè)的節(jié)拍有所了解，最后終于解決了這問(wèn)題。問(wèn)題的解決方法問(wèn)題的解決方法此次課程設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題,在指導(dǎo)老師的幫助下,加上我自己的努力及同學(xué)朋友的全力幫助下,我的這些問(wèn)題都已得到完滿的解決。如節(jié)拍的問(wèn)題，我