音乐播放器-微机原理指导书+课程设计(接线图+原理图+完整程序+设计分析)

《微机原理与接口技术》课程设计报告设计题目：音乐播放器姓名：学号：指导老师：日期：北京理工大学珠海学院2020-6-1505计算机科学与技术2班1课程设计任务书题目：音乐播放器课程设计内容要求：要求：1．根据确定的主题进行分析，确定采用的微机芯片，并复习掌握相关知识；2．设计整体结构、框架；分析硬件框架、流程和软件框架、流程；实现汇编程序；3．测试完成汇编程序；4．按要求完成课程设计和报告、答辩。目的：课程设计注重提高学生应用能力、创新能力。在掌握了基本的实验方法和实验技能且理论教学完成的基础上，要求学生通过一周的集中工作，初步锻炼综合运用所学知识的能力，通过讨论与合作，完成一项完整的设计工作。更深入的了解微机芯片的用法和程序的完成过程，调试方法及技巧。通过这个环节来加深对《微机原理与接口技术》所学内容的理解和融会贯通。设计者姓名：指导老师意见：指导老师签名：北京理工大学珠海学院2020-6-1505计算机科学与技术2班2目录第一章课程设计的任务和目的..........................................................................31.1课程设计任务.........................................................................................31.2课程设计目的.........................................................................................3第二章课程设计基础知识..................................................................................42.1定时/计数器8253A................................................................................42.28253A内部结构.....................................................................................42.38253A外部引脚.....................................................................................52.4计数器内部结构.....................................................................................62.58253A端口地址.....................................................................................72.68253A功能.............................................................................................72.78253A控制字.........................................................................................82.88253A工作方式.....................................................................................8第三章详细设计................................................................................................103.1硬件设计...............................................................................................103.2软件设计...............................................................................................13第四章程序调试................................................................................................14第五章总结........................................................................................................14第六章参考文献................................................................................................15第七章附录........................................................................................................167.1源代码.....................................................................................................167.2各个音符的对应频率.............................................................................18北京理工大学珠海学院2020-6-1505计算机科学与技术2班3第一章课程设计的任务和目的1.1课程设计任务本课程设计题目是：设计并实现一个音乐播放器。1.自己选用芯片和其它的硬件。2.自行设计电路并使用汇编语言编写程序完成音乐播放器功能。3.利用8253作为音阶频率发生器，对一段音乐进行编码后存入音符表，程序中可调用音符表自动播放音乐，从中了解音乐播放的原理。4.利用8253A和PC机，设计并实现简易音乐播放器5.使用汇编语言编写音乐播放程序。6.上机调试程序并联机，利用试验箱提供的扬声器发声。7.完成实验报告。1.2课程设计目的本课程设计注重提高学生应用能力、创新能力。在掌握了基本的实验方法和实验技能且理论教学完成的基础上，要求学生通过一周的集中工作，初步锻炼综合运用所学知识的能力，通过讨论与合作，完成一项完整的设计工作。更深入的了解微机芯片的用法和程序的完成过程，调试方法及技巧。通过这个环节来加深对《微机原理与接口技术》所学内容的理解和融会贯通。设计音乐播放器主要目的：通过D/A装换器产生模拟信号，在实验平台上实现简易音乐播放器。了解利用数模转换器产生音乐的基本方法。掌握定时/计数器8253A的使用。北京理工大学珠海学院2020-6-1505计算机科学与技术2班4第二章课程设计基础知识2.1定时/计数器8253A在微机及控制系统中，经常要用到定时信号。如系统的日历时钟，动态存储器刷新。对外部执行机构控制时也需要定时中断、定时检测、定时查询等。定时的方法主要是两种：软件定时：利用指令的执行时间设计循环程序，使CPU执行延迟子程序的时间就是定时时间。缺点：执行延迟时，CPU一直被占用，降低了CPU的效率。硬件定时：用计数器/定时器作为主要硬件，在软件简单指令的控制下产生精确的时间延迟。突出优点为计数时不占用CPU时间，如利用定时器/计数器产生中断信号，可建立多作业环境，提高了CPU效率。主要功能：(1)每片上有3个独立的16位的减计数器通道。(2)对于每个计数器，都可以单独作为定时器或计数器使用，并且都可以按照二进制或十进制来计数。(3)每个通道都有6种工作方式，都可以通过程序设置或改变。(4)每个计数器的速率可高达2MHz。最高的计数时钟频率为2．6MHz。2.28253A内部结构8253的内部结构如图所示，它主要包括以下几个主要部分：图2－18253的内部结构北京理工大学珠海学院2020-6-1505计算机科学与技术2班5（1）．数据总线缓冲器实现8253与CPU数据总线连接的8位双向三态缓冲器，用以传送CPU向8253的控制信息、数据信息以及CPU从8253读取的状态信息，包括某时刻的实时计数值。（2）．读/写控制逻辑控制8253的片选及对内部相关寄存器的读/写操作，它接收CPU发来的地址信号以实现片选、内部通道选择以及对读/写操作进行控制。（3）．控制字寄存器在8253的初始化编程时，由CPU写入控制字，以决定通道的工作方式，此寄存器只能写入，不能读出。（4）．计数通道0#、1#、2#：这是三个独立的，结构相同的计数器/定时器通道，每一个通道包含一个16位的计数寄存器，用以存放计数初始值，一个16位的减法计数器和一个16位的锁存器，锁存器在计数器工作的过程中，跟随计数值的变化，在接收到CPU发来的读计数值命令时，用以锁存计数值，供CPU读取，读取完毕之后，输出锁存器又跟随减1计数器变化。2.38253A外部引脚8253芯片是具有24个引脚的双列直插式集成电路芯片，其引脚分布如图所示。8253芯片的24个引脚分为两组，一组面向CPU，另一组面向外部设备，各个引脚及其所传送信号的情况，介绍如下：（1）．D7~D0：双向、三态数据线引脚，与系统的数据线连接，传送控制、数据及状态信息。（2）．RD：来自于CPU的读控制信号输入引脚，低电平有效。（3）．WR：来自于CPU的写控制信号输入引脚，低电平有效。（4）．CS：芯片选择信号输入引脚，低电平有效。图2－18253的引脚（5）．A1、A0：地址信号输入引脚，用以选择8253芯片的通道及控制字寄存器。（6）．VCC及GND：+5V电源及接地引脚（7）．CLKi：i=0,1,2,第i个通道的计数脉冲输入引脚，8253规定，加在CLK引脚的输入时钟信号的频率不得高于2.6MHZ，即时钟周期不能小于380ns。（8）．GATEi：i=0,1,2,第i个通道的门控信号输入引脚，门控信号的作用与通道的工作方北京理工大学珠海学院2020-6-1505计算机科学与技术2班6式有关。（9）．OUTi：i=0,1,2,第i个通道的定时/计数到信号输出引脚，输出信号的形式由通道的工作方式确定，此输出信号可用于触发其它电路工作，或作为向CPU发出的中断请求信号。2.4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。图中每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。图2－2计数器内部结构北京理工大学珠海学院2020-6-1505计算机科学与技术2班72.58253A端口地址图2－38253A端口地址2.68253A功能8253A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，8253A还可作频率发生器、分频器、实时钟、单脉冲发生器等。北京理工大学珠海