武汉理工大学《微机原理与接口技术》课程设计说明书
4.2 变调功能的实现
扬声器发音的频率是由8253产生方波的频率决定的，而方波频率又是由通道的计数初值来决定的，因此可以通过改变通道的计数初值来实现变调功能。计数初值N=时钟频率/音阶频率，时钟频率为1.19318MHZ=1234DCH，可以将相应音调对应的时钟频率存入内存单元，当选择相应的音调时，计算计数初值时，采用对应的时钟频率值，具体程序如下。
cmp al,'d' ；为d则选择低音 jne j1
mov num2,50 jmp choice
j1:cmp al,'z' ；为z则选择中音
jne j2
mov num2,12h jmp choice
j2:cmp al,'g' ；为g则选择高音 jne loop0
mov num2,06h
其中，num1和num2中存放的是时钟频率值，num1中固定为34DCH，选择低音时，num2值设为50，中音时设为12H，高音时设为06H。计算计数初值程序如下：
mov ax,num1
mov dx,num2 div 音符频率
通过这样的设置，即可实现电子琴的变调功能。
4.3 弹奏功能的实现
当按键为数字1-8时，选择弹奏功能，通过对按键的判断，求得其偏移地址，然后通过查表得其相应频率值，再由上述计算计数初值的方法求得计数初值，然后将计数初值送人8253的通道2，最后调用发音子程序即实现弹奏功能。具体程序段如下：
sub al,31h ;求偏移量 shl al,1
mov bl,al ;保存偏移量 mov bh,0
mov ax,num1 ;计算计数初值 mov dx,num2
div word ptr[tab+bx]
mov bx,ax ;保存计数初值
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4.3 演奏功能的实现
4.3.1 歌曲选择功能实现
当按键为p时，选择演奏功能，播放预存的音乐，由于预存了两首歌曲，因
此需进行选择，按下p后，显示输入提示信息，按1或2选择对应的歌曲，然后调用相应的音乐播放子程序，播放完后显示输入提示信息，按q退出，按c继续。具体程序实现如下：
loop2: mov dx,offset mesg1 ;显示输入提示信息
mov ah,09h int 21h
mov ah,07h ；从键盘读入一个字符 int 21h
cmp al,'q' ；为q则退出 je choice
cmp al,'1' ；为1则选择歌曲1 jne next1 call music1 jmp loop3
next1:cmp al,'2' ；为2则选择歌曲2
jne loop2 ；不为q，1,2则重新选择 call music2
loop3:mov dx,offset mesg2 ；播放完后显示输入提示信息
mov ah,09h int 21h
mov ah,7 ；从键盘读入一个字符 int 21h
cmp al,'q' ；为q则返回 je choice
cmp al,'c' ；为c则继续播放 je loop2 jmp loop3
4.3.2 音乐播放功能实现
选择歌曲后，调用对应的音乐播放子程序，音乐播放需用到循环结构，
首先将计数器清零，接着计数器自增1，求得偏移量，然后通过查表的到相应的频率，再计算计数初值，将计数初值送人8253计数通道，调用发音子程序，若计数器的值大于歌曲长度，则返回。具体程序段如下。
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mov cl,0 ；将计数器清零
ad:inc cl ；计数器值自增1
cmp cl,31 ；计数器值若大于歌曲长度，则返回 je return
mov al,cl
sub al,1 ；求偏移量 shl al,1
mov bl,al ；保存偏移量 mov bh,0
mov ax,num1 ；计算计数初值 mov dx,num2
div word ptr[song2+bx] mov bx,ax
call speaker ；调用发音子程序 jmp ad
5 程序运行结果
运行程序后，显示如下界面,等待输入字符。
图11 程序运行结果图1
按提示输入字符，按q则退出，按d选择低音，按z选择中音，按g选择高音，选择音调后，显示如下界面：
图12 程序运行结果图2
等待输入字符，按q则退出，按p则演奏，按数字1-8则弹奏。按下p后，程序运行如下：
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图13 程序运行结果图3
按提示输入字符，按下q则返回，按下1或2进行歌曲选择，歌曲播放完后程序运行如下：
图14 程序运行结果图4
按提示按下键盘，若按下q，则推出，若按下c，则继续播放歌曲。下面是按下c后的运行结果：
图15 程序运行结果图5
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结束语
通过这次课程设计,我从中学到了许多从课本上学不到的东西,锻炼了自己编程的能力,最后程序运行时能够实现目标，我感到很有成就感，从中也获得了很多乐趣，当然，最重要的是加深了我对课本理论知识的理解。 当刚看到这个课设题目时，我感到无从下手，因为我都不知道PC机的内部具体结构，从理论课上只是了解了CPU的结构和工作原理，以及几个接口芯片的工作原理，还有汇编语言的一些基本指令。但我没有被吓到，我冷静下来思考后，发现其本质就是控制PC机内扬声器的发音，通过查阅资料我了解了PC机内扬声器的电路连接形式，发现它是由接口芯片8255和8253共同控制的，8255的PB0作为8253通道2的门信号，而8255的PB1和8253通道2的输出相与后的信号作为扬声器的驱动信号，了解了其内部接线方式后，思路也就有了，要想让扬声器发声，8255的PB0和PB1必须同时为高电平，其中之一为低电平时，扬声器就不能发声，而发声的音调则可通过改变8253的计数初值来实现，接下来的任务就是通过编程来控制8255和8253，从而间接地控制扬声器的发声规律，而8255和8253这两个接口芯片在理论课上都已介绍过，对其工作原理和编程方法都有一定的了解，看到这些熟悉的内容时，我淡定了很多。 有了思路之后，我并没有急着写程序，因为我怀疑是不是每台PC机的扬声器接线方式都是这样的，所以我开始只编了一段控制扬声器发音的程序，来看看程序运行时扬声器到底发不发音，结果发声了，这让我很惊喜，也很有动力，更加激发了我的兴趣，接下来我就开始编写实现指定功能的程序了，首先是最简单的弹奏功能，通过对按键的判断来发出相应频率的声音，因为要判断按键，所以很自然地就想到了CMP指令，在计算计数初值时，因为要用到相应音符的频率，所以需要将按键转换为音符的频率，我开始想用课本上常见的XLAT换码指令，但AL存放的数最大为128，很明显容量不够，于是我采用了基址+变址的寻址方法，在编程的过程中，由于要程序实现多个功能，所以用子程序的结构会比较方便，需要完成某个功能时，只需调用相应子程序就可以了，这样会使得程序的结构清楚明了；在开扬声器和关扬声器之间需要一定的延时，当把计数器置为0ffffh时，延时还是显得太短，于是延时我采用了AX和CX相配合的方式，使得延时达到预期的目的；在完成基本功能后，我还试着加上一些附加功能，比如变调，录音，通过我的不断尝试，终于把变调功能实现了，但录音功能没能像预期的那样。 总之，这次课程设计让我学到了许多从课本上学不到的知识，加深了对理论知识的理解，激发了我对汇编语言的兴趣。上理论课时，只是老师讲，我们听，那些指令让我感到很枯燥，因为不知道它到底有什么作用，而这次课程设计刚好把这些指令应用到了实际中来，加深了对各种指令功能的理解，最后功能实现时，感到很有成就感，觉得汇编语言很神奇，激发了我对它的兴趣。
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