音乐发生器Word下载.docx
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1.2课程设计任务和要求
设计与制作一个音乐发生器
要求：
1．能演奏一首完整的歌曲，同组成员歌曲不得相同；
2．在演奏歌曲时，同时伴有彩灯（LED）闪烁；
3．能演奏3首以上歌曲，并采用界面对话框形式来选择演奏的歌曲。
任务：
1．进行音乐发生器硬件电路设计，画出电路原理图、PCB图或元器件布线图；
2．安装或焊接元器件；
3．进行音乐发生器程序设计（采用ASM或CPP语言）；
4．系统联调，提交符合上述二种以上要求的系统设计。
1.3课程设计环境
1.PC兼容机
2．Windows操作系统
3．MFID多功能微机实验平台（含PCI总线驱动板）或多功能实训平台
4．MF2KI集成开发环境
5．面包板或外设功能模块板
6．安装或焊接工具
1.4实验资源配置
1.电源：
机内供电；
2.I/O端口地址：
8255A的4个端口地址分配为，PA口＝300H，PB＝301H，PC＝302H，控制口＝303H；
8253的4个端口地址分配为，T0＝304H，T1＝305H，T2＝306H，命令口＝307H。
4DIP地址开关全部为ON。
3.元器件：
外设功能模块中包含74LS245，74LS08，功放级LM386A，LED8个，排阻1个，电阻和电容若干以及喇叭SPK。
4.软件资源：
MF集成开发环境与工具软件（Windows2000/98版）。
二、概要设计
2.1设计内容
利用开发实验平台和自制的音乐发生器模块板进行硬件连接，利用MF集成开发环境进行音乐发生器控制程序设计，调试，直至听到正常的乐曲。
当控制程序执行时便开始演奏歌曲，并于屏幕上显示歌曲名称。
另外歌曲演奏的过程中LED跟随闪亮，歌曲结束或者按任意键停止演奏，退出程序执行。
2.2电路原理框图
2.3实验元件清单
序号
元器件名称
型号
数量
1
芯片
（1）74LS45
（2）74LS138
（3）8255
（4）8253
（5）LM386
（5）74ls08
2
发光二极管
￠5
8
3
排阻
8*150n
4
电阻
（1）10k
（2）4.7K
10Ω1/8W
5
电容
470uf20v
2
6
嗽叭
0.58n
7
导线
1扎
2.4音乐乐曲的音高和节拍
音高是指每个音符发声的高低，即音符的频率。
节拍是指每个音符发声的长短，即音符持续的时间，也就是延时。
音符12345671234567ⅰ
频率131147165175196220247262294330349392440494523
表2.4—1音符-频率对照表
表2.4—2音符-延时对照表
音符
全音符
二分音符
四分音符
八分音符
时间
1760ms
880ms
440ms
220ms
倍数
32
16
三、详细设计
3.1硬件设计
3.1.1可编程定时/计数器8253
8253用来实现将频率信号送进喇叭SPK而发声。
8253是可编程的定时/计数器，它是24脚双列直插式芯片，+5V电源供电，每个芯片内部有3个独立的计数器（计数通道），每个计数器都有自己的时钟输入CLK、技术输出OUT和门控制信号GATE。
通过编程选择计数器和设置工作方式，计数器既可作计数器用，也可作定时器用，故称定时/计数器，记作T/C。
其引脚分布图见下图：
在实验中设置一个数组，用以存储要演奏的乐曲的频率段，程序运行时，边读取频率边计算送入8253的计数初值，接下来就可以将8253输出端OUT形成的频率段送入扬声器中来发出各种频率声音。
对于延时控制，将采用软件中设置延时数组来实现。
3.1.2可编程并行接口8255
实验中要跟踪乐曲演奏情况，这里我们借助于8255A数据口的传送数据的功能实时将LED闪亮的信息送入LED。
8255A是可编程并行接口，它具有两个8位（A口和B口）和两个4位（C口高/低4位）。
C口作为数据口输入输出时，是4位一起行动，A口和B口只作输入/输出的数据口用，它们是8位一起行动。
它是一个单+5V电源供电，40个引脚的双列直插式组件，其外部引线如图所示
设计中采用的是8255A芯片PB口的8位来传输的。
接着连接到74LS245芯片，借助74LS245将音乐信息发至8个LED（LED上还需要接限流电阻）。
3.1.3功放器件LM386
在电子电路中，信号得到放大后最终是要以一定功率大小输出给负载，因此输出级往往由功率放大电路组成，它给负载提供足够大的信号功率。
如图3.1.3—1所示。
本实验中的功放任务由LM386A来完成，其连接如图3.1.3—2所示。
LM386A是一种设计用于低压应用的电路。
增益内部设定为20以保持外部元件最少，但是在管脚1和管脚8之间增加外部电阻和电容可使增益提高，可高到200。
3.1.4实验电路搭建
图3.1.4音乐发生器电路图
按照电路图用电线连接所有元器件。
布局原则：
a、元器件在面包板上均匀分布；
b、按从左到右的顺序依次布局输入、输出部分的元器件；
c、使所用到的连接电线最少；
d、地线和电源线分别接至面包板的上下边缘，电路中的接地和接电源部分皆由面包板边缘处接出。
3.2软件设计
3.2.1程序流程图
3.2.2参考程序清单
#include<
dos.h>
//getvect（）;
setvect（）;
conio.h>
//kbhit（）;
stdlib.h>
//exit（0）;
stdio.h>
//printf（）;
#ifdef__cplusplus
#define__CPPARGS...
#else
#define__CPPARGS
#endif
shortintnFreq[3][100]={
//美酒加咖啡
{
196,165,196,220,262,294,330,392,392,440,
330,294,262,330,294,294,330,392,330,294,
262,220,262,196,220,262,220,196,165,196,
220,262,196,196,165,196,220,262,294,330,
294,262,294,330,294,330,392,440,392,330,
294,262,294,294,330,392,330,294,262,220,
196,220,262,294,330,392,294,196,330,294,
262,262,294,330,392,294,196,330,294,262,0
},
//一分钱
392,523,440,523,392,330,392,294,330,392,
330,392,440,523,392,440,392,330,392,262,
330,294,330,294,262,294,330,440,392,330,
392,440,392,523,440,392,330,392,294,392,
294,330,294,262,0
//婚礼进行曲,频率为原来1/2
392,523,523,523,392,587,494,523,
392,523,698,698,659,587,523,494,523,587,
392,523,523,523,266,587,494,523,
392,523,659,784,659,523,494,587,659,523,
698,659,587,440,440,440,494,523,587,
698,659,587,440,440,440,494,523,523,0
}
};
shortintnTimeDelay[3][100]={
//美酒加咖啡延时,这里的8表示一拍
12,4,4,4,4,4,32,8,4,4,
4,4,4,4,32,12,4,8,8,4,
4,2,2,4,16,8,4,4,4,4,
4,4,32,8,4,4,8,8,4,2,
2,4,4,16,4,4,4,4,4,4,
4,4,32,12,4,8,8,4,4,4,
4,16,4,4,4,4,4,4,4,4,
32,4,4,4,4,4,4,4,4,32
8,8,4,4,8,4,4,4,4,16,
4,4,4,4,4,4,4,4,4,8,
4,16,4,4,4,4,16,4,4,
4,4,16,4,4,4,4,4,4,8,
4,4,4,4,16
//婚礼进行曲延时
8,6,2,12,8,6,2,12,
8,4,4,8,4,2,8,6,2,12,
8,6,2,8,6,2,8,6,2,12,
8,4,4,8,8,8,6,2,12,
8,4,4,8,8,8,6,2,16
constunsignedlongCLK=1193180;
//声明时钟频率
constunsignedcharINTR=0X1C;
//声明中断号
shortint*pFreq;
//声明音频指针
shortint*pTimeDelay;
//声明延时指针
voidinterrupt（*oldhandler）（__CPPARGS）;
voidinterrupthandler（__CPPARGS）
{
（*pTimeDelay）--;
//延时点数减一
oldhandler（）;
//调用原例程
}
intPlaying（void）;
voidmain（void）
printf（"
nowplaymusic!
\n"
）;
strikeESCtoexit\n"
Playing（）;
intPlaying（void）
oldhandler=getvect（INTR）;
//保存原中断向量
setvect（INTR,handler）;
//装载新中断向量
outportb（0x303,0x90）;
//初始化8255<
A口工作方式0,输入,B口工作方式0,输出.C口高四位输入,C口低4为输出>
outportb（0x303,0x0c）;
//置pc6=0禁止8253通道2的gate引脚<
置PC5=0>
outportb（0x303,0x00）;
//置pc0=0禁止74LS08
outportb（0x307,0xb6）;
//初始化8253<
选择计数器2,先写低,再写高,方式3方波发生器,二进制初值写入>
//这里默认播放第一首,可以调整下标换
pFreq=nFreq[0];
//取歌曲的第一个音频
pTimeDelay=nTimeDelay[0];
//取歌曲的第一个时延
while（*pFreq&
&
!
kbhit（））
{
outportb（0x306,（unsignedchar）（CLK/*pFreq%256））;
//先送低字节（CLK/*pFreq为要减的次数）
outportb（0x306,（unsignedchar）（CLK/*pFreq/256））;
//再送高字节
//以上置8253通道2的计数初值
outportb（0x303,0x01）;
//<
置PC0=1>
outportb（0x303,0x0d）;
//<
置PC6=1,既让定时器2开始工作>
结果是扬声器打开开扬声器
while（*pTimeDelay）{};
//等待延时到
outportb（0x303,0x0c）;
PC6=0,8253的定时器2停止产生频率>
outportb（0x303,0x00）;
//<
PC0=0关闭扬声器>
pFreq++;
//获取下一个音频
pTimeDelay++;
//获取下一个延时
}//歌曲结束或按了任意键
//再次关闭扬声器
setvect（INTR,oldhandler）;
//恢复原中断向量
return0;
四、测试与操作说明
4.1测试与操作
1.准备元器件；
2.按照自己设计得到的电路图连线；
3.打开软件平台MF2KI内的音乐发生器运转程序（事先设计好的）；
4.观察是否得到预期效果。
4.2操作
1.分析算法，画流程图；
2.设计编写程序；
3.通过测试，观察是否成功。
最后，将硬件连接和软件编程结合起来测试
五、课程设计总结与体会
六、致谢
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