微机原理与接口技术——电子琴实验报告

一、实验目的

通过对 8086CPU进行编程，掌握 8086CPU 工作流程以及是如何对外设进行响应； 通过对其他接口器件。例如，可编程并行接口 8255A，译码器 74LS138 ，定时/计数器8253等的编 程，掌握CPU对外设的读写控制。最后理解整个计算机系统的工作方式和流程。

二、实验内容

利用8086外接8253可编程定时器/计数器,用8255的PB口接7只按键，作为电子琴1、2、3、4、5、6、7数字键按键，编程完成按下数字键按键即发出相应的音调，同时用一个八位数码管显示当前所播放的音调。

具体完成以下工作：

8086CPU 处理外设请求的方式和总线的设计

74LS373 锁存器配合 CPU 的使用

74LS138 译码器的工作原理以及和 CPU 配合使用的方式

8253A 计数器的使用控制

8255A 并行接口的使用控制

74LS148 编码器的使用实验原理

示波器的使用

Speaker器件的使用

三、实验器件及环境

器件：

8086CPU，74LS138， 74LS148， 74LS373， 8255A， 8253A， DAC0832。

环境：

汇编语言编译环境，Proteus8 Professional仿真软件。

四、实验步骤

1.选择各个器件及其连线方式

2.根据功能实现汇编代码

3.编译运行调试

各个器件及其连线方式如图1所示。

图1 电子琴项目硬件连线图

相关汇编代码如图2所示。

图2 写8255控制字代码及对B端口代码

图3 写计数器汇编代码

五、功能实现

选择Protues软件里的发声器Speaker，但是只加喇叭会声音很小，所以需要一个功率放大器，因此图中有一个简易放大器，经过调试我们发现电阻比10：1的大小比较合适。

在电子琴发音功能中，我们已经将开关状态通过8255的B端口读入。在程序内部，我们对开关状态进行一个判断，然后为不同的状态分配一个不同的数字，在8086的控制下，通过数据总线将这个数字传给8253，然后通过8253的计数功能实现分频，用给的1MHz的时钟除以不同的数字用以产生不同的频率，从而发出不同的声音。在连线时，D0~D7接数据总线，A0、A1接总线的A1、A2用于片内地址的选择，CS与译码器Y4 连接，WR、RD通过标号与8086的相应引脚连接。同时示波器接到输出端口进行输出。

六、实验结果

例如，按下开关KEY7数码管显示如图所示。

图4 KEY7数码管显示图

CPU从8255A读取B端口的值，即七个开关的闭合状态如图5所示。

图5 8255A读取B端口的值

图6 CPU写8253A

图7 KEY7按下示波器显示

七、实验分析

分析为何在汇编代码中写地址“0E6H”就可以实现写8255A的控制字。因为该地址用二进制表示为“1110 0110”分别对应地址线“A7A6A5A4A3A2A1A0”。通过74LS373锁存地址，然后运用74LS138完成片选工作。而8253A主要是用来产生方波驱动Speaker器件。8255A主要用来读取各个开关的状态。8-3优先编码器用来产生控制八段数码管显示各音调值。

八、心得与收获

虽然我们本次的项目可能相对来说比较简单，但是我们从源码一步一步分析整个项目的工作流程，对各个接口芯片的功能和CPU如何控制接口芯片工作有了更加深刻的认识。通过这次项目，让我们感到获益匪浅。在这次项目中，我们深刻体会到了实践的重要性。希望我们在之后的学习中努力做到知行合一，在实践中锻炼自己，不断进步！

最后，在这里感谢老师的悉心指导以及所有帮助我们解决过问题的同学们！

附录

源代码如下：

CODE SEGMENT
        ASSUME CS:CODE
START:
    MOV AL, 82H
    MOV DX, 0E6H ;pb端口地址
    OUT DX, AL
K1: MOV DX, 0E2H;8255控制口地址
    IN AL, DX
    TEST AL, 01H
    JNZ K2
    MOV AX, 2273
    JMP DDD
K2: IN AL, DX
    TEST AL, 02H
    JNZ K3
    MOV AX, 2024
    JMP DDD
K3: IN AL, DX
    TEST AL, 04H
    JNZ K4
    MOV AX, 1805
    JMP DDD
K4: IN AL, DX
    TEST AL, 08H
    JNZ K5
    MOV AX, 1704
    JMP DDD
K5: IN AL, DX
    TEST AL, 10H
    JNZ K6
    MOV AX, 1517
    JMP DDD
K6: IN AL, DX
    TEST AL, 20H
    JNZ K7
    MOV AX, 1353
    JMP DDD
K7: IN AL, DX
    TEST AL, 40H
    JNZ K8
    MOV AX, 1205
    JMP DDD
K8: IN AL, DX
    TEST AL, 80H
    JNZ K1
    MOV AX, 1136
DDD:CALL OUTTONE
    CALL DELAY
    MOV AX, 2
    CALL OUTTONE
    JMP K1
OUTTONE PROC NEAR
    PUSH AX
    MOV AL, 76H
    MOV DX, 0F6H ;计数器控制口地址
    OUT DX, AL
    POP AX
    MOV DX, 0F2H ;计数器1端口地址
    OUT DX, AL
    MOV AL, AH
    OUT DX, AL
    RET
OUTTONE ENDP
DELAY PROC NEAR
    MOV CX, 60000
    LOOP $
    RET
DELAY ENDP
CODE ENDS
END START