汇编课程设计乐曲演奏.doc

实验二利用定时器发声
实验目的
通过汇编程序掌握发声原理并利用pc机本身蜂鸣器演奏乐曲。
二、实验设备
PC微机一台。

三、实验内容
实现功能
编写程序控制8254，并根据实验提供的音乐频率表，自选曲目并按音乐频率表编写道程序中，使其利用pc机蜂鸣器发出相应的乐曲。
四、实验原理
PC机发声系统以8254的2号计数器为核心。系统初始化时，2号计数器I作在“方波发生器”方式，初值为二进制数，，写入顺序为先低后高，CLK2为1．193182MHz，当计数初值为533H时，OUT2输出的方波大约为900Hz，经过简单的滤波之后，送至扬声器。改变1.4号计数器的计数初值就可以使扬声器发出不同频率的音响。
ROMBIOS中有个BEEP子程序,这能根据BL中组出的时间计数值控制8254定时器,产生持续时间为1个或几个0.5秒,频率为896HZ的声音，我们可以利用并修改BEEP，使其产生任一频率的声音。为此我们需要做两点修改，首先，BEEP程序只能产生896HZ的声音，我们的通用发声程序应能产生任一频率的声音。其次，BEEP产生声音的持续时间（音长）只能是0.5秒的倍数，我们希望声音的持续时间更易于调整，例如可以是10ms的倍数。
我们知道BEEP能将计数值533H送给定时器2产生896HZ的声音的，那么产生其它频率声音的时间计数值应为：
533H×896÷给定频率=123280H÷给定频率
发声程序包括3个步骤：
（1）在8253中的42端口送一个控制字0B6H（10110110B），该控制字对定时器2进行初始化，使定时器2准备接收计数初值。
（2）在8253中的42H端口(Timer2)装入一个16位的计数值（533H×895/频率），以建立将要产生的声音频率。
（3）把输出端口61H的PB0、PB1两位置1，发出声音。
对于发音部分。PC机上的大多数输入/输出（I/O）都是由主板上的8255（或8255A）可编程序外围接口芯片（PPI）管理的。PPI包括3个8位寄存器，两个用于输入功能，一个用于输出功能。输入寄存器分配的I/O端口号为60H和62H，输出寄存器分配的I/O端口号为61H。由PPI输出寄存器中的0、1两位来选择扬声器的驱动方式。
连接到扬声器上的是定时器2，从上图可以看到，GATE2与端口61H的PB0相连，当PB0=1时，GATE2获得高电平，使定时器2可以在模式3（方波）下工作。定时器2的OUT2与端口61H的PB1通过一个与门与扬声器的驱动电路相连。当PB1=1时，允许OUT2的输出信号到达扬声器电路。因此，只有PB0和PB1同时为“1”时，才能驱动扬声器地声。通过以下指令实现：
INAL，61H
ORAL，3
OUT61H，AL
上面的指令用以打开扬声器，如要关闭扬声器时则为：
ANDAL，0FCH
OUT61H，AL
当从8255中采集到输入的数据时，需要确定相应的频率，所以在软件编程时要建立一个数据表：
TABLEDW493，440，392，349，329，293，261
把相应的频率送到一个寄存器上，通过公式：
计数值=533H×896÷f=1234DCH÷f
算出计数值，再把算得的计数值送给8253，就可产生所要频率的方波。在把计数值送8253前，必须先把8253进行初始化：
MOVAL，0B6H
OUT43H，AL
使其选用通道2，工作在方式3下。
就整个电路而言，接好电路后，通过软件编程不断地采集从8255口中输入的信号，而8个开关都接在8255的A口上，只要有开关按下，就会采集到一个数据，根据这个数据与事先编好的表对应，得到一个计数值，把这个计数值送给8253的通道2，8253的通道2工作的方式3下，这样就可以产生满足频率要求的发声方波。这个方波经驱动放大就可以使扬声器发出相应的声音。所以8255在这里完成两个任务，它不仅从A口中采集到数据，而且B口的PB1和PB0两个位要控制发声。8253的主要任务就是产生所要求发声的不同频率的方波。

音符代码转换

控制音符的演奏时间，是设计音乐程序的关键问题。最直观的方法是按照按照乐谱为每一个音符规定一个演奏时间，但是利用这种方法是调试程序特别困难。特别是在遇到一首不熟悉的歌曲时，初期很难确定每一个音符的演唱时间，而调试程序的时候费时费力，效果很差，下面，我么么向读者推荐一个记号的方法，即没一个音符规定一个“单位时间”。
单位时间*N=音符的演唱时间
其中N为调试参数，一首歌只有一个调试参数。设计程序时用EQU伪指令定义调试参数，初值先行估计，调试时再修改它。
如何确定每个音符的演奏时间呢？我们知道，音符的节奏分为一拍、半拍、1/4拍、1/8拍等等。如果在一首歌曲中，音符演奏的时间最短为1/8拍，我们就规定一拍音符的单位时间为8，半拍音符的单位时间为4，