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计算机硬件技术基础课程设计无声电子琴学院名称：自动化学院专业：自动化专业班级：自动化一班学号：20124649姓名：刘通学号：20124642姓名：王少飞学号：20124657姓名：石元婕学号：20124650姓名：袁超指导教师：胡青时间:2015年9月7日至18日计算机硬件课程设计摘要无声电子琴第1页摘要计算机技术的飞速发展，加快了人类进入信息社会的步伐，改变了世界，改变了人们的工作、学习和生活，对社会发展产生了广发而深远的影响。计算机技术在其他领域中的应用，极大地促进了个学科的发展。有效掌握计算机技术保证了我们可以掌握最先进、最有效的研究开发手段，并影响我们所从事学科的发展。因此，计算机技术基础是我们工科大学生必须掌握的、最重要的基础之一。通过大三上学期对《计算机硬件技术》课程的学习，我们初步掌握了一些计算机硬件工作的基本原理、汇编语言程序设计方法，建立了微型计算机系统的整体概念，初步形成微机系统软硬件开发的能力。为了更好的理解和掌握学习到的知识，也为了更深入的了解熟悉可编程定时器8254和8255，我们试图通过编程使8255识别输入键值，控制三色四脚发光二极管的发光个数及颜色,并使用八段LED显示音符，同时可无声播放预存的歌曲,同步显示歌曲音符，从而模拟无声电子琴的工作原理。无声电子琴作为音乐领域与科学技术领域结合的技术性产物，也代表了科学发展带来了其他方面的重要影响.，广泛应用于舞美设计、喷泉彩光、音乐软件等诸多方面。无声电子琴虽然“无声”，但可有效烘托氛围，配合音乐节奏，给人以视觉享受。如今，无声电子琴引起了越来越多的关注。本报告首先介绍本次课程设计的目的、意义及任务要求，接着介绍设计功能，然后为各硬件功能简述与硬件电路设计，再次是音乐翻译、曲谱和软件流程图，最后为本组各成员的心得体会。附录是程序清单。目录摘要..................................................................................................................................................2目录..................................................................................................................................................1一．课程设计介绍...........................................................................................................................31.1设计目的及意义.................................................................................................................31.2设计要求.............................................................................................................................3二．设计思路及功能.......................................................................................................................42.1设计思路.............................................................................................................................42.2总体功能.............................................................................................................................4三．硬件设计...................................................................................................................................63.18255A的性能原理.............................................................................................................63.24x4非编码键盘工作原理..................................................................................................73.3三色LED工作原理..........................................................................................................73.4四脚三色发光二极管.........................................................................................................83.5设计总电路图.....................................................................................................................9四．软件设计.................................................................................................................................104.1音符与音调代码..............................................................................................................104.2歌曲曲谱..........................................................................................................................104.4模块功能..........................................................................................................................114.5总程序流程图..................................................................................................................11五．总结.........................................................................................................................................135.1刘通心得体会..................................................................................................................135.2王少飞心得体会..............................................................................................................145.3石元婕心得体会..............................................................................................................155.4袁超心得体会..................................................................................................................16附录：程序清单.............................................................................................................................17计算机硬件课程设计课程设计介绍无声电子琴第3页一．课程设计介绍1.1设计目的及意义在学习《计算机硬件技术基础》的过程中，我们学习了80486微处理器的指令系统，学习了汇编语言的程序设计，学习了输入/输出方式与接口芯片，还学习了外设接口技术，并结合课程实验，熟悉了汇编语言在计算机硬件中的应用，并对8254、8255A、8259A等器件或单独、或配合使用有了一定的了解，还对显示器、键盘等设备的运用有了初步的掌握。在这种背景下，并考虑到计算机硬件技术在自动化专业后续工作学习中的重要地位，进行一次综合性的课程设计的意义自然不言而喻，将所学的知识综合运用起来，既是对这么课程本身的一次复习，更加是对学生个人能力的一次提升。1.2设计要求设计一个无声电子琴，具有低音和高音两组音阶，以4X4键盘模拟电子琴的琴键和功能按键，用户可以随心弹奏曲子，电子琴内部预存两首歌，可以直接播放。在计算机硬件实验系统基础上，自行外扩硬件完成该系统的基本功能，该部分占80分；并在此基础上自行完善和优化系统功能，该部分占20分。基本功能具体要求如下：1.用发光二极管来取代扬声器，每组音阶的7个音调用7组发光二极管来表示，用一个发光二极管表示“DO”，两个发光二极管排成一列表示“RE”，以此类推，七个发光二极管排成一列表示“TI”.2.通过按键来选择要播放的曲目，能够通过按键播放，暂停/恢复和停止播放。3.用4X4键盘完成电子琴的所有输入，自行规划按键功能。计算机硬件课程设计设计思路及功能无声电子琴第4页二．设计思路及功能2.1设计思路音乐由音调与音符两部分组成，音调的高低可通过小灯的颜色显示，音符的大小可通过小灯的亮灭个数和LED直接显示。第五片8255A的A口与B口连接7个三色发光二极管，C口连接4X4非编码键盘，四片8255A则控制八段LED。按下按键后，8255A识别按键，从而调用不同的程序模块，使发光二极管按不同的音符与音调变换颜色与明灭，八段LED同步显示音符。当选择播放歌曲时，会无声播放预存的歌曲。2.2总体功能本设计采用4X4非编码键盘，键与对应功能如下：⑴.“0”键，复位键，按下可复位⑵.“1”键，音符键，代表音符“DO”。⑶.“2”键，音符键，代表音符“RE”。⑷.“3”键，音符键，代表音符“MI”。⑸.“4”键，音符键，代表音符“FA”。⑹.“5”键，音符键，代表音