汇编实验四——扬声器程序设计

╰半橙微兮° 2023-06-15 15:30 3阅读 0赞

## 一、实验要求 ##

1.  通过8253和8255使扬声器发声
2.  编写电子琴程序，要求程序能响应三个键，每个键对应不同频率的声音，按下发声，松开静音。

## 二、实现原理 ##

8255的地址为：60H~63H;PB端口地址为61H,控制口为63H  
8253的地址为：40H~43H;通道2地址42H，控制口地址43H  
![在这里插入图片描述][20191123114858672.png]

**1、发声原理**  
人能听到的声音频率范围为20Hz～20000Hz。但是人耳最敏感声音频率范围是1000Hz-----3000Hz之间的声音。  
扬声器可以产生不同频率、不同振幅的震动，**振幅决定了音量，频率决定了音色、品质，本次实验就是改变电流输出频率从而发声。**

**2、8253计算初值**  
PC的扬声器以计数器2为核心。计数器8255的CLK2的输入频率为1.193182 MHz，工作于方式3，改变计数器初值可以由得到不同频率的方波输出。

fCLK频率：`1.1931816*1000000=0012 34DE H`

若要使扬声器输出600Hz频率信号，则8253计数初值为1983  
若要使扬声器输出1000Hz频率信号，则8253计数初值为1193

对于600 Hz，	N=计数初值=11931816/600=1983
    对于1000 Hz，N=计数初值=11931816/1000=1193

改变8253的输出频率，即可改变扬声器输出声频信号频率。

**3、8255控制开关**  
扬声器受8255A芯片B口的两个输出端线控制，8255工作于方式0输出。  
PB0=1，即GATE2=1，计数器2正常计数  
PB1=1，打开输出控制门，扬声器工作

## 三、代码及解释 ##

**1、任务一**  
（1）按下 a 键时：对8253定时器初始化，设置通道2，方式3；然后用该计数器，计数当输出1000Hz时的计数次数，以产生1000Hz频率的方波，并从42H（OUT2）端口输出。即该子程序功能为：初始化定时器，设置计数初值，并输出1KHz频率信号。  
（2）按下 b 键时：使PB1=1，输出高电平，驱动扬声器，以开启扬声器。  
（3）按下 c 键时：使PB1=0，关闭扬声器的驱动，使扬声器无法工作。  
（4）按下 d 键时：使PB0=1，输出高电平，驱动8253定时器，以开启定时器。  
（5）按下 e 键时：使PB0=0，关闭定时器驱动电压，使定时器无法工作。  
（6）按下 ESC 键时：退出整个程序，回到DOS。

ASSUME	CS:seg2,DS:seg1
    seg1	SEGMENT
    		pstart	DB	'Program start.',0DH,0AH,'$'	;0D回车，0A换行
    		pend 	DB	'Program will end when input',27H,'ESC',27H,'.',0DH,0AH,'$'
    		sec		DB	10
    seg1	ENDS
    seg2	SEGMENT
    start:	MOV		AX,seg1
    		MOV		DS,AX
    		MOV		DX,OFFSET pstart
    		MOV		AH,09H
    		INT	 	21H
    		MOV		DX,OFFSET pend
    		MOV		AH,09H
    		INT		21H
    ;--------------键盘控制-------------------
    wait1:  MOV     AH,01H			;输入一个字符=AL，DOS系统功能调用
    		INT		21H
    		CMP	 	AL,1BH			;是否ESC键
    		JE		keyESC
    		CMP	 	AL,'a'			;是a键？
    		JE		keya			;a键处理，初始化定时器8253
    		CMP 	AL,'b' 
    		JE		keyb         	;b开启扬声器
    		CMP	 	AL,'c'
    		JE		keyc 			;c关启扬声器
    		CMP	 	AL,'d'
    		JE		keyd           	;d启动定时器
    		CMP 	AL,'e'          
    		JE		keye            ;e停止定时器
    		JMP	 	wait1
    ;-----‘a’键处理，定时器8253通道2初始化，将频率转为计数初值--------
    keya:	MOV	 	AL,10110110B  	;设定时器工作方式，方式3
    		OUT	 	43H,AL          ;送8253的控制端口43H
    		MOV	 	DX,0012H	    ;输入频率送DX,AX
    		MOV   	AX,34DEH
    		MOV		DI,1000         ;将频率1000Hz转换为计数初值
    		DIV		DI              ;计数初值在AX中
    		OUT		42H,AL          ;计数初值送定时器2，即送42H端口
    		MOV		AL,AH
    		OUT		42H,AL			;输出频率为1000HZ信号
    		JMP		wait1
    ;------‘b’键处理，并行接口8255，扬声器开启控制--------------
    keyb:	IN		AL,61H          ;读8255PB口
    		OR		AL,00000010B	;并行接口8255，使得PB1=1
    		OUT		61H,AL			;置PB1=1，开扬声器
    		JMP		wait1
    ;------‘c’键处理，扬声器关闭控制----------------------------
    keyc:	IN    	AL,61H
    		AND		AL,11111101B	;并行接口8255，PB1=0,关扬声器
    		OUT		61H,AL
    		JMP		wait1
    ;-------‘d’键处理，定时器开启控制---------------------------
    keyd:	IN		AL,61H
    		OR		AL,00000001B    ;并行接口8255，启动定时器2，GATE=PB0=1
    		OUT		61H,AL
    		JMP		wait1
    ;------‘e’键处理，定时器关闭控制----------------------------
    keye:	IN		AL,61H
    		AND		AL,11111110B    ;并行接口8255，停止定时器2，GATE=PB0=0        
    		OUT		61H,AL
    		JMP		wait1
    ;------‘ESC’键处理，退出系统--------------------------------
    keyESC:	MOV   	AH,4CH
    		INT     21H
    seg2 	ENDS
    	    END   	start

**2、任务二**  
要求程序能响应三个键，每个键对应不同频率的声音，按下发声，松开静音。  
（1）需要三种频率对应三个按键  
（2）按下发声，松开静音：需要判断按键情况，**持续按下、按一下、没按**，可以短暂延时再次查看按键情况，如果延时后按键还有输入说明按键持续按下，否则说明只按了一下。

其实写两个延时程序更好（本人偷懒不想改）  
发声应该延时长，人听到才不会因为太短而变声  
检测按键状态应该延时短，电脑响应才不会延时（明明没按了，但是还是在响应）  
为了更正式，可以改成两个延时程序

为什么又七个按键，因为网上有现成的且对应简单的七个音阶，稍微修改了下，如果只要三个可以自己去掉一些就可以了。  
![在这里插入图片描述][20191123121750594.png]

ASSUME	DS:DATA,SS:STACK,CS:CODE
    DATA	SEGMENT
    		pstart	DB	'Program start.',0DH,0AH,'$'	;0D回车，0A换行
    		pend 	DB	'Program will end when input',27H,'ESC',27H,'.',0DH,0AH,'$'
    		sec		DB	?
    		TABLE	DW	262			;k1 发 do	的音，261.6HZ
    				DW  294			;k2 发 re	的音，293.6HZ
    				DW  330			;k3 发 mi	的音，329.6HZ
    				DW  349			;k4 发 fa	的音，349.2HZ
    				DW  392			;k5 发 sol	的音，392HZ
    				DW  440			;k6 发 la	的音，440HZ
    				DW  494			;k7 发 si	的音，493.8HZ
    DATA	ENDS
    
    STACK	SEGMENT	PARA STACK	'STACK'
    		STA		DB	48	DUP(?)
    		TOP		EQU	LENGTH	STA
    STACK	ENDS
    
    CODE	SEGMENT
    ;--------------初始化-------------------
    start:	MOV		AX,DATA
    		MOV		DS,AX
    		MOV		DX,OFFSET pstart
    		MOV		AH,09H			;功能号09H，显示字符串
    		INT	 	21H
    		MOV		DX,OFFSET pend
    		MOV		AH,09H
    		INT		21H
    		MOV		AX,STACK
    		MOV		SS,AX
    		MOV		AX,TOP
    		MOV		SP,AX
    ;--------------键盘控制-------------------
    key: 	MOV     AH,01H			;功能号01H，键盘输入并回显		
    		INT		21H
    		CMP	 	AL,1BH			;ASCII表，1BH 是 ESC
    		JE		keyESC		
    		CMP		AL,'1'			;分别对应 7 个音阶
    		JE		key1
    		CMP		AL,'2'
    		JE		key2
    		CMP		AL,'3'
    		JE		key3
    		CMP		AL,'4'
    		JE		key4
    		CMP		AL,'5'
    		JE		key5
    		CMP		AL,'6'
    		JE		key6
    		CMP		AL,'7'
    		JE		key7
    ;--------------是否持续按下-----------------	
    always:	MOV		AH,0BH			;功能号0BH，检测键盘状态
    		INT		21H
    		AND		AL,0FFH			;无按键按下 AL=00，有按键按下 AL=FF
    		CALL	delay			;调用延时，判断按键是否持续按下
    		JNZ		always			;是就继续发声
    		IN		AL,61H			
    		AND		AL,11111100B	;否就关闭，PB1=PB0=0
    		OUT		61H,AL
    		JMP		key
    ;--------------按键选择-------------------		
    keyESC:	MOV   	AH,4CH
    		INT     21H
    key1:	MOV		BX,TABLE		;TABLE对应频率
    		JMP		TOSOUND
    key2:	MOV		BX,TABLE+2
    		JMP		TOSOUND
    key3:	MOV		BX,TABLE+4
    		JMP		TOSOUND
    key4:	MOV		BX,TABLE+6
    		JMP		TOSOUND
    key5:	MOV		BX,TABLE+8
    		JMP		TOSOUND
    key6:	MOV		BX,TABLE+10
    		JMP		TOSOUND
    key7:	MOV		BX,TABLE+12
    		JMP		TOSOUND
    ;--------------计算初值-------------------		
    TOSOUND:MOV		DX,0012H
    		MOV		AX,34DEH
    		DIV		BX				;计算初值
    		CALL	SOUND			;调用发音子程序
    		CALL	delay			;调用延时
    		JMP		always			;跳转判断按键是否持续按下
    ;--------------发声程序-------------------
    SOUND	PROC	NEAR
    		PUSH	AX
    		MOV	 	AL,10110110B  	;设定时器工作方式，方式3
    		OUT	 	43H,AL          ;送8253的控制端口43H
    		POP		AX
    		OUT		42H,AL          ;计数初值送低8位定时器2，即送42H端口
    		MOV		AL,AH
    		OUT		42H,AL			;计数初值送高8位定时器2，即送42H端口
    		IN		AL,61H
    		OR		AL,00000011B	;打开扬声器，PB1=PB0=1
    		OUT		61H,AL
    		RET
    SOUND	ENDP
    ;--------------延时程序-------------------
    delay	PROC	NEAR
    		PUSH	CX
    		PUSH	AX
    		MOV		AX,100H
    for1:	MOV		CX,0FFFH
    for2:	LOOP	for2
    		DEC		AX
    		JNZ		for1
    		POP		AX
    		POP		CX
    		RET
    delay	ENDP
    
    CODE	ENDS
    		END		start

## 四、结果 ##

**1、扬声器发声**  
a 是初始化  
b 是扬声器开启  
c 是扬声器关闭  
d 是定时器开启  
e 是定时器关闭  
所以发声输入 `abd` 即可，不发声输入 `ce` 其中之一就可以了。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEwOTAxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
**2、电子琴程序**

（1）随便乱打  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEwOTAxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
（2）两只老虎琴谱  
![在这里插入图片描述][20191123122429239.png]

[20191123114858672.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191123114858672.png
[20191123121750594.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191123121750594.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEwOTAxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191123122416692.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEwOTAxMg==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20191123122429239.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191123122429239.png