微机原理课程设计

### 微机原理课程设计——C语言简易电子琴程序设计 #### 一、项目背景与目标 在微机原理的学习过程中，课程设计是一项重要的实践环节，旨在加深学生对理论知识的理解，并通过实际编程来掌握微机系统的应用。本次课程设计的主题是使用C语言开发一个简易的电子琴程序。该项目不仅涉及基本的C语言编程技巧，还要求学生理解计算机硬件（如8255芯片）的工作原理以及如何通过软件控制硬件发出声音。 #### 二、项目概述 本项目的核心目标是利用C语言编写一个简易电子琴程序，该程序能够支持五首预设曲目（《东方红》、《挥剑问情》、《祝你生日快乐》、《回梦游仙》和《蝶恋》），并允许用户自行弹奏。电子琴具备低、中、高三个音阶，总共包含147个音符。此外，程序还提供了一定的自定义功能，如调节音调、节拍等，以增强用户体验。 #### 三、技术要点解析 ##### 3.1 发音机制 为了实现电子琴的发音功能，项目采用了以下关键技术： - **使用8255芯片发声**：这是通过调用系统主板上的8255芯片实现的。8255是一种通用并行输入/输出接口芯片，它可以被配置为各种模式以满足不同的需求。在这里，它被用于产生特定频率的声音信号。 - **sound()与nosound()函数**：在C语言中，通过`sound(Frequency)`函数可以产生指定频率的声音，而`nosound()`则用于停止当前正在播放的声音。这两个函数结合使用可以精确控制每个音符的持续时间。 - **延时函数**：为了使每个音符之间有一定的间隔，需要使用延时函数。由于系统自带的`delay()`函数精度不高，项目中采用了一个自定义的延时函数`Delay(int num)`。这个函数通过循环来实现延时效果，其精度可以通过调整循环次数来调节。 ##### 3.2 曲目实现 为了完整地演奏一首歌曲，程序需要根据曲目的乐谱数据来控制各个音符的播放顺序、持续时间和间歇时间。具体来说： - 每首曲目都由一系列音符组成，每个音符包括音调和持续时间两个参数。 - 在播放时，程序按照预设的顺序依次调用`sound()`和`delay()`函数来播放每个音符，并在每个音符之间插入适当的延时以形成完整的旋律。 - 对于用户自行弹奏的部分，程序提供了键盘输入功能，允许用户通过数字键选择不同的音调和节拍。 ##### 3.3 用户交互设计 为了提高用户体验，项目还实现了以下几个功能： - **预设曲目选择**：用户可以通过数字键1-5来选择预设的五首曲目进行播放。 - **实时停止与返回**：在播放曲目时，用户可以随时按下数字键0来停止播放并返回主菜单。 - **自定义演奏**：用户可以选择自己弹奏，程序会提示用户选择音调和节拍，然后根据用户的键盘输入播放相应的音符。 - **退出程序**：用户可以通过数字键8来退出程序，程序会在退出前显示感谢信息并等待一段时间后再完全关闭。 - **音调调节**：如果用户发现电子琴的音调不准，可以通过数字键7来进行调节，程序会提供一个调音界面，用户可以通过按键来调整音调的快慢。 #### 四、总结 通过本次课程设计，不仅掌握了C语言编程的基础知识，还深入了解了计算机硬件（如8255芯片）的基本工作原理以及如何通过软件来控制硬件实现特定功能。此外，项目的实施过程还锻炼了学生的逻辑思维能力和解决问题的能力，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。