Atividade 4:   Programação de entrada/saída:
emulando um piano via teclado e alto-falante do PC

Data de submissão: 09/10/03. Prazo de Entrega: 23/10/02.

O objetivo desta atividade é escrever um programa em assembler para controlar dispositivos de Entrada/Saída de um PC, em particular o uso do controlador 8253 para acionar o alto-falante e o uso do teclado para emular um piano simples.

Utilize como modelo a rotina contida no programa  inhand.c   visto em aula e que utiliza programação de E/S sobre o chip de temporização 8253 que existe em todo PC. O 8253 é programado para emitir uma onda quadrada com uma freqüencia escolhida, que ao ser injetada no alto-falante do PC, este emite um som com essa freqüencia.

Ecreva um programa inteiramente em assembler, porém sem usar interrupções. O seu programa deve:

• conter um laço onde é lido o scan code de uma tecla ao ser pressionada: isto pode ser feito através da função do BIOS mov ah, 0 int 16h, que retorna em al o caracter ASCII lido do teclado e em ah o scan code correspondente. Se a tecla pressionada foi ESC, V. deve sair do laço e terminar o programa. V. encontrará uma tabela de scan codes aqui. Observe que os códigos da tabela representam o scan code quando a tecla é pressionada. Quando a tecla é liberada, o scan code correspondente tem o oitavo bit ligado, ou seja adicione 80h aos códigos da tabela. Por exemplo, o scan code da tecla 'a' ao ser pressionada é 1eh e ao ser liberada é 9eh. Para determinar quando a tecla é liberada utilize uma instrução de entrada na porta 60h, que devolve em al o scan code da tecla (que deve ser 80h + o scan code lido anteriormente).

• uma vez pressionada uma tecla (do seu piano) V. deve emitir no alto-falante o tom correspondente utilizando os recursos do 8253. Utilize a tabela de frequencias no final do documento sobre o 8253 para associar teclas a freqüencias e estas ao contador a ser carregado na porta 42h do 8253.
  Quando a tecla for liberada V. deve interromper a saída para o alto-falante. Desta forma o tom será emitido enquanto a tecla do seu piano estiver pressionada. Se V. entender um pouco de música poderá tocar uma melodia durante a demonstração no laboratório!

• o seu piano dever ter pelo menos 8 teclas

• emita uma mensagem para o vídeo imediatamente antes ou depois de acionar o alto falante, dizendo qual a nota musical sendo tocada. Existe a seguinte correspondência entre notas musicais e a letra da 1ª coluna da tabela de freqüencias:

  C - dó
  D - ré
  E - mi
  F - fa
  G - sol
  A - la
  B - si
  

• a função em C outportb(num_porta, valor_8bits) corresponde à instrução em assembler: out  num_porta,  al
• a função em C inportb(num_porta) corresponde à instrução em assembler: in al,  num_porta
• freqüências razoavelmente audíveis num PC vão de 60 hz a 9000 hz . Veja a tabela Frequency Table no final do documento sobre o 8253 e alto-falante do PC. Sugestão: utilize as frequencias mais altas. Observe que as freqüencias de uma oitava são o dobro da oitava anterior ( e os contadores são metade). Por exemplo a nota dó = 1046.50 hz = 2x 523.25 e a nota ré seguinte teria 2x587.33 hz. É simples, portanto, estender a tabela além de 1046.50 hz.
• a fim de limpar o buffer de entrada do teclado (que só é ecoado após o prompt do término do seu programa!) utilize a função do DOS: mov ah, 0ch int 21h, após emitir o som de cada tecla.
• Opcional: implemente uma pianola, com um música de sua escolha. Use a rotina time vista em aula para calcular o tempo de duração de cada nota sendo tocada.

V. deve demonstrar o funcionamento do seu programa no laboratório e entregar uma impressão em assembler (no formato .lst)