專利名稱：電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于家用電子音響產(chǎn)品領(lǐng)域，特別涉及到一種用于音樂學(xué)習(xí)的電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機。
背景技術(shù)：
音樂是人類精神生活中的重要組成部分，隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，促使了人們在精神生活中的不斷需求，越來越多的家長尋求著讓下一代人從兒童起就通過各種途徑學(xué)習(xí)音樂，讓音樂的無窮奧妙啟迪兒童思維的成長和智能的發(fā)育，使人變得更加聰明完美，這也是本設(shè)計人投身于本項目開發(fā)的宗旨。這種學(xué)習(xí)及演唱機不同于已在市場上很流行的各類電子琴，已有的這些電子琴是單為演唱而使用的一種工具，而所述電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機，它不僅可用于演唱，而且還可教會使用者許多音樂知識，它集模擬五線譜的直觀按鍵輸入、逼真的五線譜視覺再現(xiàn)、準(zhǔn)確的音頻音律演唱和節(jié)拍節(jié)奏演唱等功能為一體，以滿足音樂學(xué)習(xí)者的需要，其中包括可以簡捷地輸入和顯示五線譜的高低音譜號、調(diào)式升降號、節(jié)拍速率及類型、各種音符、各種休止符以及其它各種音樂符號，可以在大字組C音(低音譜下加二線)至小字二組b2音(高音譜上加二間)的寬廣音域內(nèi)演唱出悅耳的音律以及不同的節(jié)拍。迄今為止市場上還沒有出現(xiàn)過如此多功能的既能用于演唱又利于學(xué)習(xí)及教學(xué)的音樂輔助教學(xué)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型需要解決的技術(shù)問題是針對已有的各類用于演唱的電子琴，它們并不能進行音樂五線譜學(xué)習(xí)和教學(xué)。為了用一個輕巧便攜的小裝置實現(xiàn)對五線譜的直觀輸入、對書面五線譜的直觀再現(xiàn)和進行五線譜音譜、音調(diào)、音域、音符、音色、和弦等的區(qū)分與相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，彌補現(xiàn)有演唱機的不足之處，就需要創(chuàng)造研發(fā)出便于音樂學(xué)習(xí)用的電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機。針對人們對音樂的認(rèn)知和需要，本實用新型的目的在于提供一種電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機，使人們通過它學(xué)習(xí)掌握五線譜音樂常識，本實用新型的目的是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機，包括機體及上部面板，機體內(nèi)含有一塊電子線路板，其特征在于，所述面板上設(shè)有一塊液晶顯示屏，還設(shè)有至少48個功能按鍵；所述電子線路板上包含有7個基本部分，它們是含MCS-51系列單片機MPU控制電路、與該控制電路相連的鍵盤輸入電路及液晶顯示電路，與該控制電路相連的專用音源發(fā)生器電路及依次連接著的緩沖模塊電路、功率放大器及揚聲器，由該線路板的饋線連接到內(nèi)設(shè)或外設(shè)的便攜式交直兩用電源。所述至少48個功能按鍵，它們連接著鍵盤輸入，通過操作這些功能按鍵，便可簡捷地輸入一個完整的五線譜，且可直觀地在液晶顯示屏上顯示輸入的內(nèi)容，其中包括節(jié)拍速度、節(jié)拍種類，高音譜號或低音譜號，調(diào)式升降號，各種音符(全音及二分、四分、八分、十六分、附點音符)，各種休止符(全休止及二分、四分、八分、十六分休止符)，小節(jié)線，連音線、變音記號、裝飾音號，反復(fù)記號等。所述的控制電路相連接的專用音源發(fā)生器電路，以及依次連接著的緩沖模塊電路、功率放大器及揚聲器系統(tǒng)，在得到播放按鍵指令后，便會根據(jù)輸入和顯示的五線譜內(nèi)容，按公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)音律和頻率、通過揚聲器準(zhǔn)確地演唱出悅耳的所顯示之五線譜述定旋律，演唱的音域范圍從《樂理》書中界定的大字組C音(低音譜下加二線)至小字二組b2音(高音譜上加二間)。所述線路板的單片機控制電路，采用AT89C52集成芯片，包含有中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、I/O接口、定時器/以及串行通訊口各功能部件。所述鍵盤系統(tǒng)電路，根據(jù)按鍵數(shù)量較多的情況設(shè)計式矩陣或鍵盤，由行線與列線組成，按鍵位于行、列的交叉點，一個6線I/O口和一個8線I/O口構(gòu)成6×8的矩陣鍵盤。鍵盤工作時采用編程掃描的工作方式，CPU對鍵盤的掃描采取程序控制方式，等待用戶從鍵盤上輸入命令或數(shù)據(jù)。所述液晶顯示電路，采用內(nèi)置SED1520控制器型圖形液晶顯示模塊，該模塊由控制部、驅(qū)動部和接口部三部分組成，采用間接訪問方式與計算機相連。采用這種內(nèi)置SED1520控制器型圖形液晶顯示模塊開發(fā)出的產(chǎn)品，具有便攜式顯示功能，可使這種學(xué)習(xí)及演唱機與使用者之間更具有親密和諧的人性化理念。所述專用音源發(fā)生器電路，是由一片內(nèi)置9位DA轉(zhuǎn)換器的超大規(guī)模調(diào)頻音頻振蕩音源的集成電路芯片構(gòu)成。它具有兩種可連續(xù)產(chǎn)生不同樂音的音色發(fā)生方式，即九種旋律音調(diào)或六種旋律音調(diào)附加五種節(jié)奏。在芯片的ROM中存儲了15種音色波形和5種節(jié)奏波形的數(shù)據(jù)。本產(chǎn)品的緩沖放大電路是按電路輸出接口的聲音模擬信號進行電平匹配，混合和緩沖放大，實現(xiàn)音量的控制。由于本學(xué)習(xí)及演唱機是一種音響產(chǎn)品，對于信號功率放大有一定要求，本產(chǎn)品中的緩沖放大電路結(jié)構(gòu)是采用集成雙運放電路LA4558和功率放大集成電路CD7232P。這種電路的特點是工作電壓范圍寬，Vcc＝(3.5-12)V。所述外設(shè)的電源電路為便于攜帶的交直兩用電源。對于直流電壓可用4節(jié)5號電池，對于交流電壓，要經(jīng)過變壓整流，整波及穩(wěn)壓器電路，否則工作不穩(wěn)定并能引起低頻自激，破壞音量及擴音器效果。
本實用新型的有益效果是，該演唱學(xué)習(xí)機不僅能用于演唱，還能完成五線譜音樂知識的學(xué)習(xí)，該機體輕小便攜，耗電量小，工作穩(wěn)定可靠。


圖1為電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機外貌示意圖；圖2為該學(xué)習(xí)機電路原理框圖；圖3為單片機交換數(shù)據(jù)通道I/O口連接示意圖；圖4為專用音源芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖5為AT89C52單片機與6×8矩陣鍵盤的接口電路；圖6為顯示系統(tǒng)內(nèi)SED1520圖形液晶顯示模塊原理框圖；圖7為SED1520圖形液晶顯示模塊的間接訪問連接方式；圖8為機體外連接的穩(wěn)壓電源電路。
具體實施方式
參照圖1表示，本實用新型所描述的電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機外貌示意圖，圖中1為學(xué)習(xí)機的機體；機體側(cè)壁引出饋線1.1連接到外設(shè)的電源系統(tǒng)，機體上部面板2，該面板上設(shè)有一個液晶顯示屏2.1和至少48個功能鍵2.2，面板下側(cè)處設(shè)有播板孔2.3，機體內(nèi)部設(shè)置有一塊電子線路板3。
參照圖2表示該演唱學(xué)習(xí)機機體內(nèi)電子線路板上電原理框圖，圖中MPU控制電路3.2，分別連接到鍵盤輸入系統(tǒng)電路3.1及液晶顯示電路3.3，MPU控制電路還雙向連接著音源發(fā)生器電路3.4并依次連接著緩沖模塊電路3.5，功率放大器3.6及場聲器3.7。
參照圖3，表示單片機交換據(jù)通道I/O連接示意圖，圖中表示AT89C52共有4個I/O口P0、P1、P2、P3，每個I/O有8根可編程的I/O線引出，本系統(tǒng)中P0口用作音源發(fā)生器和液晶顯示器的數(shù)據(jù)接口，P1口和P2口部分線用于鍵盤系統(tǒng)的輸入輸出口，P2.6、P2.7組成音源發(fā)生器的控制信號，P3口中的P3.0作為音源發(fā)生器的復(fù)位信號，P3.2-P3.6組成液晶顯示系統(tǒng)的片選讀寫及復(fù)位控制信號。
參照圖4，表示專用音源芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，這是一片內(nèi)置9位DA轉(zhuǎn)換器的超大規(guī)模音頻振蕩音源(FM音源)的集成電路，它具有兩種可連續(xù)產(chǎn)生不同樂音的音色發(fā)生方式，即9種旋律音調(diào)或6種旋律音調(diào)附加5種節(jié)奏。在芯片的ROM中存儲了15種音色波形和5種節(jié)奏波形的數(shù)據(jù)。
參照圖5，表示AT89C52單片機與6×8矩陣鍵盤的接口電路，圖中用一個6線I/O口和一個8線I/O口構(gòu)成6×8的矩陣鍵盤，鍵盤采用編程掃描的工作方式，CPU對鍵盤的掃描采取程序控制方式，一旦進入鍵掃描狀態(tài)，則反復(fù)地掃描鍵盤，等待用戶從鍵盤上輸入命令或數(shù)據(jù)，而在軌行鍵入命令或數(shù)據(jù)過程中，CPU將不再響應(yīng)鍵入要求，直到CPU返回重新掃描為止。
參照圖6，表示顯示系統(tǒng)內(nèi)SED1520圖形液晶顯示模塊原理框圖，圖中SED1520圖形液晶顯示模塊由三個部分組成控制部、驅(qū)動部和接口部，控制部是由顯示時序發(fā)生器和顯示存儲器及管理電路兩部分組成；驅(qū)動部由掃描一行計數(shù)器、顯示數(shù)據(jù)鎖存器、液晶顯示行驅(qū)動電路、液晶顯示列驅(qū)動電路及相關(guān)外引腳組成。具有16路行驅(qū)動輸出和61路列驅(qū)動輸出，單片SED1520可以驅(qū)動61×16點陣的液晶顯示器件。接口部包括I/O緩沖器、復(fù)位電路、指令譯碼器和狀態(tài)字寄存器等，其主要作用是銜接計算機與片內(nèi)寄存器和存儲器數(shù)據(jù)通道的聯(lián)系，實現(xiàn)計算機對SED1520的控制。
參照圖7，表示SED1520圖形液晶顯示模塊的間接訪問連接方式，這種間接訪問方式是計算機通過自身的或系統(tǒng)的并行接口與液晶顯示模塊連接，計算機通過對該并行接口輸出狀態(tài)的編程操作，完成對液晶顯示模塊所需時序的操作和數(shù)據(jù)的傳輸。
參照圖8，表示在機體外連接的穩(wěn)壓電源電路，該電源電路的作用是提供給所有集成電路、元器件正常工作所需的電壓，除選用直流穩(wěn)壓電源外，在產(chǎn)品內(nèi)部還裝有穩(wěn)壓電路由外接直流電源或干電池輸入Vcc(6V)電壓，一路供給功放電路，一路經(jīng)穩(wěn)壓變?yōu)?5V電源，供CPU、音源電路、鍵盤電路、液晶顯示用。
權(quán)利要求1.一種電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機，包括機體及上部面板，機體內(nèi)含有一塊電子線路板，其特征在于，所述面板上設(shè)有一塊液晶顯示屏，還設(shè)有至少48個功能按鍵；所述電子線路板上包含有7個基本部分，它們是含MCS-51系列單片機MPU控制電路、與該控制電路相連的鍵盤輸入電路及液晶顯示電路，與該控制電路相連的專用音源發(fā)生器電路及依次連接著的緩沖模塊電路、功率放大器及揚聲器，由該線路板的饋線連接到內(nèi)設(shè)或外設(shè)的便攜式交直兩用電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機，其特征在于所述的功能按鍵，它們連接著鍵盤輸入端，以五線譜符號按鍵和垂直排列的五線譜音位按鍵構(gòu)成五線譜輸入鍵盤，可滿足輸入一個完整的五線譜，其中包括節(jié)拍速度，高音譜號或低音譜號，調(diào)式升降號，各種音符包括全音及二分、四分、八分、十六分、附點音符，各種休止符包括全休止及二分、四分、八分、十六分休止符，小節(jié)線，連音線，變音記號，裝飾音號，反復(fù)記號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機，其特征在于所述通過功能按鍵輸入的五線譜，全部內(nèi)容能清晰直觀地以正規(guī)五線譜的視覺效果顯示于液晶顯示屏上，其范圍包括五條線、下加二線、上加二間；所述通過鍵盤輸入系統(tǒng)輸入的信息及顯示的五線譜信息可在緩沖模塊中暫存，得到播放指令后，系統(tǒng)便會按標(biāo)準(zhǔn)音律和頻率，通過揚聲器準(zhǔn)確地演唱出所顯示的五線譜述定旋律，演唱的音域范圍可從界定的大字組C音至小字二組b2音。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機，其特征在于所述線路板的單片機MPU控制電路，采用AT89C52集成芯片，包含有中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、I/O接口、定時器/以及串行通訊口各功能部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機，其特征在于所述鍵盤輸入電路，根據(jù)按鍵數(shù)量較多的情況設(shè)計矩陣式鍵盤，由行線與列線組成，按鍵位于行、列的交叉點，為一個6線I/O口和一個8線I/O口構(gòu)成6×8的矩陣鍵盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機，其特征在于所述液晶顯示電路，采用內(nèi)置SED1520控制器型圖形液晶顯示模塊，該模塊由控制部、驅(qū)動部和接口部三部分組成，采用間接訪問方式與計算機相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機，其特征在于所述專用音源發(fā)生器電路，是由一片內(nèi)置9位DA轉(zhuǎn)換器的超大規(guī)模調(diào)頻音頻振蕩音源的集成電路芯片構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機，其特征在于所述緩沖模塊電路及功率放大器結(jié)構(gòu)是采用集成雙運放電路LA4558和功率放大集成電路CD7232P。
專利摘要一種電子式五線譜學(xué)習(xí)及演唱機，屬于家用電子音響產(chǎn)品領(lǐng)域，包括機體及上部面板，機體內(nèi)含有一塊電子線路板，所述面板上設(shè)有一塊液晶顯示屏，還設(shè)有至少48個功能按鍵；所述機體內(nèi)包含有電子線路板，板上包含7個基本部分，它們是含MCS－51系列單片機MPU控制電路、與該控制電路相連的鍵盤輸入電路及液晶顯示電路，與該控制電路相連的專用音源發(fā)生器電路及依次連接的緩沖模塊電路、功率放大器及揚聲器，由該線路板的饋線連接到內(nèi)設(shè)或外設(shè)的交直流兩用電源。該學(xué)習(xí)及演唱機不僅能用于演唱，還能完成五線譜音樂知識的學(xué)習(xí)，該機體輕小便攜，耗電量小，工作穩(wěn)定可靠。
文檔編號G09B15/00GK2901470SQ20062000467
公開日2007年5月16日 申請日期2006年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月5日
發(fā)明者黎建國 申請人:黎建國