本發(fā)明屬于數(shù)碼樂器類設(shè)備，特別是涉及一種手風(fēng)琴左手伴奏式數(shù)碼演奏器，該數(shù)碼演奏器包括具有國際標(biāo)準(zhǔn)電子音樂數(shù)字接口(midi1.0及usbmidi)的各種單排鍵電子琴、雙排鍵電子琴、電鋼琴、合成器等所有數(shù)碼樂器。

背景技術(shù)：

近年來，國內(nèi)外工廠生產(chǎn)、市場銷售的數(shù)碼樂器絕大多數(shù)都已去掉傳統(tǒng)5針孔圓型midi接口，取而代之的是方型usbmidi接口。這種改變造成大量數(shù)碼樂器midi語言只能和電腦對話，而無法在數(shù)碼樂器之間相互對話，因它再不可以像傳統(tǒng)5針孔圓型midi接口那樣使任意數(shù)碼樂器間功能組合、調(diào)配、擴(kuò)展，由此給用戶帶來不便。

另外，從普通練習(xí)琴到專業(yè)琴，演奏者雙手及腳最多可直接參與及發(fā)出的不同聲部是3個。以5針孔圓型midi接口高檔雙鍵盤電子琴為例，用戶右手演奏上鍵盤(旋律)、左手演奏下鍵盤(和聲)、左腳演奏低音，形成一個三聲部樂隊(duì)效果。但因其價格昂貴、體積龐大、演奏繁瑣、技巧難度大、不易普及。而占市場95％的單層鍵盤樂器，通過自帶的鍵盤分割功能，也只能把本來不多的琴鍵再分成2部分形成2個聲部。所以，當(dāng)今的數(shù)碼鍵盤樂器，演奏者最多可直接同時完成不同音色聲部的數(shù)量，單鍵盤2個雙鍵盤3個。然而組成樂隊(duì)效果的基本要素應(yīng)有4個聲部即：旋律、和聲、低音、打擊樂?，F(xiàn)有的數(shù)碼鍵盤樂器，只有當(dāng)啟用自動伴奏時才有多聲部伴奏出現(xiàn)，而真正的音樂是不能用自動伴奏完成的，因它過于枯燥、單調(diào)、呆板、機(jī)械。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明提供一種手風(fēng)琴左手伴奏式數(shù)碼演奏器，該演奏器不僅可以適應(yīng)數(shù)碼鍵盤的usbmidi接口，而且還可以實(shí)現(xiàn)手風(fēng)琴左手伴奏與下腳打擊樂伴奏的音色結(jié)合，演奏出多種風(fēng)格的樂曲。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：一種手風(fēng)琴左手伴奏式數(shù)碼演奏器，包括數(shù)碼鍵盤、上手低音和聲演奏盤、下腳打擊樂演奏盤；

所述上手低音和聲演奏盤上設(shè)置有midiout接口和midiin接口，其中midiout接口通過數(shù)據(jù)線與數(shù)碼鍵盤上的midiin接口連接，midiin接口通過數(shù)據(jù)線與下腳打擊樂演奏盤上的midiout接口連接；

所述下腳打擊樂演奏盤的矩陣開關(guān)電路，通過上手低音和聲演奏盤的矩陣開關(guān)電路，連接到上手低音和聲演奏盤的cpu上，所述cpu不斷掃描來自上手低音和聲演奏盤和下腳打擊樂演奏盤的矩陣開關(guān)信號，判斷開關(guān)狀態(tài)，并同存貯器、寄存器、鎖存器作出響應(yīng)，向數(shù)碼鍵盤送出掃描信號；

所述上手低音和聲演奏盤上設(shè)置有持續(xù)和聲轉(zhuǎn)換鍵、標(biāo)準(zhǔn)西洋打擊樂轉(zhuǎn)換鍵、中國民族打擊樂轉(zhuǎn)換鍵；通過各個轉(zhuǎn)換鍵的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)所述下腳打擊樂演奏盤與上手低音和聲演奏盤的音色合成。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的方案是，所述數(shù)碼鍵盤上的midiin接口，為針孔圓型midi接口，或者方型usbmidi接口，所述上手低音和聲演奏盤上的midiout接口與數(shù)碼鍵盤上的midiin接口相適應(yīng)，執(zhí)行通訊協(xié)議。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的方案是，所述上手低音和聲演奏盤還設(shè)置有演奏鍵，所述演奏鍵按傳統(tǒng)手風(fēng)琴左手低音、和弦位置排列，橫向同排為一組，由上至下有六排，共90個鍵。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的方案是，所述上手低音和聲演奏盤還設(shè)置有功能鍵和4種模式鍵，其中模式鍵一、模式鍵二、模式鍵三為柱式低音、和聲不同的音色模式，模式鍵四為單指和聲分解效果模式。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的方案是，所述下腳打擊樂演奏盤盤面上共有14個腳踏開關(guān)按鍵：低音鼓、a小軍鼓、a吊鈸、b吊鈸、高桶鼓、中桶鼓、次中桶鼓、低桶鼓、閉镲、輕鈸、b小軍鼓、低板、高板、振盒。

其中，所述低音鼓、a小軍鼓、a吊鈸、輕鈸、低板、高板、振盒是復(fù)合按鍵。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的方案是，所述手風(fēng)琴左手伴奏式數(shù)碼演奏器，還包括一電腦，電腦中設(shè)置有midi控制電路，所述下腳打擊樂演奏盤和上手低音和聲演奏盤通過矩陣開關(guān)電路將開關(guān)數(shù)據(jù)傳遞給電腦中的cpu，電腦電腦上設(shè)有midiout接口，與數(shù)碼鍵盤連接。

本發(fā)明這類數(shù)碼演奏器主要的特點(diǎn)是：

1、本發(fā)明可以將傳統(tǒng)手風(fēng)琴左手伴奏貝斯的低音、和弦音名的排列及演奏方式，加上下腳打擊樂演奏盤，使原手風(fēng)琴左手伴奏沒有的且有高實(shí)用價值的新功能(如單指分解和弦、腳打擊樂功能)，用數(shù)碼編程為軟件，燒錄在以電子元器件為主要結(jié)構(gòu)的演奏器中，而形成一種新型的數(shù)碼演奏器。

2、本發(fā)明可設(shè)置方型usbmidi接口，使之具備了無論傳統(tǒng)圓型midiin或現(xiàn)在的方型usbmidi接口都能和手風(fēng)琴左手伴奏式數(shù)碼演奏器對接。凡有傳統(tǒng)midi接口或者新型usbmidi接口的單排鍵電子琴、雙排鍵電子琴、電鋼琴、合成器用戶，只要通過附加在數(shù)碼樂器鍵盤上面，即刻成為一套三排鍵電子琴演奏系統(tǒng)。1個人演奏相當(dāng)于5層鍵盤(5個聲部)：旋律、和聲一、和聲二、低音、打擊樂效果可同時再現(xiàn)，這是當(dāng)今樂器家族中其它數(shù)碼樂器目前還無法實(shí)現(xiàn)的效果。

3、本發(fā)明的演奏器，演奏簡易、攜帶方便、價格低廉。為廣大數(shù)碼樂器演奏者、愛好者提供了一種非常實(shí)用、效果豐富的演奏裝置，同時也大幅度提高了數(shù)碼樂器原有的表現(xiàn)力和利用率。

4、本發(fā)明的演奏器，分midi式和平板電腦式。兩者的外觀區(qū)別是平板電腦式比midi式多1個電腦，在伴奏模式數(shù)量方面電腦式比midi式多100種。

5、上手低音和弦演奏盤和下腳打擊樂演奏盤，分別發(fā)出各自數(shù)據(jù)，通過插入數(shù)碼鍵盤midiin或usnmidi接口的數(shù)據(jù)線，指令數(shù)碼樂器發(fā)出相應(yīng)的音樂效果。其中數(shù)碼鍵盤可根據(jù)用戶需要任意更換，只要有midiin或usbmidi接口即可。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。

附圖說明

附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。

圖1為手風(fēng)琴左手伴奏式數(shù)碼演奏器附加在數(shù)碼樂器鍵盤上的外觀圖。

圖2為上手低音和聲演奏盤外觀圖。

圖3為下腳打擊樂演奏盤外觀圖。

圖4為本裝置的工作原理框圖。

圖5為電腦式手風(fēng)琴左手伴奏式數(shù)碼演奏器外觀圖。

圖6為上手低音和聲演奏盤內(nèi)的midi控制電路圖。

圖7為鍵盤的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道，以下實(shí)施例并不是對本發(fā)明技術(shù)方案作的唯一限定，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案精神實(shí)質(zhì)下所做的任何等同變換或改動，均應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

從附圖1中可以看出，本發(fā)明手風(fēng)琴左手伴奏式數(shù)碼演奏器，包括數(shù)碼鍵盤1、上手低音和聲演奏盤2、下腳打擊樂演奏盤3三部分。上手低音和聲演奏盤2放在數(shù)碼鍵盤1的左上方處，上手低音和聲演奏盤2上設(shè)置有midiout接口5和midiin接口6，其中的midiout接口5通過數(shù)據(jù)線與數(shù)碼鍵盤1上的midiin接口4連接，midiin接口6通過數(shù)據(jù)線與下腳打擊樂演奏盤3上的midiout接口7連接，從而完成本裝置的系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步講，數(shù)碼鍵盤1上的midiin接口4，可為傳統(tǒng)的5針孔圓型midi接口，也可為方型usbmidi接口，不管哪一種，上手低音和聲演奏盤2上的midiout接口5與之相適應(yīng)，能夠執(zhí)行通訊協(xié)議即可。

附圖2為上手低音和聲演奏盤2功能示意圖。上手低音和聲演奏盤2，除設(shè)置有midiout接口5、midiin接口6及相應(yīng)的數(shù)據(jù)線外，還設(shè)置有持續(xù)和聲轉(zhuǎn)換鍵8、標(biāo)準(zhǔn)西洋打擊樂轉(zhuǎn)換鍵9、中國民族打擊樂轉(zhuǎn)換鍵10、功能設(shè)置鍵11，還設(shè)置有演奏鍵。上手低音和聲演奏盤的演奏鍵完全照傳統(tǒng)手風(fēng)琴音名排列，橫向排列為一組，由上至下有六排。六排演奏鍵從上往下數(shù)分別為：第一排對位低音鍵17、第二排基礎(chǔ)低音鍵16、第三排大三和弦鍵15、第四排小三和弦鍵14、第五排屬七和弦鍵13、第六排減七和弦鍵12，每一排15個，六排共90個鍵。

第一排與第二排相互間為大3度音程，每排按鍵相互間按純5度音程排列。從附圖2圖面上看，第一排從左向右各按鍵音名為：f、c、g、d、a、e、b、#f、#c、#g、#d、#a、f、c、g。第二排從左向右各按鍵音名為：d、a、e、b、f、c、g、d、a、e、d、#f、#c、#g、#d。第三排至第六排的和弦組音名同第二排基礎(chǔ)低音對應(yīng)。如演奏盤第二排左起第6個鍵音名是c，其右斜下方各排鍵對應(yīng)和弦音名分別是(由上向下)：第三排c大三和弦、第四排c小三和弦、第五排c屬七和弦、第六排c減七和弦，其它和弦組各音名按鍵排列同上。大三、小三和弦均由3個音組成，屬七、減七和弦均由4個音組成，和弦音的構(gòu)成用原位或轉(zhuǎn)位。

上手低音和聲演奏盤2上除了以上設(shè)置外，還有模式鍵一18、模式鍵二19、模式鍵三20、模式鍵四21，以上4種模式鍵，在開機(jī)初始狀態(tài)固化了4種不同的低音、和弦、打擊樂組合。模式鍵一18、模式鍵二19、模式鍵三20為柱式低音、和聲不同的音色模式，模式鍵四21為獨(dú)特的單指和聲分解效果模式。這4種鍵再加上演奏盤多種參數(shù)模式的調(diào)整、存貯的配合使用，低音、和弦、打擊樂便可有千變?nèi)f化的組合。傳統(tǒng)手風(fēng)琴沒有這些模式，持續(xù)和聲轉(zhuǎn)換鍵8、標(biāo)準(zhǔn)西洋打擊樂轉(zhuǎn)換鍵9、中國民族打擊樂轉(zhuǎn)換鍵10或其他各鍵的配合與使用是通過編程來實(shí)現(xiàn)的。

以上按鍵排列除4種模式鍵及功能設(shè)置鍵11外，完全參照傳統(tǒng)手風(fēng)琴左手貝斯鍵位置組合，由此可直接演奏完整手風(fēng)琴樂譜。這樣可大大利于演奏者學(xué)習(xí)、掌握，更利于推廣普及。功能設(shè)置鍵11主要用于增大或減小低音、和弦、打擊樂的音量，能完成多種參數(shù)調(diào)整和存貯。

附圖3為放在地面上的下腳打擊樂演奏盤3。該盤是一個長方演奏體，上有防滑膠墊36，盤側(cè)面的midiout接口7通過數(shù)據(jù)線與上手低音和聲演奏盤2上的midiin接口6連接。盤面上共有14個可用腳踩踏的開關(guān)按鍵：低音鼓22、a小軍鼓23、a吊鈸24、b吊鈸25、高桶鼓26、中桶鼓27、次中桶鼓28、低桶鼓29、閉镲30、輕鈸31、b小軍鼓32、低板33、高板34、振盒35。其中低音鼓22、a小軍鼓23、a吊鈸24、輕鈸31、低板33、高板34、振盒35是復(fù)合按鍵。下腳打擊樂演奏盤3的排布是新創(chuàng)意，傳統(tǒng)沒有。

上手低音和聲演奏盤2和下腳打擊樂演奏盤3的配合是本發(fā)明的特點(diǎn)。如，通過上手低音和聲演奏盤2的中國民族打擊樂轉(zhuǎn)換鍵10，產(chǎn)生7種常用的中國鑼鼓音色：大膛鼓、高膛鼓、京鑼、京鑼、板鼓、小镲、小鑼。如需恢復(fù)原西洋打擊樂初始音色，只需按標(biāo)準(zhǔn)西洋打擊樂轉(zhuǎn)換鍵9轉(zhuǎn)換即可。用該下腳打擊樂演奏盤演奏時，站立時表演一般用右腳。根據(jù)樂曲的需要可奏出中國、西洋2套音色逼真、音質(zhì)純正的21種中外打擊樂音響。

附圖4為裝置的工作原理框圖。下腳打擊樂演奏盤3的矩陣開關(guān)電路，通過上手低音和聲演奏盤2的矩陣開關(guān)電路(矩陣開關(guān)電路是數(shù)碼樂器常用電路)，分別對應(yīng)上手低音和聲演奏盤2的cpu。該盤工作時，cpu不斷掃描所有來自上手低音和聲演奏盤2和下腳打擊樂演奏盤3的矩陣開關(guān)數(shù)據(jù)，搜索從開關(guān)電路送回的掃描信號，從而判斷開關(guān)狀態(tài)并同其它相關(guān)電路(存貯器、寄存器、鎖存器等)作出響應(yīng)，不斷向數(shù)碼鍵盤1送出掃描信號。通過上手低音和聲演奏盤2的midiout接口數(shù)據(jù)線向數(shù)碼鍵盤1的midiin或usbmidi接口發(fā)出數(shù)據(jù)，對應(yīng)的低音、和聲、打擊樂效果便隨即產(chǎn)生。本裝置所有按鍵共112個(上手低音和聲演奏盤2上有90個按鍵、3個轉(zhuǎn)換鍵、1個功能設(shè)置鍵、4個模式鍵，下腳打擊樂演奏盤3上有14個踩踏按鍵，共112個)，根據(jù)所用數(shù)碼鍵盤不同，除功能鍵外，104個演奏鍵最多可同時工作32個。

進(jìn)一步講，本發(fā)明還可擴(kuò)展為電腦式手風(fēng)琴左手伴奏式數(shù)碼演奏器，附圖5為電腦式手風(fēng)琴左手伴奏式數(shù)碼演奏器外觀圖。電腦式手風(fēng)琴左手伴奏式數(shù)碼演奏器是把附圖4中上手低音和聲演奏盤2的cpu及軟件集成到電腦37中，由電腦完全替代上手低音和聲演奏盤2執(zhí)行midi通訊協(xié)議。也就是說：先由下腳打擊樂演奏盤3傳遞數(shù)據(jù)給上手低音和聲演奏盤2，然后上手低音和聲演奏盤2再將下腳打擊樂演奏盤3和上手低音和聲演奏盤2的數(shù)據(jù)共同傳遞給電腦37，電腦再統(tǒng)一傳遞到數(shù)碼鍵盤1上，電腦上設(shè)有midiout接口，與數(shù)碼鍵盤1連接。

本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)兩個功能，一是可以實(shí)現(xiàn)數(shù)碼鍵盤1、上手低音和聲演奏盤2和下腳打擊樂演奏盤3三者的聯(lián)合，下腳打擊樂演奏盤3與上手低音和聲演奏盤2相連，可以把下腳打擊樂演奏盤3的音色合成到上手低音和聲演奏盤2中，然后下腳打擊樂演奏盤3和上手低音和聲演奏盤2的合成演奏效果都可以通過數(shù)碼鍵盤1展示出來。二是，在上手低音和聲演奏盤2或者電腦上既可設(shè)置傳統(tǒng)midi接口，與傳統(tǒng)的數(shù)碼鍵盤1midi接口對接，在上手低音和聲演奏盤2或者電腦上也可設(shè)置方型的midiout接口，與數(shù)碼鍵盤1上的方型usbmidi接口適應(yīng)，數(shù)碼鍵盤1內(nèi)部增加了usb-midihost電路和協(xié)議。

在上手低音和聲演奏盤2上設(shè)置持續(xù)和聲轉(zhuǎn)換鍵8、標(biāo)準(zhǔn)西洋打擊樂轉(zhuǎn)換鍵9、中國民族打擊樂轉(zhuǎn)換鍵10、模式鍵一18、模式鍵二19、模式鍵三20、模式鍵四21，實(shí)現(xiàn)與下腳打擊樂演奏盤3的音色合成。

上手低音和聲演奏盤2(或電腦)中具有midi異步串行通訊協(xié)議，midi設(shè)備間相互連接時，必須將輸出與另一設(shè)備的輸入連接。midi異步串行通訊協(xié)議其傳輸速率為31.25kbaud(每秒31250位)，每個字節(jié)包括10位，1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，1個停止位，每個音符的開(或關(guān))命令有3個字節(jié)，經(jīng)計算，不到1ms即可傳輸一個音符的開關(guān)命令。midi的數(shù)據(jù)流是單向的，不進(jìn)行應(yīng)答，設(shè)備發(fā)送音樂信息時，不管接收設(shè)備的狀態(tài)，而接收設(shè)備收到的信息，經(jīng)校驗(yàn)正確的則執(zhí)行，錯誤的就忽略，這樣可以丟掉音符，但不會搞錯節(jié)拍，實(shí)時性最優(yōu)先。從物理層面上看，midi信號是電流傳輸?shù)模?ma代表邏輯“0”，0ma代表邏輯“1”。

數(shù)碼鍵盤1具有普遍性，有很多規(guī)格型號，即插即用不需要設(shè)置，多種樂器都可以同它對接。上手低音和聲演奏盤2(或電腦)與數(shù)碼鍵盤1間執(zhí)行midi通訊協(xié)議。數(shù)碼鍵盤1以掃描方式工作，具體過程為：

如圖6、圖7所示，從鍵盤上先由p0口發(fā)出段選通，每次選通一段，相應(yīng)段選線被置為低電平，讀p2口，被壓下的鍵因與段選線接通，相應(yīng)的端口輸入為低電平，這樣就完成了一段鍵盤(8個鍵)的狀態(tài)讀入過程，做8次循環(huán)，每次p0口的段掃移位一次，就完成了64個鍵的狀態(tài)讀入。由于樂器演奏時經(jīng)常會有多個鍵同時壓下的狀態(tài)，若不加處理，則可能出現(xiàn)幾個段選通過按鍵短接在一起的情況，從而互相干擾導(dǎo)致邏輯不清，因此，在每個按鍵上串接二極管，用來阻隔無效的段選信號(高電平)，使其不起作用，這樣就可完全分辨出每個鍵的狀態(tài)，而不會產(chǎn)生混亂。

樂器鍵盤的掃描與響應(yīng)方式也有自己的特點(diǎn)，在掃描到鍵盤值后，與前一次的鍵盤狀態(tài)比較，如不變，則不響應(yīng)，有變化，則判斷是被壓下還是抬起，發(fā)出相應(yīng)的midi命令，并記錄新的狀態(tài)。

本發(fā)明這種手風(fēng)琴左手伴奏式數(shù)碼演奏器，利用傳統(tǒng)手風(fēng)琴左手伴奏貝斯的低音、和弦音名的排列及演奏方式，與下腳打擊樂演奏盤結(jié)合，新增了原手風(fēng)琴沒有的且有高實(shí)用價值的新功能(如單指分解和弦、下腳打擊樂功能)，用數(shù)碼編程，燒錄在以電子元器件為主要結(jié)構(gòu)的演奏器中，便可有千變?nèi)f化的組合形成一種實(shí)用的數(shù)碼演奏器。