專利名稱：袖珍多功能音樂(lè)電腦的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
袖珍多功能音樂(lè)電腦集各種功能于一身。能輸入、存貯曲譜、可按曲名或其序號(hào)檢索，顯示曲譜，或邊放音邊顯示。又可兼做節(jié)拍器、定音器、電子記事本、日歷時(shí)鐘。放曲時(shí)其音準(zhǔn)極高，音域很寬，并有多種音色、和弦音及打擊樂(lè)音響可供選擇。它屬于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。
目前國(guó)內(nèi)外均有各種大型電腦音樂(lè)系統(tǒng)，其功能很強(qiáng)，有樂(lè)曲演奏、作曲編輯、制作音色、打印樂(lè)譜等功能。它的演奏可表現(xiàn)出交響樂(lè)隊(duì)的效果。有一百多種音色，幾十種節(jié)奏音色和打擊音響。它可由IBM PC／XT個(gè)人計(jì)算機(jī)或其兼容機(jī)、聲音卡、鼠標(biāo)器、功率放大器及立體聲音箱組成。適用于作曲家創(chuàng)作編曲、影視廣播錄音制作、配樂(lè)和音樂(lè)教學(xué)、演出、娛樂(lè)之用。這樣的系統(tǒng)附屬設(shè)備多、規(guī)模大、價(jià)格昂貴，不適用于大眾化的推廣使用和音樂(lè)知識(shí)的普及、提高。
本實(shí)用新型發(fā)明的目的在于普及、提高大眾的音樂(lè)素質(zhì)，彌補(bǔ)高檔次電腦音樂(lè)系統(tǒng)或一些電子音樂(lè)產(chǎn)品的價(jià)格昂貴，不易推廣普及和操作不便等缺陷，同時(shí)擴(kuò)充了后者不便具有的各種其他功能。發(fā)明一種袖珍的多功能音樂(lè)電腦，它能將樂(lè)曲的曲譜輸入到音樂(lè)電腦的存貯器中去，可在顯示器上用五線譜或簡(jiǎn)譜顯示，或邊放音邊顯示，其計(jì)算器功能除具有一般的加、減、乘、除、開方、平方等普通計(jì)算功能外，還具有科技計(jì)算功能。它兼具有定音器、節(jié)拍器定時(shí)器和電子日歷時(shí)鐘的功效。可輸入漢語(yǔ)拼音或英文記事、記錄電話號(hào)碼或郵政編碼等事項(xiàng)和數(shù)據(jù)。它可供各階層的人士和中小學(xué)生使用，具有普及性、趣味性、實(shí)用性之特點(diǎn)。
本實(shí)用新型有顯示簡(jiǎn)譜或五線譜，并兼用于計(jì)算器計(jì)算，電子記事本，日歷時(shí)鐘計(jì)時(shí)等功能的點(diǎn)陣式液晶顯示器1，有兼用作曲譜輸入、計(jì)算、記事、定時(shí)等操作用的鍵盤2，有表現(xiàn)節(jié)拍的各色LED發(fā)光管指示3，有放樂(lè)曲的揚(yáng)聲器4，有外接音頻放大器的輸出插孔5，有配置MIDI接口，也就是Musical Instrument Digital Interface即樂(lè)器數(shù)字接口9，還有控制音量大小的音量開關(guān)6，以及整機(jī)電源開關(guān)7。從硬件結(jié)構(gòu)上看，本實(shí)用新型由U1、U2、U3、U4組成包含CPU、ROM、RAM的單片微機(jī)最小系統(tǒng)。還有輸入、輸出部分。輸入設(shè)備只有用作輸入曲譜、運(yùn)算操作等功能的鍵盤，輸出設(shè)備有LCD點(diǎn)陣式顯示器，喇叭，發(fā)光二極管和信號(hào)輸出插口。本實(shí)用新型無(wú)論顯示五線譜或是顯示簡(jiǎn)譜的形式，其電路基本構(gòu)成是一樣的。其區(qū)別在于配接LCD點(diǎn)陣式顯示器型號(hào)上的差別，顯示五線譜采用圖形點(diǎn)陣液晶顯示器，顯示簡(jiǎn)譜采用字符點(diǎn)陣液晶顯示器。無(wú)論是簡(jiǎn)譜或是五線譜，它們?cè)贚CD顯示器上都是被連續(xù)地一小節(jié)、一小節(jié)地分段顯示，通常在輸入曲譜時(shí)，曲譜符號(hào)是從顯示器最右邊進(jìn)入，逐步從左邊移出。
本實(shí)用新型的電路實(shí)現(xiàn)，可由單一的一片超大規(guī)模集成電路(VLSI)的全定制(ASIC)芯片，加上上述輸入輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)其各項(xiàng)功能，這是一種實(shí)施方案。也可由通用標(biāo)準(zhǔn)化單片微處理器IC加上程序存貯器ROM，加上由RAM和其他功能電路及接口電路組合成的ASIC，形成一個(gè)兩芯片或三芯片電路結(jié)構(gòu)，再加上輸入輸出設(shè)備，這是又一種方案。本實(shí)用新型還可以由若干通用標(biāo)準(zhǔn)化IC組合形成來(lái)實(shí)現(xiàn)其發(fā)明的目的。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步細(xì)述。
附


圖1為本實(shí)用新型外形結(jié)構(gòu)圖。
其中1為點(diǎn)陣液晶顯示器，2為鍵盤，3為發(fā)光管，4為揚(yáng)聲器，5為外接放大器插孔，6為音量開關(guān)，7為電源開關(guān)，9為MIDI接口。
附圖2為采取多片通用標(biāo)準(zhǔn)化IC構(gòu)成的本實(shí)用新型一實(shí)施例電原理圖。
附圖2上，顯示器中為組成曲譜字形、符號(hào)的字符點(diǎn)陣顯示器顯示一段曲譜的實(shí)例。
附圖3為組成曲譜圖形、符號(hào)的圖形點(diǎn)陣顯示器一段曲譜的實(shí)例。
本實(shí)用新型附
圖1上鍵盤2鍵上的符號(hào)，有關(guān)曲譜輸入用的符號(hào)，是按簡(jiǎn)譜輸入方式表示的。按五線譜輸入方式時(shí)，一些符號(hào)要改用相應(yīng)的符號(hào)表示。如附
圖1所示第二、三排鍵用于科學(xué)計(jì)算和英文字母輸入，第四一七排鍵每鍵左邊的符號(hào)代表簡(jiǎn)譜輸入的操作意義；每鍵右邊的符號(hào)代表一般計(jì)算的操作意義。數(shù)字0——9字母A——Z在曲譜輸入、計(jì)算、筆記本、檢索、時(shí)鐘等功能中，各有不同用處。
本實(shí)用新型附圖2中，采用單片微處理器U1(80C31)鎖存器U2(74HC373)，程序存貯器U3(27C64)數(shù)據(jù)存貯器U4(62C64)組成帶ROM、RAM的微處理器最小系統(tǒng)。有日歷時(shí)鐘IC，U7(MSM5832)，有數(shù)字音源IC，U6(FMG－2164)，有音頻放大單元8等主要IC及部件。U0(74HC164)做為鍵盤接口電路。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)串行接口接移位寄存器方式構(gòu)成鍵盤電路，U0的串行輸入端A、B，接U1的串行輸出端RXD，而其8根并行輸出線QA——QM與U1的P1.0－P1.4相交組成鍵盤矩陣，LED發(fā)光二極管D1——D5在作為放音時(shí)或作為節(jié)拍器時(shí)顯示節(jié)拍之用。U5(74HC373)作為時(shí)鐘日歷芯片U7(MSM5832)與U1交換信息、數(shù)據(jù)的接口。U7作為本實(shí)用新型的計(jì)時(shí)單元，有年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能，可設(shè)定一年內(nèi)任何時(shí)間的定時(shí)。本實(shí)用新型采用兩種放音方式一種是采用軟件直接生成波形，從U1的P1.7端口送出不同音高頻率的音樂(lè)波形序列，然后直接推動(dòng)達(dá)林頓晶體管T2放大，產(chǎn)生電子音樂(lè)。另一種方式是由數(shù)字音源電路U6(FMG－2164)生成，它能產(chǎn)生5種樂(lè)器音色和4種節(jié)奏音響，包括4個(gè)八度的音程，它的所有功能都由其內(nèi)部各寄存器控制，U1單片微處理器僅用于將控制數(shù)據(jù)寫入各寄存器中，所有音響效果都由U6產(chǎn)生。它工作時(shí)需要1MHz的時(shí)鐘，這由U1內(nèi)部的晶振電路輸出端XTAL2推動(dòng)三極管T1，再由T1推動(dòng)U8內(nèi)雙D觸發(fā)器構(gòu)成的四分頻電路，形成1MHz時(shí)鐘供U6從CL端引入，系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)RESET經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)U6，由IC端復(fù)位。
它們的連接關(guān)系是這樣的U1的P0.0－P0.7與U2的1D－8D，再與U3、U4、U6的D0－D7和U5的1D－4D，6D－8D以及點(diǎn)陣LCD顯示器的DB0－DB7對(duì)應(yīng)連接。U2的2－19與U3、U4的A0－A7對(duì)應(yīng)連接。U1的P2.0－P2.4與U3、U4的A8－A12對(duì)應(yīng)連接。U1的P1.0－P1.4與U0的QA－QM相交組成鍵盤矩陣。U5的1Q－4Q與U7的A0－A3，U5的6Q－8Q與U7的RD、WRHOLD腳對(duì)應(yīng)連接。
在附
圖1所示的LCD顯示器1上，是以簡(jiǎn)譜形式顯示的字符點(diǎn)陣表示一段簡(jiǎn)譜。圖中，最上邊一行表示此曲的基本參數(shù)，即曲譜的調(diào)號(hào)、節(jié)拍、速度和序號(hào)，下面則顯示曲譜本身。附圖3所示的是以五線譜形式顯示的圖形點(diǎn)陣，表示一段五線譜的示例，同前者一樣，圖中都表示了該曲的譜號(hào)、調(diào)號(hào)、節(jié)拍等參數(shù)。當(dāng)有鍵按下時(shí)，判斷是哪一個(gè)鍵盤被按下，然后立即執(zhí)行相應(yīng)的鍵盤處理任務(wù)。具體為鍵盤掃描信號(hào)由U1的RXD端串行送給移位寄存器U0，QA至QM線的電平依次由高變低，同時(shí)依次讀取P1.0－P1.4端的狀態(tài)，以確定用戶按下的是哪個(gè)鍵，系統(tǒng)根據(jù)該鍵確定的任務(wù)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行該任務(wù)，如果該任務(wù)包含顯示工作，則系統(tǒng)通過(guò)U5，將需要顯示的字符編碼和顯示位置編碼送至LCD顯示器數(shù)據(jù)端口DB0－DB7端顯示，其RS、R／W、E端是顯示控制信號(hào)端，V0為顯示對(duì)比度調(diào)節(jié)端。如果所按某鍵具有運(yùn)算處理任務(wù)，則這一切工作由系統(tǒng)組織在U1和U2、U3、U4組成的單片微機(jī)基本系統(tǒng)內(nèi)部完成，然后將結(jié)果轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)信息，再按上述過(guò)程完成顯示。其中U3中存放程序、數(shù)據(jù)、表格；U4中按本實(shí)用新型各個(gè)功能分別存放用戶輸入的參數(shù)、和需要顯示、放音的編碼、數(shù)據(jù)等。若某鍵任務(wù)需要產(chǎn)生音響效果，則系統(tǒng)使U1將用戶輸入的音高、音色、節(jié)奏等數(shù)據(jù)送至U6，由U6完成所有音響效果的輸出，送至揚(yáng)聲器DY發(fā)音。也可按用戶要求，由U1的P1.7端口送出簡(jiǎn)單音色的電子音樂(lè)。本實(shí)用新型的日歷時(shí)間數(shù)據(jù)在U7中運(yùn)行。初次工作時(shí)，由系統(tǒng)指示用戶通過(guò)鍵盤裝入初始參數(shù)，以后它便自動(dòng)運(yùn)行。用戶設(shè)定的參數(shù)、需要定時(shí)的數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)通過(guò)U5的PB0～PB7端口將數(shù)據(jù)輸入，需要讀取時(shí)間參數(shù)時(shí)，由該口讀入U(xiǎn)1，再由系統(tǒng)判斷后，送顯示器顯示。PC3－PC5為讀寫控制信號(hào)。為防止本實(shí)用新型關(guān)機(jī)時(shí)數(shù)據(jù)不致丟失，U4和U7分別加有3V鎳鉻電池加以保護(hù)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于音樂(lè)課的基礎(chǔ)教學(xué)特別有用，可用它作為視唱、練耳教學(xué)的輔助器材，一些典型的練習(xí)曲都可輸入進(jìn)去，學(xué)生自己在家也可使用練習(xí)，能使學(xué)生準(zhǔn)確地掌握節(jié)奏和樂(lè)理知識(shí)。本實(shí)用新型可將節(jié)拍、旋律、曲譜三個(gè)方面都展示在使用者面前，使“樂(lè)”、“譜”、“節(jié)奏”有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，這是以前任何一種袖珍式音樂(lè)器材所不能比擬的。不太懂視唱的人，可以借助它學(xué)會(huì)識(shí)譜，書面文字的樂(lè)曲就變成現(xiàn)實(shí)的音樂(lè)了。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，可靠性好，功能易樣，攜帶方便，適用于各階層的人們普及提高音樂(lè)水平及作為音樂(lè)教學(xué)娛樂(lè)之用。
權(quán)利要求1.一種袖珍多功能音樂(lè)電腦，其特征在于它有點(diǎn)陣式液晶顯示器1，操作鍵盤2，有顯示節(jié)拍的發(fā)光管指示3，有放音揚(yáng)聲器4，有外接放大器插孔5，有MIDI接口9，有音量控制開關(guān)6，它還有由U1(80C31)、U2(74HC373)、U3(27C64)、U4(62C64)組成帶ROM、RAM的微處理器最小系統(tǒng)，有日歷時(shí)鐘ICUv(MSM5832)，有數(shù)字音源ICU6(FMG-2164)和音頻放大單元8；它們的連接關(guān)系是這樣的；U1的P0.6-P6.7與U2的1D-8D，再與U3、U4、U6的D6-D7和U5的1D-4D，6D-8D以及點(diǎn)陣LCD顯示器的DB6-DB7對(duì)應(yīng)連接，U2的2-19與U3、U4的A6-A7對(duì)應(yīng)連接，U1的P2.0-P2.4與U2U4的A3-A12對(duì)應(yīng)連接，U1的P1.6-P1.4與U0QA-QH相交組成鍵盤矩陣，U5的1Q-4Q與U7的A0-A3，U5的6Q-8Q與U7的RD、WR、HOLD腳對(duì)應(yīng)連接。
專利摘要一種袖珍多功能音樂(lè)電腦，屬于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。它有能顯示簡(jiǎn)譜或五線譜、計(jì)算器運(yùn)算、計(jì)時(shí)等多功能的點(diǎn)陣式液晶顯示器1，有能兼做曲譜輸入、運(yùn)算、記事等各項(xiàng)功能使用的鍵盤2，有顯示節(jié)拍的發(fā)光管3，有放音揚(yáng)聲器4及外接放大器插孔5和MIDI接口9，有音量控制開關(guān)6。本實(shí)用新型能存貯的曲譜可達(dá)幾十首，可按曲名或序號(hào)隨意調(diào)出顯示或邊顯邊放音，并有多種音色及打擊樂(lè)音響可供選擇。它兼可做節(jié)拍器、定音器、定時(shí)器、記事本、日歷時(shí)鐘。其計(jì)算器功能是一種多行顯示的計(jì)算器，算式和結(jié)果均可存儲(chǔ)。
文檔編號(hào)G10H1/00GK2123785SQ9220922
公開日1992年12月2日 申請(qǐng)日期1992年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月13日
發(fā)明者馮學(xué)泰 申請(qǐng)人:馮學(xué)泰