專利名稱：單片機校音調(diào)音器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種樂器校音調(diào)音器。
有史以來對鋼琴等弦樂器進行校音和調(diào)音這項工作一直是依靠專業(yè)調(diào)音師憑耳朵的聽力和經(jīng)驗這一傳統(tǒng)方法來進行的，由于人與人之間存在的差異性，音樂素養(yǎng)的高低，以及各人受生理、心理、環(huán)境等諸多因素的影響，每個調(diào)音師都不可能確保對每件樂器進行的校音和調(diào)音音律的高度準(zhǔn)確性。
本實用新型的目的在于提供一種解決人們用耳朵的聽力和經(jīng)驗來判斷和調(diào)整如鋼琴等樂器音律的準(zhǔn)確性的單片機校音調(diào)音器。
為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是單片機控制樂器校音調(diào)音器由單片機、傳感器、運算放大器、液晶顯示器、語音電路、揚聲器、電動機驅(qū)動電路、步進電動機、齒輪減速器、調(diào)音卡頭、傳感器支架、調(diào)音設(shè)定按鍵、復(fù)位按鍵、電源開關(guān)按鍵、穩(wěn)壓電路、電池、控制器外殼組成。
本實用新型的優(yōu)點是1、采用單片機對鋼琴等樂器琴弦產(chǎn)生音頻振動進行精確采集與高速分析計算，并將檢測分析結(jié)果通過液晶顯示器以字符圖形方式進行顯示，并通過揚聲器以語音形式進行輸出，單片機依據(jù)分析檢測結(jié)果控制步進電動機通過齒輪減速器及調(diào)整卡頭等機械裝置自動調(diào)整琴弦的張力，即琴弦發(fā)出音律的高低，因而實現(xiàn)校音與調(diào)音過程的自動化。
2、應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制成的電磁傳感器將琴弦的振動直接轉(zhuǎn)換成為電信號，排除了檢測過程中的諧音、反射音等雜音對聲音檢測產(chǎn)生的干擾。
3、采用石英晶體振蕩器為單片機提供高精度和高穩(wěn)定度時鐘脈沖，確保校音調(diào)音過程的高度準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
4、使用了低功耗集成電路器件，使得單片機校音調(diào)音器具有體積小，能耗低和易于攜帶等特點。


圖1是本實用新型原理方框圖；圖2是本實用新型電路原理圖；圖3是傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是傳感器結(jié)構(gòu)局部放大示意圖；圖5是傳感器支架結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是傳感器支架卡頭盲孔為八角形示意圖；圖7是傳感器支架卡頭盲孔為四邊形示意圖；圖8是調(diào)整器結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是調(diào)整卡頭盲孔為八角形示意圖；圖10是調(diào)整卡頭盲孔為四邊形示意圖；圖11是控制器面板示意圖；圖12是控制器頂部安裝傳感器插孔調(diào)整器插孔示意圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進一步詳細(xì)描述。
由圖1-圖12可知，本實用新型是單片機控制樂器校音調(diào)音器由單片機、傳感器、運算放大器、液晶顯示器、語音電路、揚聲器、電動機驅(qū)動電路、步進電動機、齒輪減速器、調(diào)音卡頭、傳感器支架、調(diào)音設(shè)定按鍵、復(fù)位按鍵、電源開關(guān)按鍵、穩(wěn)壓電路、電池、控制器外殼組成。
所述傳感器1中磁芯2兩端突出于金屬殼4表面。
所述電機驅(qū)動電路IC3輸出端01、02、03、04通過接口16與步進電動機17線圈L1、L2、L3、L4對應(yīng)連接，單片機IC1接口P14與按鍵14相連接，單片機IC1接口P15與按鍵15相連接，三極管BG1集電極與按鍵11相連接，按鍵11另一端與電池E正極相連接，三極管BG1集電極與電阻R9一端相連接，電阻R9另一端與電池E正極相連接，單片機IC1接口P16與電阻R12相連接，電阻R12另一端與三極管BG1基極相連接，三極管BG1基極與按鍵12相連接，傳感器1安裝在插座8前端，插座8與蛇形管18一端相連接，蛇形管18另一端與彎架19一端相連接，彎架19另一端與固定卡頭20相連接，固定卡頭20另一端開設(shè)有八角形盲孔，步進電動機17轉(zhuǎn)軸與齒輪減速器21高速輸入轉(zhuǎn)軸相連接，齒輪減速器21低速輸出轉(zhuǎn)軸與琴弦調(diào)音卡頭23相連接，琴弦調(diào)音卡頭23一端開設(shè)有八角形盲孔。
所述的傳感器1內(nèi)設(shè)置的磁芯2兩端之間留有縫隙7。
所述的在傳感器支架組件中固定卡頭20一端開設(shè)的盲孔為四邊形。
所述的在調(diào)音卡頭23一端開設(shè)的盲孔為四邊形。
所述的在控制器外殼25頂端設(shè)置有傳感器連接插座10。
所述的在控制器外殼25頂端設(shè)置有步進電動機連接插座16。
所述的控制器外殼25前面板上設(shè)有復(fù)位按鍵15，調(diào)音設(shè)定按鍵13、14。
所述的在控制器外殼25前面板上設(shè)置有電源接通按鍵11與電源關(guān)斷按鍵12。
所述的在控制器外殼25前面板上設(shè)置有液晶顯示器顯示窗口23。
所述的在控制器外殼25前面板上設(shè)有揚聲器傳音孔24。
在傳感器1中安裝有磁芯2，在磁芯2上繞制有電磁線圈3，磁芯2與電磁線圈3封裝在金屬殼4中，電磁絲圈3兩端經(jīng)插頭5、插座8、插頭9、插座10、電容C1、電阻R1與運算放大器F1輸入端相連接，運算放大器F1輸出端與電容C3相連接，電容C3與電阻R5相連接，電阻R5與運算放大器F2輸入端相連接，運算放大器F2輸出端與單片機IC1接口INTO相連接，單片機IC1接口P10、P11、P12、P13與語音電路IC2輸入端相連接，語音電路IC2輸出端與揚聲器YS相連接，單片機IC1接口P0.0與液晶顯示器YJ的RS端相連接，單片機IC1接口P0.1與液晶顯示器YJ的R/W端相連接，單片機IC1接口P02與液晶顯示器YJ的E端相連接，單片機IC1接口P04、P05、P06、P07與液晶顯示器YJ的DB4、DB5、DB6、DB7端對應(yīng)連接，單片機IC1接口P20、P21、P22、P23與電機驅(qū)動電路IC3輸入端I1、I2、I3、14對應(yīng)連接，電機驅(qū)動電路IC3輸出端01、02、03、04通過接口16與步進電動機17線圈L1、L2、L3、L4對應(yīng)連接，單片機IC1接口P14與按鍵14相連接，單片機IC1接口P15與按鍵15相連接，三極管BG1集電極與按鍵(11)相連接，按鍵11另一端與電池E正極相連接，三極管BG1集電極與電阻R9一端相連接，電阻R9另一端與電池E正極相連接，單片機IC1接口P16與電阻R12相連接，電阻R12另一端與三極管BG1基極相連接，三極管BG1基極與按鍵12相連接，傳感器1安裝在插座8前端，插座8與蛇形管18一端相連接，蛇形管18另一端與彎架19一端相連接，彎架19另一端與固定卡頭20相連接，固定卡頭20另一端開設(shè)有八角形盲孔，步進電動機17轉(zhuǎn)軸與齒輪減速器21高速輸入轉(zhuǎn)軸相連接，齒輪減速器21低速輸出轉(zhuǎn)軸與琴弦調(diào)音卡頭23相連接，琴弦調(diào)音卡頭23一端開設(shè)有八角形盲孔。
本實用新型的工作原理在對弦樂器進行校音和調(diào)音時，將傳感器支架上的固定卡頭插在琴弦調(diào)整柱上，使傳感器磁芯端面與被測琴弦相距1-2毫米，按下調(diào)音校音器外殼26上的按鍵11接通調(diào)音器電源，通過調(diào)音校音器外26上的按鍵20和21，設(shè)定所要調(diào)整琴弦的標(biāo)準(zhǔn)音律，將琴弦調(diào)整機構(gòu)上的調(diào)音卡頭23開有八角形盲孔的一端插到所要調(diào)音的琴弦調(diào)整柱上，然后敲擊琴弦使其振動發(fā)聲，由于琴弦的振動，使得傳感器1中的磁芯2兩端與琴弦之間的距離隨琴弦的振動不斷變化，從而引起磁芯2中磁感應(yīng)強度的相應(yīng)變化，由電磁感應(yīng)原理可知繞在磁芯2上的電磁線圈3中會產(chǎn)生與琴弦振動頻率相一致的感應(yīng)電動勢，即交流電信號，在電磁線圈3兩端產(chǎn)生的電信號經(jīng)插頭S和插座8和屏蔽導(dǎo)線L和電容C1及電阻R1傳送到運算放大器F1的反相輸入端，經(jīng)過運算放大器F1放大后的電信號通過電容C3及電阻R5傳送到運算放大器F2的反相輸入端，經(jīng)過運算放大器F2放大后的電信號傳送到單片機IC1的INTO端口，單片機IC1對運算放大器F2輸出的電信號進行定時采集，并且把所采集的音階數(shù)據(jù)與存儲在單片機IC1內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)音階數(shù)據(jù)進行比較分析，單片機IC1將比較分析的結(jié)果通過數(shù)據(jù)接口P04、P05、P06、P07傳送到液晶顯示器YJ的DB04、DB05、DB06、DB07輸入端，將檢測結(jié)果以字符圖形方式進行顯示，單片機IC1通過數(shù)據(jù)接口P10、P11、P12端將檢測數(shù)據(jù)傳送到語音電路IC2的輸入端，語音電路IC2驅(qū)動揚聲器YS以語音形式輸出單片機IC1的檢測結(jié)果，同時單片機1C1依據(jù)檢測結(jié)果，通過數(shù)據(jù)接口P20、P21、P22、P23將控制信號送到電機驅(qū)動電路IC3的I1、I2、I3、I4輸入端，電機驅(qū)動電路IC3通過01、02、03、04輸出端控制步進電動機17中繞組L1、L2、L3、L4的通電順序，使得步進電機17轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)角度隨單片機IC1輸出的控制信號而定，由步進電機17轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的角位移通過齒輪減速器21和調(diào)音卡頭23，帶動琴弦調(diào)音柱隨之轉(zhuǎn)動，從而改變了被調(diào)音琴弦張力的大小，即改變了被調(diào)琴弦音律的高低，實現(xiàn)了由單片機對琴弦音頻振動檢測，對檢測的數(shù)據(jù)進行比較分析，進行字符圖形顯示及語音輸出，并控制機械裝置對琴弦音律自動校準(zhǔn)的整個過程進行自動控制。
在一次調(diào)音過程結(jié)束以后，單片機IC1進入延時等待狀態(tài)，單片機IC1在延時等待過程結(jié)束后，將自動斷開單片機校音調(diào)音器的供電電路，使得單片機校音調(diào)音器處于停電狀態(tài)，以節(jié)省電池的電能消耗，在單片機IC1進入延時等待期間，可以按動控制器械5表面的按鍵15，控制校音調(diào)音器進行新一輪的校音與調(diào)音過程，也可以按動控制器25表面的電源關(guān)斷按鍵12，關(guān)斷單片機校音調(diào)音器的電源，結(jié)束校音調(diào)音工作。
權(quán)利要求1.一種單片機控制樂器校音調(diào)音器，由單片機、傳感器、運算放大器組成，其特征在于單片機控制樂器校音調(diào)音器由單片機、傳感器、運算放大器、液晶顯示器、語音電路、揚聲器、電動機驅(qū)動電路、步進電動機、齒輪減速器、調(diào)音卡頭、傳感器支架、調(diào)音設(shè)定按鍵、復(fù)位按鍵、電源開關(guān)按鍵、穩(wěn)壓電路、電池、控制器外殼組成。
2.按照權(quán)利要求1所述的單片機控制樂器校音調(diào)音器，其特征在于傳感器(1)中設(shè)置的磁芯(2)兩端突出于金屬殼(4)表面。
3.按照權(quán)利要求1所述的單片機控制樂器校音調(diào)音器，其特征在于所述電機驅(qū)動電路IC3輸出端01、02、03、04通過接口(16)與步進電動機(17)線圈L1、L2、L3、L4對應(yīng)連接，單片機IC1接口P14與按鍵(14)相連接，單片機IC1接口P15與按鍵(15)相連接，三極管BG1集電極與按鍵(11)相連接，按鍵(11)另一端與電池E正極相連接，三極管BG1集電極與電阻R9一端相連接，電阻R9另一端與電池E正極相連接，單片機IC1接口P16與電阻R12相連接，電阻R12另一端與三極管BG1基極相連接，三極管BG1基極與按鍵(12)相連接，傳感器(1)安裝在插座(8)前端，插座(8)與蛇形管(18)一端相連接，蛇形管(18)另一端與彎架(19)一端相連接，彎架(19)另一端與固定卡頭(20)相連接，固定卡頭(20)另一端開設(shè)有八角形盲孔，步進電動機(17)轉(zhuǎn)軸與齒輪減速器(21)高速輸入轉(zhuǎn)軸相連接，齒輪減速器(21)低速輸出轉(zhuǎn)軸與琴弦調(diào)音卡頭(23)相連接，琴弦調(diào)音卡頭(23)一端開設(shè)有八角形盲孔。
4.按照權(quán)利要求1所述的單片機控制校音調(diào)音器，其特征在于傳感器(1)、磁芯(2)兩端之間留有縫隙(7)。
5.按照權(quán)利要求1所述的單片機控制校音調(diào)音器，其特征在于在傳感器支架組件中固定卡頭(20)一端開設(shè)的盲孔為四邊形。
6.按照權(quán)利要求1所述的單片機校音調(diào)音器，其特征在于在調(diào)音卡頭(23)一端開設(shè)的盲孔為四邊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機校音調(diào)音器，其特征在于在控制器外殼(25)頂端設(shè)置有傳感器連接插座(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機校音調(diào)音器，其特征在于在控制器外殼(25)頂端設(shè)置有步進電動機連接插座(16)。
9.按照權(quán)利要求1所述的單片機校音調(diào)音器，其特征在于控制器外殼(25)前面板上設(shè)有復(fù)位按鍵(15)，調(diào)音設(shè)定按鍵(13)、(14)。
10.按照權(quán)利要求1所述的單片機校音調(diào)音器，其特征在于在控制器外殼(25)前面板上設(shè)置有電源接通按鍵(11)與電源關(guān)斷按鍵(12)。
11.按照權(quán)利要求1所述的單片機校音調(diào)音器，其特征在于在控制器外殼(25)前面板上設(shè)置有液晶顯示器顯示窗口(23)。
12.按照權(quán)利要求1所述的單片機校音調(diào)音器，其特征在于在控制器外殼(25)前面板上設(shè)有揚聲器傳音孔(24)。
專利摘要本實用新型涉及一種樂器校音調(diào)音器,它是單片機控制樂器校音調(diào)音器由單片機、傳感器、運算放大器、液晶顯示器、語音電路、揚聲器、電動機驅(qū)動電路、步進電動機、齒輪減速器、調(diào)音卡頭、傳感器支架、調(diào)音設(shè)定按鍵、復(fù)位按鍵、電源開關(guān)按鍵、穩(wěn)壓電路、電池、控制器外殼組成,本裝置可用于鋼琴、揚琴等弦樂器的校音與調(diào)音,使用方便,操作簡單。
文檔編號G10G7/00GK2398707SQ9922491
公開日2000年9月27日 申請日期1999年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月24日
發(fā)明者甘永光 申請人:甘永光