CN108648738B - 电子琴的集成电路 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电子琴技术领域，提供了一种电子琴的集成电路。所述电路包括：频率模块，向按键模块发送时钟频率，向声音模块和输出模块提供基准频率；按键模块，根据用户输入的预设声音指令向声音模块发送预设声音码，向控制模块发送键入信号；输出模块，将基准频率进行分频得到第一频率并输出给控制模块；控制模块，根据第一频率和键入信号向输出模块发送声音输出信号；声音模块，根据基准频率将预设声音码转换为预设声音信号并发送给输出模块；输出模块将预设声音信号转换为预设声音，根据声音输出信号输出预设声音。上述电子琴的集成电路能够有效控制每个琴键对应的发声时长，提高电子琴的音质，且电路结构简单，降低电子琴的成本。

Description

电子琴的集成电路

技术领域

本发明属于电子琴技术领域，尤其涉及一种电子琴的集成电路。

背景技术

电子琴又称作电子键盘。电子琴的发音音量可以自由调节，音域较宽，和声丰富，甚至可以演奏出一个管弦乐队的效果，奏出常规乐器所无法发出的声音，由于电子琴的种种优点，21世纪电子琴事业迅速发展，电子琴的各项功能日趋完善。但是，目前的电子琴的集成电路中，电路器件复杂，使得电子琴发音的音质不高，成本也较高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电子琴的集成电路，以解决现有技术中电子琴电路复杂、发音的音质不高的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种电子琴的集成电路，包括：频率模块、按键模块、控制模块、声音模块和输出模块；

所述频率模块，分别与所述按键模块、所述声音模块和所述输出模块连接，用于向所述按键模块输出时钟频率，向所述声音模块和所述输出模块输出基准频率；

所述按键模块，与所述控制模块和所述声音模块连接，用于根据用户输入的预设声音指令向所述声音模块发送预设声音码，并向所述控制模块发送键入信号；

所述输出模块，与所述控制模块连接，用于将所述基准频率进行分频得到第一频率，并将所述第一频率输出给所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述第一频率和所述键入信号向所述输出模块发送声音输出信号；

所述声音模块，与所述输出模块连接，用于根据所述基准频率将所述预设声音码转换为预设声音信号，并向所述输出模块发送所述预设声音信号；

所述输出模块还用于将所述预设声音信号转换为预设声音，并根据所述声音输出信号输出所述预设声音。

可选的，所述频率模块包括：频率输入端、时钟输出端和频率输出端；

所述频率模块的时钟输出端与所述按键模块连接，所述频率模块的频率输出端分别与所述声音模块和所述输出模块连接；

所述频率模块的频率输入端用于接收外部振荡频率；所述频率模块将所述外部振荡频率分频为所述时钟频率和所述基准频率；

所述频率模块的时钟输出端用于向所述按键模块输出所述时钟频率；

所述频率模块的频率输出端用于向所述声音模块和所述输出模块输出所述基准频率。

可选的，所述电子琴的集成电路还包括：为所述频率模块提供所述外部振荡频率的振荡模块；

所述振荡模块与所述频率模块的频率输入端连接。

可选的，所述控制模块还与所述频率模块连接，用于向所述按键模块和所述频率模块发送启动信号；

所述控制模块包括：第一信号输入端、第二信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端；

所述控制模块的第一信号输入端与所述按键模块连接，所述控制模块的第二信号输入端与所述输出模块连接，所述控制模块的第一信号输出端与所述按键模块和所述频率模块连接，所述控制模块的第二信号输出端与所述输出模块连接；

所述控制模块的第一信号输入端用于接收所述键入信号；

所述控制模块的第二信号输入端用于接收所述第一频率；

所述控制模块的第一信号输出端用于向所述按键模块和所述频率模块发送启动信号；

所述控制模块的第二信号输出端用于向所述输出模块发送所述声音输出信号。

可选的，所述按键模块包括时钟输入端、信号输出端和声音码输出端；

所述按键模块的时钟输入端与所述频率模块的时钟输出端连接，所述按键模块的信号输出端与所述控制模块的第一信号输入端连接，所述按键模块的声音码输出端与所述声音模块连接；

所述按键模块还包括：按键控制单元和声音码生成单元；

所述按键控制单元，时钟输入端与所述按键模块的时钟输入端连接，信号输出端与所述按键模块的信号输出端连接，声音码输出端与所述声音码生成单元的声音码输入端连接，用于根据用户输入向所述声音码生成单元发送所述预设声音指令，向所述控制模块发送所述键入信号；

所述声音码生成单元，时钟输入端与所述按键控制单元的信号输出端连接，输出端与所述按键模块的声音码输出端连接，用于根据所述预设声音指令向所述声音模块发送预设声音码。

可选的，所述控制模块包括：启动控制单元和声音控制单元；

所述启动控制单元，第一输入端与所述控制模块的第一信号输入端连接，第二输入端与所述控制模块的第二信号输入端连接，输出端与所述控制模块的第一信号输出端连接，用于向所述按键模块和所述频率模块发送启动信号；

所述声音控制单元，第一输入端与所述控制模块的第一信号输入端连接，第二输入端与所述控制模块的第二信号输入端连接，输出端与所述控制模块的第二信号输出端连接，用于向所述输出模块发送所述声音输出信号。

可选的，所述启动控制单元包括：触发器、第一与非门、第二与非门、第三与非门、第四与非门、第一非门、第二非门和第三非门；

所述触发器的第一输入端和第二输入端均与所述启动控制单元的第二输入端连接，所述触发器的第三输入端通过所述第一非门与所述启动控制单元的第二输入端连接，所述触发器的输出端与所述第一与非门的第一输入端连接，所述触发器的复位端通过所述第二非门与所述第四与非门的输出端连接；

所述第一与非门的第二输入端与所述第二与非门的输出端连接，所述第一与非门的第三输入端与所述第三与非门的第一输入端连接，所述第一与非门的输出端与所述第二与非门的第一输入端连接；

所述第二与非门的第二输入端通过所述第三非门与所述启动控制单元的第一输入端连接；

所述第三与非门的第二输入端与所述第二与非门的输出端连接，所述第三与非门的输出端与所述启动控制单元的输出端连接；

所述第四与非门的第一输入端与所述第二与非门的第二输入端连接。

可选的，所述声音控制单元包括：第五与非门、第六与非门、第四非门和第五非门；

所述第五与非门的第一输入端与所述第六与非门的输出端连接，所述第五与非门的第二输入端通过所述第四非门与所述声音控制单元的第一输入端连接，所述第五与非门的输出端通过所述第五非门与所述声音控制单元的输出端连接，所述第五与非门的输出端还与所述第六与非门的第二输入端连接；

所述第六与非门的第一输入端与所述声音控制单元的第二输入端连接。

可选的，所述电子琴的集成电路还包括：

对所述预设声音码进行解码的解码模块，还用于将解码后的所述预设声音码发送给所述声音模块；

所述按键模块通过所述解码模块与所述声音模块连接。

本发明实施例的第二方面提供了一种电子琴，包括琴架、琴键和发声装置，还包括与琴键和发声装置连接的如上述实施例第一方面提供的任意一种所述的电子琴的集成电路。

本发明实施例中电子琴的集成电路与现有技术相比的有益效果在于：通过频率模块向按键模块发送时钟频率，向声音模块和输出模块提供基准频率；按键模块根据用户输入的预设声音指令向声音模块发送预设声音码，向控制模块发送键入信号；输出模块将基准频率进行分频得到第一频率并输出给控制模块；控制模块再根据第一频率和键入信号向输出模块发送声音输出信号；声音模块根据基准频率将预设声音码转换为预设声音信号并发送给输出模块；最后输出模块将预设声音信号转换为预设声音，根据声音输出信号输出预设声音，有效控制每个琴键对应的发声时长，提高了电子琴的音质，且电路结构简单，降低电子琴的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电子琴的集成电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种电子琴的集成电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的控制模块的电路结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种触发器的电路结构示意图；

图5为本发明实施例提供的声音模块的电路示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种触发器的电路示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

参见图1，本发明实施例提供的一种电子琴的集成电路，包括频率模块100、按键模块200、控制模块300、声音模块400和输出模块500。

频率模块100分别与按键模块200、声音模块400和输出模块500连接。频率模块100用于向按键模块200输出时钟频率，向声音模块400和输出模块500输出基准频率。

按键模块200与控制模块300和声音模块400连接。按键模块200用于根据用户输入的预设声音指令向声音模块400发送预设声音码，并向控制模块300发送键入信号。

输出模块500与控制模块300连接。输出模块500将基准频率进行分频得到第一频率，并将所述第一频率输出给控制模块300。

控制模块300用于根据所述第一频率和所述键入信号向输出模块500发送声音输出信号。

声音模块400与输出模块500连接。声音模块400根据所述基准频率将所述预设声音码转换为预设声音信号，并向输出模块500发送所述预设声音信号。

输出模块500还用于将所述预设声音信号转换为预设声音，并根据所述声音输出信号输出预设声音。

上述电子琴的集成电路，频率模块100向按键模块200发送时钟频率，向声音模块400和输出模块500提供基准频率；按键模块200根据用户输入的预设声音指令向声音模块400发送预设声音码，向控制模块300发送键入信号；输出模块500将基准频率进行分频得到第一频率并输出给控制模块300；控制模块300再根据第一频率和键入信号向输出模块500发送声音输出信号；声音模块400根据基准频率将预设声音码转换为预设声音信号并发送给输出模块500；最后输出模块500将预设声音信号转换为预设声音，根据声音输出信号输出预设声音，有效的控制了每个琴键对应的发声时长，提高了电子琴的音质，且电路结构简单，降低电子琴的成本

进一步地，一个实施例中，频率模块100包括：频率输入端、时钟输出端和频率输出端。

频率模块100的时钟输出端与按键模块200连接，频率模块100的频率输出端分别与声音模块400和输出模块500连接。

其中，频率模块100的频率输入端用于接收外部振荡频率OSCO。

可选的，频率模块100还用于将所述外部振荡频率分频为所述时钟频率KCLK和所述基准频率H75K。

频率模块100的时钟输出端用于向按键模块200输出所述时钟频率KCLK。

频率模块100的频率输出端用于向声音模块400和输出模块500输出所述基准频率H75K。

可选的，频率模块100包括多个二分频器ZTR。所述二分频器ZTR依次连接，将接收的所述外部振荡频率OSCO进行分频，得到所述时钟频率KCLK和所述基准频率H75K。所述时钟频率KCLK为按键模块200提供时钟信号。

可选的，基准频率H75K的频率为75KHz。

参见图4，本实施例提供的一种触发器的电路结构示意图。可选的，所述二分频器ZTR的内部电路结构为图4触发器的电路。所述二分频器ZTR包括第一CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)管I0、第二CMOS管I1、第三CMOS管I5、非门I2、非门I4、与非门I3、第一N-MOS(Negative channel Metal OxideSemiconductor，N型金属氧化物半导体)管M1、第二N-MOS管M0、第三N-MOS管M2、第一P-MOS(positive channel Metal Oxide Semiconductor，p型金属氧化物半导体)管M3、第二P-MOS管M4、第三P-MOS管M5。

第一CMOS管I0的源极S作为二分频器ZTR的输入端，第一CMOS管I0的栅极GP和GN作为时钟信号输入端，第一CMOS管I0的漏极D通过非门I2与第二CMOS管I1的源极S连接。

第二CMOS管I1的栅极GP和GN作为时钟信号输入端，第二CMOS管I1的漏极D与与非门I3的第一输入端连接，第二CMOS管I1的漏极D还与第三CMOS管I5的源极S连接。

与非门I3的第二输入端作为二分频器ZTR的复位端，与非门I3的输出端作为二分频器ZTR的正输出端，与非门I3的输出端还通过非门I4与第三CMOS管I5的漏极D连接。第三CMOS管I5的漏极D作为二分频器ZTR的负输出端。

第一N-MOS管M1的漏极与第二N-MOS管M0的源极连接，第一N-MOS管M1的栅极作为时钟输入端。

第二N-MOS管M0的漏极与第三N-MOS管M2的源极连接，第二N-MOS管M0的栅极与第一P-MOS管M3的栅极连接，第二N-MOS管M0的栅极作为二分频器ZTR的复位端。

第三N-MOS管M2的栅极与第二CMOS管I1的源极S连接，还与第二P-MOS管M4的栅极连接，第三N-MOS管M2的漏极分别与第一P-MOS管M3的源极和第二P-MOS管M4的源极连接，第三N-MOS管M2的栅极与。

第一P-MOS管M3的漏极和第二P-MOS管M4的漏极均与第三P-MOS管M5的源极连接，第三P-MOS管M5的栅极作为二分频器ZTR的时钟输入端。

所述二分频器ZTR电路使分频电路的频率输出更加稳定，电路结构简单，节约成本。

应理解，上述对频率模块100的描述仅是对频率模块100的举例说明，并不是对频率模块100的限定，频率模块100的具体电路结构可以由分频器组成的分频电路，也可以是实现相关功能的其他可以直接输出频率的电子器件等。

进一步地，参见图2，一个实施例中，所述电子琴的集成电路还包括：为频率模块100提供所述外部振荡频率OSCO的振荡模块600。

振荡模块600与频率模块100的频率输入端连接。

振荡模块600还接受控制模块300的启动信号OSCEN。当启动信号OSCEN低电平时，振荡模块600停止工作，无法产生振荡频率OSCO；当启动信号OSCEN为高电平时，振荡模块600振荡产生振荡频率OSCO。可选的，振荡频率OSCO的频率为150K Hz。

本实施例对振荡模块600的具体结构不做限定，可以是振荡器等电子器件，也可以是实现相关功能的振荡电路等。

进一步地，参阅图2和图3，一个实施例中，控制模块300还与频率模块100连接，用于向按键模块200和频率模块100发送启动信号。

可选的，控制模块300包括：第一信号输入端、第二信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端。

控制模块300的第一信号输入端与按键模块200连接，控制模块300的第二信号输入端与输出模块500连接，控制模块300的第一信号输出端与按键模块200和频率模块100连接，控制模块300的第二信号输出端与输出模块500连接。

其中，控制模块300的第一信号输入端用于接收所述键入信号KST和KYN；控制模块300的第二信号输入端用于接收所述第一频率H1和H25；控制模块300的第一信号输出端用于向按键模块200和频率模块100发送启动信号OSCEN；控制模块300的第二信号输出端用于向输出模块500发送声音输出信号EN。

所述第一频率H1决定了按键按下持续发声的时长，即控制模块300根据所述第一频率H1得到声音输出信号EN，声音输出信号EN控制输出模块500发出某个音节以及发出此音节的时间。

可选的，控制模块300的第一信号输出端还用于向振荡模块600和解码模块700发送启动信号OSCEN。

可选的，控制模块300包括：启动控制单元310和声音控制单元320。

启动控制单元310的第一输入端与控制模块300的第一信号输入端连接，启动控制单元310的第二输入端与控制模块300的第二信号输入端连接，启动控制单元310的输出端与控制模块300的第一信号输出端连接.

启动控制单元310用于向按键模块200和频率模块100发送启动信号OSCEN。

声音控制单元320的第一输入端与控制模块300的第一信号输入端连接，声音控制单元320的第二输入端与控制模块300的第二信号输入端连接，声音控制单元320的输出端与控制模块300的第二信号输出端连接。

声音控制单元320用于向输出模块500发送所述声音输出信号EN。

可选的，参见图3，启动控制单元310包括：触发器ZDR1、第一与非门I33、第二与非门I32、第三与非门I35、第四与非门I29、第一非门I49、第二非门I30和第三非门I55。

触发器ZDR1的第一输入端D和第二输入端CKB均与启动控制单元310的第二输入端连接，触发器ZDR1的第三输入端CK通过第一非门I49与启动控制单元310的第二输入端连接，触发器ZDR1的输出端Q与第一与非门I33的第一输入端连接，触发器ZDR1的复位端R通过第二非门I30与第四与非门I29的输出端连接。

第一与非门I33的第二输入端与第二与非门I32的输出端连接，第一与非门I33的第三输入端与第三与非门I35的第一输入端连接，第一与非门I33的输出端与第二与非门I32的第一输入端连接。

第二与非门I32的第二输入端通过第三非门I55与启动控制单元310的第一输入端连接。

第三与非门I35的第二输入端与第二与非门I32的输出端连接，第三与非门I35的输出端与启动控制单元310的输出端连接。

第四与非门I29的第一输入端与第二与非门I32的第二输入端连接。

可选的，启动控制单元310还包括第六非门I52。

启动控制单元310的控制端与外部控制键KEY连接，即控制模块300的控制端与外部控制键KEY连接，外部控制键KEY用于根据用户输入控制控制模块300工作。外部控制键KEY通过第六非门I52与第三与非门I35的第一输入端连接。本实施例对外部控制键KEY的个数不做限定。

具体的，外部控制键接地时，使启动信号OSCEN为低电平，整个集成电路停止工作，外部控制键KEY悬空时控制模块300的电路开启。当按键模块200的按键被用户按下时，所述键入信号KYN高电平，启动信号OSCEN为高电平并输出给频率模块100、振荡模块600、按键模块200和解码模块700，振荡模块600以及整个集成电路开始工作；当被按下的按键松开，触发器ZDR1的输出端Q端输出高电平，使启动信号OSCEN输出为低电平，振荡模块600以及整个集成电路停止工作。

可选的，声音控制单元320包括：第五与非门I66、第六与非门I36、第四非门I37和第五非门I38。

第五与非门I66的第一输入端与第六与非门I36的输出端连接，第五与非门I66的第二输入端通过所述第四非门I37与声音控制单元320的第一输入端连接，第五与非门I66的输出端通过第五非门I38与声音控制单元320的输出端连接，第五与非门I66的输出端还与第六与非门I36的第二输入端连接。

第六与非门I36的第一输入端与声音控制单元320的第二输入端连接。

具体的，如图3，所述键入信号KST、第一频率H1和上电复位信号POR进入声音控制单元320电路后生成声音输出信号EN，声音输出信号EN控制输出模块500有无音节输出，当按键模块200有按键按下时，声音输出信号EN为高电平，输出模块500输出音节，从按键按下开始，预设时长后，第一频率H1变为高电平，声音输出信号EN变为低电平，输出模块500停止输出音节，即根据第一频率H1控制输出模块500的音节输出时长。本实施例对所述预设时长不做限定。

可选的，控制模块300还包括第三信号输入端。控制模块300的第三信号输入端与频率模块100的频率输出端连接，用于接收频率模块100的基准频率H75K。

可选的，参见图3，控制模块300还包括复位单元330。

复位单元330的第一输入端与控制模块300的第一信号输入端连接，复位单元330的第二输入端与控制模块300的第三信号输入端连接，复位单元330的输出端与控制模块300的第二信号输出端连接。

复位单元330向输出模块500发送复位信号KRE，输出模块500根据复位信号KRE复位。

可选的，复位单元330包括第七与非门I40、第八与非门I41和第六非门I42。

第七与非门I40的第一输入端与复位单元330的第一输入端连接，第七与非门I40的第二输入端与复位单元330的第二输入端连接，第七与非门I40的输出端与第八与非门I41的第一输入端连接。

第八与非门I41的输出端通过第六非门I42与复位单元330的输出端连接。

具体的，由图3的复位单元330的电路可知，键入信号KST、基准频率H75K和上电复位信号POR组合复位信号KRE，复位信号KRE用于当有按键按下时，即接收到键入信号KST后，向输出模块500发送复位信号KRE，使输出模块500的电路进行复位并接受当前发送给输出模块500的声音输出信号EN。

可选的，控制模块300还与外部电源连接，根据外部电源的频率信号生成上电复位信号POR。控制模块300还用于将上电复位信号POR发送给频率模块100、按键模块200和声音模块400。

上述控制模块300，根据第一频率H1和键入信号KST向输出模块500发送声音输出信号，使输出模块500根据声音输出信号输出预设声音，有效控制每个琴键对应的发声时长，提高了电子琴的音质，同时控制模块300还为振荡模块600、按键模块200、频率模块100以及声音模块400提供上电复位信号POR，有效的控制了各模块的电路的开启和关闭，进而有效控制每个按键对应的发声顺序。

进一步的，参阅图2，一个实施例中，按键模块200包括时钟输入端、信号输出端和声音码输出端。

按键模块200的时钟输入端与频率模块100的时钟输出端连接，按键模块200的信号输出端与控制模块300的第一信号输入端连接，按键模块200的声音码输出端与声音模块400连接。

可选的，按键模块200还包括：按键控制单元210和声音码生成单元220。

按键控制单元210的时钟输入端与按键模块200的时钟输入端连接，按键控制单元210的信号输出端与按键模块200的信号输出端连接，按键控制单元210的声音码输出端与声音码生成单元220的声音码输入端连接。

按键控制单元210用于根据用户输入向声音码生成单元220发送所述预设声音指令，向控制模块300发送所述键入信号KYN和KST。

声音码生成单元220的时钟输入端与按键控制单元210的信号输出端连接，声音码生成单元220输出端与按键模块200的声音码输出端连接。

声音码生成单元220用于根据所述预设声音指令向声音模块400发送预设声音码。

具体的，按键控制单元210电路中，当用户键入第N按键时，则按键模块200向控制模块300输出键入信号KYN，同时用户键入第N-1按键，按键模块200内的按键优先级电路会使第N-1按键不会有电平变化，即在第N按键按下的同时如果第N-1按键也按下，第N-1按键是不起作用的，即第N按键拥有最高优先级，然后从第N-1按键一直到第一按键，优先级依次降低。

可选的，声音码生成单元220包括多个触发器ZDR。每个触发器ZDR依次连接，且每个触发器ZDR的输入端均与每个按键连接，键入信号KST和振荡频率OSCO进行逻辑组合后作为每个触发器ZDR的时钟输入端。当用户键入某一按键时，按键的输出端向每个触发器ZDR的输入端输入高电平，每个触发器ZDR的输出端输出高电平或低电平，每个触发器ZDR输出的高电平或低电平组成二进制码，即生成预设声音码，每个预设声音码都对应一个二进制数。

其中，所述触发器ZDR的内部电路与触发器ZTR的电路结构相同，使输出的信号更加稳定，同时电路简单，节约成本。

可选的，按键控制单元210还包括N个MOS管组。MOS管组与按键组成按键子单元。各按键子单元的MOS管的漏极均与每个触发器ZDR的输入端连接。每个MOS管组包括两个MOS管，两个MOS管并联。每个MOS管组依次连接，每个按键的输出端均与对应的按键子单元中的MOS管组的源极和栅极连接。N组MOS管均用于放大对应按键的键入信号。

示例性的，声音码生成单元220包括4个触发器ZDR，每个触发器的输出端输出码为A[1]至A[4]，按键个数为15，依次为K1至K15，则每个按键对应的二进制数以及包括的MOS管组数可参见表1，所述二进制数即为预设声音码。其中Y代表需要一组MOS管，N代表不需要MOS管。例如，K1键对应的按键子单元需要输出4个低电平，即需要4组MOS管；K8键对应的按键子单元需要输出1个低电平，即需要1组MOS管。

表1各按键与二进制数及MOS管组数对应表

	K1	K2	K3	K4	K5	K6	K7	K8	K9	K10	K11	K12	K13	K14	K15
																次序	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
计数	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
																二进制	0000	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111	1000	1001	1010	1011	1100	1101	1110
A[1]分解	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0
																A[2]分解	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1
A[3]分解	0	0	0	0	1	1	1	1	0	0	0	0	1	1	1
																A[4]分解	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1
A[1]NMOS	Y	N	Y	N	Y	N	Y	N	Y	N	Y	N	Y	N	Y
																A[2]NMOS	Y	Y	N	N	Y	Y	N	N	Y	Y	N	N	Y	Y	N
A[3]NMOS	Y	Y	Y	Y	N	N	N	N	Y	Y	Y	Y	N	N	N
																A[4]NMOS	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y	N	N	N	N	N	N	N

应理解，本实施例仅是对按键模块200的举例说明，并不是对按键模块结构的限定。按键模块200可以根据电子琴的按键数量或电子琴的声音数量决定选取触发器ZDR的数量，根据按键数量对应的二进制数决定MOS管的组数。

上述实施例中，按键模块200根据用户输入的预设声音指令向声音模块400发送预设声音码，向控制模块300发送键入信号，有效控制每个琴键发声顺序，提高每个按键对应的发声质量。

进一步地，参见图5，一个实施例中，声音模块400包括第一触发器ZSR1、第二触发器ZSR2、第三触发器ZSR3、第四触发器ZSR4、第五触发器ZSR5、第六触发器ZSR6、第七触发器ZSR7、第一或非门I14、与非门I19、非门I16、非门I17、非门I21、非门I22、非门I23、非门I24和触发器ZTR1。

具体的，参见图5，第一触发器ZSR1的时钟端CK、第二触发器ZSR2的时钟端CK、第三触发器ZSR3的时钟端CK、第四触发器ZSR4的时钟端CK、第五触发器ZSR5的时钟端CK、第六触发器ZSR6的时钟端CK和第七触发器ZSR7的时钟端CK均接受基准频率H75K，第一触发器ZSR1的时钟端CKB、第二触发器ZSR2的时钟端CKB、第三触发器ZSR3的时钟端CKB、第四触发器ZSR4的时钟端CKB、第五触发器ZSR5的时钟端CKB、第六触发器ZSR6的时钟端CKB和第七触发器ZSR7的时钟端CKB均通过非门I16和非门I17接收基准频率H75K，其中非门I16与非门I17依次连接。

第一触发器ZSR1的输入端D、第二触发器ZSR2的输入端D、第三触发器ZSR3的输入端D、第四触发器ZSR4的输入端D、第五触发器ZSR5的输入端D、第六触发器ZSR6的输入端D和第七触发器ZSR7的输入端D依次接收按键模块200的预设声音码PS1至PS7；第一触发器ZSR1的输出端Q与第二触发器ZSR2的复位端J连接，第二触发器ZSR2的输出端Q与第三触发器ZSR3的复位端J连接，第三触发器ZSR3的输出端Q与第四触发器ZSR4的复位端J连接，第四触发器ZSR4的输出端Q与第五触发器ZSR5的复位端J连接，第五触发器ZSR6的输出端Q与第六触发器ZSR6的复位端J连接，第六触发器ZSR6的输出端Q与第七触发器ZSR7的复位端J连接；第七触发器ZSR7的输出端Q与第一或非门I14的第二输入端连接，第七触发器ZSR7的复位端J与第一或非门I14的第一输入端连接，第一或非门I14的输出端与第一触发器ZSR7的复位端J连接。

第二触发器ZSR2的输出端Q还与与非门I19的第一输入端连接，第三触发器ZSR3的输出端Q还与与非门I19的第二输入端连接，第四触发器ZSR4的输出端Q还与与非门I19的第三输入端连接，第五触发器ZSR5的输出端Q还与与非门I19的第四输入端连接，第六触发器ZSR6的输出端Q还与与非门I19的第五输入端连接，第七触发器ZSR7的输出端Q还与与非门I19的第六输入端连接，与非门I19的输出端与非门I21的输入端连接，与非门I19的输出端还与非门I23的输入端连接。

非门I21的输出端与非门I22的输入端连接，非门I21的输出端还与第七触发器ZSR7的PS端连接，非门I22的输出端与第七触发器ZSR7的PSB端连接。其中，第一触发器ZSR1的PS端、第二触发器ZSR2的PS端、第三触发器ZSR3的PS端、第四触发器ZSR4的PS端、第五触发器ZSR5的PS端、第六触发器ZSR6的PS端和第七触发器ZSR7的PS端共接，第一触发器ZSR1的PSB端、第二触发器ZSR2的PSB端、第三触发器ZSR3的PSB端、第四触发器ZSR4的PSB端、第五触发器ZSR5的PSB端、第六触发器ZSR6的PSB端和第七触发器ZSR7的PSB端共接。

非门I23的输出端与非门I24的输入端连接，非门I23的输出端还与触发器ZTR1的时钟端CK连接；非门I24的输出端与触发器ZTR1的时钟端CKB连接；触发器ZTR1的复位端R接收上电复位信号POR，触发器ZTR1的输出端D作为声音模块400的输出端，输出预设声音信号TONE。

其中，第一触发器ZSR1、第二触发器ZSR2、第三触发器ZSR3、第四触发器ZSR4、第五触发器ZSR5、第六触发器ZSR6、第七触发器ZSR7为同一类型的触发器ZSR。

可选的，如图6，触发器ZSR包括第四CMOS管I6、第五CMOS管I7、第六CMOS管I8、第七CMOS管I10、第八CMOS管I12、非门I9、非门I11、非门I16、第四N-MOS管M6、第五N-MOS管M7、第六N-MOS管M8、第四P-MOS管M9。

第四CMOS管I6的源极S作为触发器ZSR的输入端D，第四CMOS管I6的栅极GP作为触发器ZSR的PS端，第四CMOS管I6的栅极GN作为触发器ZSR的PSB端，第四CMOS管I6的漏极D与第六CMOS管I8的源极S连接。

第五CMOS管I7的源极S作为触发器ZSR的时钟端J，第五CMOS管I7的栅极GP作为触发器ZSR的PSB端，第五CMOS管I7的栅极GN作为触发器ZSR的PS端，第五CMOS管I7的漏极D与第六CMOS管I8的源极S连接。

第六CMOS管I8的栅极GP作为触发器ZSR的时钟端CK，第六CMOS管I8的栅极GN作为触发器ZSR的时钟端CKB，第六CMOS管I8的漏极D通过非门I9与第七CMOS管I10的源极S连接。

第七CMOS管I10的栅极GP作为触发器ZSR的时钟端CKB，第七CMOS管I10的栅极GN作为触发器ZSR的时钟端CK，第七CMOS管I10的漏极D与第八CMOS管I12的源极S连接，第七CMOS管I10的漏极D还与非门I11的输入端连接。

第八CMOS管I12的栅极GP作为触发器ZSR的时钟端CK，第八CMOS管I12的栅极GN作为触发器ZSR的时钟端CKB，第七CMOS管I10的漏极D作为触发器ZSR的输出端QB。

非门I11的输出端作为触发器ZSR的输出端Q，非门I11的输出端还与非门I16的输入端连接，非门I16的输出端与第七CMOS管I10的漏极D连接。

第四N-MOS管M6的栅极作为触发器ZSR的时钟端CKB，第四N-MOS管M6的漏极与第五N-MOS管M7的源极连接；第五N-MOS管M7的漏极与第六N-MOS管M8的源极连接，第五N-MOS管M7的漏极还与非门I9的输入端连接，第五N-MOS管M7的栅极与第六N-MOS管M8的栅极连接，第五N-MOS管M7的栅极还与非门I9的输出端连接；第六N-MOS管M8的漏极与第四P-MOS管M9的源极连接；第四P-MOS管M9的栅极作为触发器ZSR的时钟端CK。

所述触发器ZSR的电路输出信号更加稳定，电路结构简单，节约成本。

上述声音模块400，电路会以固定的频率循环，即根据基准频率H75K循环，以使得按键模块200发送的预设声音码PS1至PS7决定预设声音信号TONE的频率，实现了根据不同按键指令形成唯一对应的声音码，并根据声音码得到唯一对应的声音信号，即得到唯一对应的预设声音信号TONE的频率，使输出模块500输出预设声音，简化了声音模块的电路，提高音质。

进一步地，一个实施例中，输出模块500包括多个MOS管。

传统的电子琴声音输出电路，不同时间段输出的电流不同，时间越长输出电流越小。当输出的电流持续减小时，使输出模块500驱动外部发声装置输出的声音持续减小。为了避免声音持续减小，输出模块500的输出端根据高频到低频的顺序连接的MOS管越来越多，或者根据高频到低频的顺序连接MOS管的总体尺寸越来越大，即高频输出端连接的MOS管最少，低频输出端连接的MOS管最多。通过MOS管的数量改变输出电流，以驱动外部的发声装置发出更好的音色。

进一步地，一个实施例中，所述电子琴的集成电路还包括：对所述预设声音码进行解码的解码模块700。

解码模块700还用于将解码后的所述预设声音码发送给声音模块400。

可选的，解码模块700对按键模块200的预设声音码进行解码得到解码后的预设声音码PS1至PS7，解码后的预设声音码PS1至PS7发送给声音模块400。

按键模块200通过解码模块700与声音模块400连接。

应理解，本实施例并不是对解码后的预设声音码限定为PS1至PS7，电路根据电子琴需要的按键数和发声数量设置解码后的预设声音码的个数。

在本实施例中，频率模块100向按键模块200发送时钟频率，向声音模块400和输出模块500提供基准频率；按键模块200根据用户输入的预设声音指令向声音模块400发送预设声音码，向控制模块300发送键入信号；输出模块500将基准频率进行分频得到第一频率并输出给控制模块300；控制模块300再根据第一频率和键入信号向输出模块500发送声音输出信号；声音模块400根据基准频率将预设声音码转换为预设声音信号并发送给输出模块500；最后输出模块500将预设声音信号转换为预设声音，根据声音输出信号输出预设声音，有效控制每个琴键对应的发声时长，提高了电子琴的音质，且电路结构简单，降低电子琴的成本。

实施例二

本实施例提供了一种电子琴，包括琴架、琴键和发声装置，还包括与琴键和发声装置连接的如实施例一中所述的任意一种电子琴的集成电路，且具有上述电子琴的集成电路所具有的有益效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子琴的集成电路，其特征在于，包括：频率模块、按键模块、控制模块、声音模块和输出模块；

所述频率模块，分别与所述按键模块、所述声音模块和所述输出模块连接，用于向所述按键模块输出时钟频率，向所述声音模块和所述输出模块输出基准频率；

所述按键模块，与所述控制模块和所述声音模块连接，用于根据用户输入的预设声音指令向所述声音模块发送预设声音码，并向所述控制模块发送键入信号；

所述输出模块，与所述控制模块连接，用于将所述基准频率进行分频得到第一频率，并将所述第一频率输出给所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述第一频率和所述键入信号向所述输出模块发送声音输出信号；

所述声音模块，与所述输出模块连接，用于根据所述基准频率将所述预设声音码转换为预设声音信号，并向所述输出模块发送所述预设声音信号；

所述输出模块还用于将所述预设声音信号转换为预设声音，并根据所述声音输出信号输出所述预设声音；

当所述按键模块中有按键按下时，所述声音输出信号为高电平，所述输出模块输出音节，从所述按键按下开始，预设时长后，所述第一频率变为高电平，所述声音输出信号变为低电平，所述输出模块停止输出音节，其中，所述第一频率用于控制所述输出模块的音节输出时长。

2.如权利要求1所述的电子琴的集成电路，其特征在于，所述频率模块包括：频率输入端、时钟输出端和频率输出端；

所述频率模块的时钟输出端与所述按键模块连接，所述频率模块的频率输出端分别与所述声音模块和所述输出模块连接；

所述频率模块的频率输入端用于接收外部振荡频率；所述频率模块将所述外部振荡频率分频为所述时钟频率和所述基准频率；

所述频率模块的时钟输出端用于向所述按键模块输出所述时钟频率；

所述频率模块的频率输出端用于向所述声音模块和所述输出模块输出所述基准频率。

3.如权利要求2所述的电子琴的集成电路，其特征在于，所述电子琴的集成电路还包括：为所述频率模块提供所述外部振荡频率的振荡模块；

所述振荡模块与所述频率模块的频率输入端连接。

4.如权利要求2所述的电子琴的集成电路，其特征在于，所述控制模块还与所述频率模块连接，用于向所述按键模块和所述频率模块发送启动信号；

所述控制模块包括：第一信号输入端、第二信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端；

所述控制模块的第一信号输入端与所述按键模块连接，所述控制模块的第二信号输入端与所述输出模块连接，所述控制模块的第一信号输出端与所述按键模块和所述频率模块连接，所述控制模块的第二信号输出端与所述输出模块连接；

所述控制模块的第一信号输入端用于接收所述键入信号；

所述控制模块的第二信号输入端用于接收所述第一频率；

所述控制模块的第一信号输出端用于向所述按键模块和所述频率模块发送所述启动信号；

所述控制模块的第二信号输出端用于向所述输出模块发送所述声音输出信号。

5.如权利要求4所述的电子琴的集成电路，其特征在于，所述按键模块包括时钟输入端、信号输出端和声音码输出端；

所述按键模块的时钟输入端与所述频率模块的时钟输出端连接，所述按键模块的信号输出端与所述控制模块的第一信号输入端连接，所述按键模块的声音码输出端与所述声音模块连接；

所述按键模块还包括：按键控制单元和声音码生成单元；

所述按键控制单元，时钟输入端与所述按键模块的时钟输入端连接，信号输出端与所述按键模块的信号输出端连接，声音码输出端与所述声音码生成单元的声音码输入端连接，用于根据用户输入向所述声音码生成单元发送所述预设声音指令，向所述控制模块发送所述键入信号；

所述声音码生成单元，时钟输入端与所述按键控制单元的信号输出端连接，输出端与所述按键模块的声音码输出端连接，用于根据所述预设声音指令向所述声音模块发送预设声音码。

6.如权利要求4所述的电子琴的集成电路，其特征在于，所述控制模块还包括：启动控制单元和声音控制单元；

所述启动控制单元，第一输入端与所述控制模块的第一信号输入端连接，第二输入端与所述控制模块的第二信号输入端连接，输出端与所述控制模块的第一信号输出端连接，用于向所述按键模块和所述频率模块发送所述启动信号；

所述声音控制单元，第一输入端与所述控制模块的第一信号输入端连接，第二输入端与所述控制模块的第二信号输入端连接，输出端与所述控制模块的第二信号输出端连接，用于向所述输出模块发送所述声音输出信号。

7.如权利要求6所述的电子琴的集成电路，其特征在于，所述启动控制单元包括：触发器、第一与非门、第二与非门、第三与非门、第四与非门、第一非门、第二非门和第三非门；

所述触发器的第一输入端和第二输入端均与所述启动控制单元的第二输入端连接，所述触发器的第三输入端通过所述第一非门与所述启动控制单元的第二输入端连接，所述触发器的输出端与所述第一与非门的第一输入端连接，所述触发器的复位端通过所述第二非门与所述第四与非门的输出端连接；

所述第一与非门的第二输入端与所述第二与非门的输出端连接，所述第一与非门的第三输入端与所述第三与非门的第一输入端连接，所述第一与非门的输出端与所述第二与非门的第一输入端连接；

所述第二与非门的第二输入端通过所述第三非门与所述启动控制单元的第一输入端连接；

所述第三与非门的第二输入端与所述第二与非门的输出端连接，所述第三与非门的输出端与所述启动控制单元的输出端连接；

所述第四与非门的第一输入端与所述第二与非门的第二输入端连接。

8.如权利要求6所述的电子琴的集成电路，其特征在于，所述声音控制单元包括：第五与非门、第六与非门、第四非门和第五非门；

所述第五与非门的第一输入端与所述第六与非门的输出端连接，所述第五与非门的第二输入端通过所述第四非门与所述声音控制单元的第一输入端连接，所述第五与非门的输出端通过所述第五非门与所述声音控制单元的输出端连接，所述第五与非门的输出端还与所述第六与非门的第二输入端连接；

所述第六与非门的第一输入端与所述声音控制单元的第二输入端连接。

9.如权利要求1至8任一项所述的电子琴的集成电路，其特征在于，所述电子琴的集成电路还包括：

对所述预设声音码进行解码的解码模块，还用于将解码后的所述预设声音码发送给所述声音模块；

所述按键模块通过所述解码模块与所述声音模块连接。

10.一种电子琴，包括琴架、琴键和发声装置，其特征在于，还包括与琴键和发声装置连接的如权利要求1至9中任一项所述的电子琴的集成电路。

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