CN206559622U - 音乐演奏器控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种音乐演奏器控制电路，包括演奏键盘单元、中央处理单元、音频信号产生单元、差分放大单元和功放单元，演奏键盘单元和中央处理单元相连，中央处理单元的输出端和音频信号产生单元的输入端相连，音频信号产生单元的输出端经差分放大单元和功放单元的输入端相连。中央处理单元采用嵌入式微控制器，音频信号产生单元采用DDS芯片实现。本实用新型采用单片机直接频率合成的数字合成方式，存储方便，能实时地自动存储所弹奏的乐曲，弹奏时不需要用别的设备进行录音，方便练习者回放并学习，而且音阶准确性高，弹奏体验性和娱乐性更好，使用更加灵活和方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种音乐演奏器，尤其涉及一种音乐演奏器控制电路。
背景技术
目前已经有的电子类音乐演奏器的结构比较简单，一般能弹奏，也预存有一些曲目的伴奏音乐，但对弹奏出来的乐曲均无法进行实时存储，许多是用模拟器件合成，存储不方便，而且音阶的准确性较低。
发明内容
本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种音乐演奏器控制电路，其采用单片机直接频率合成的数字合成方式，既方便又有很高的音阶准确性，能实时地自动存储所弹奏的乐曲，方便练习者回放并学习，使用更加灵活和方便。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括演奏键盘单元、中央处理单元、音频信号产生单元、差分放大单元和功放单元，演奏键盘单元和中央处理单元相连，中央处理单元的输出端和音频信号产生单元的输入端相连，音频信号产生单元的输出端经差分放大单元和功放单元的输入端相连。演奏键盘单元用于弹奏乐曲并产生控制信号输送给中央处理单元，中央处理单元经过处理，向音频信号产生单元发送频率字，在音频信号产生单元和差分放大单元的作用下，产生规定频率的正弦波，作为音频信号输送给功放单元，经功放单元的放大，产生悦耳的、音量适中的音频信号，通过扬声器播出。本技术方案由于采用单片机直接频率合成的数字合成方式，故存储方便，能实时地自动存储所弹奏的乐曲，弹奏时不需要用别的设备进行录音，方便练习者回放并学习，而且音阶准确性高，使用更加灵活和方便。
作为优选，所述的中央处理单元采用ARM2132嵌入式微控制器。ARM2132嵌入式微控制器是核心部件，处理速度为0.97MIPS/MHz，主时钟频率为20MHz，具有32位RISC处理器，极大的内部容量和丰富的指令功能。主要向音频信号产生单元发送频率字和波形数据，使其产生规定频率的正弦波。
作为优选，所述的演奏键盘单元包括单片机U1和12个音阶按键，单片机U1采用ATMEGA16L单片机，12个音阶按键为按键S1～按键S12；按键S1～按键S12的一端分别和单片机U1的1脚～8脚、14脚～17脚相连，按键S1～按键S12的另一端均接地，单片机U1的9脚经电阻R10接电压VCC，单片机U1的10脚及30脚均接电压VCC，单片机U1的11脚及31脚均接地，单片机U1的12脚和13脚之间连接有晶振X1，且单片机U1的12脚经电容C1接地，单片机U1的13脚经电容C2接地，单片机U1的9脚、24脚～27脚及35脚～40脚分别和所述的中央处理单元相连。12个音阶按键用于弹奏乐曲，单片机U1用于处理按键信号及进行控制处理，并将控制信号输送给中央处理单元。
作为优选，所述的演奏键盘单元包括录音、回放、播放和停止键四个功能按键，四个功能按键分别为按键S13～按键S16，按键S13～按键S16的一端分别和单片机U1的18脚～21脚相连，按键S13～按键S16的另一端均接地。通过功能按键的设定，可对弹奏的乐曲进行录音、播放、回放操作，也可以对预先存储在内的一些乐曲、伴奏曲进行播放操作，使用更加方便。
作为优选，所述的音频信号产生单元包括DDS芯片U2，DDS芯片U2采用直接频率合成器AD9850；DDS芯片U2的1脚～4脚、7脚、8脚、22脚及25脚～28脚分别和所述的中央处理单元相连，DDS芯片U2的12脚经电阻R1接地，DDS芯片U2的9脚和晶振X1的3脚相连，晶振X1的2脚接地，晶振X1的4脚接+5V电压，DDS芯片U2的6脚、11脚、18脚及23脚接电压+5V，DDS芯片U2的5脚、10脚、19脚及24脚接地，DDS芯片U2的15脚、16脚、20脚及21脚分别和所述的差分放大单元相连。专用DDS芯片AD9850采用先进的直接数字频率合成技术，内含可编程的DDFS系统、高速数模转换器以及高速内置比较器，是能实现全数字编程控制的频率合成器和时钟发生器。采用10M的晶振作为输入基准频率，方便实现频率精确的正弦波，作为音频信号。本技术方案中的DDS芯片，具有输出频率变换时间少、分辨率小、频率精确度高、存储方便等优点。
作为优选，所述的差分放大单元包括差分放大器U3，差分放大器U3采用LT6600芯片；差分放大器U3的2脚及7脚既经电容C3接地又和DDS芯片U2的15脚相连，差分放大器U3的1脚经电阻R5和电阻R3的串联电路接地，电阻R5和电阻R3的连接点与DDS芯片U2的21脚相连，差分放大器U3的8脚经电阻R4和电阻R2的串联电路接地，电阻R4和电阻R2的连接点与DDS芯片U2的20脚相连，差分放大器U3的3脚接+5V电压，差分放大器U3的6脚接地，差分放大器U3的4脚和DDS芯片U2的16脚相连，差分放大器U3的4脚、5脚分别和所述的功放单元相连。差分放大单元对音频信号产生单元产生的音频信号进行差分放大。
本实用新型的有益效果是：采用单片机直接频率合成的数字合成方式，存储方便，能实时地自动存储所弹奏的乐曲，弹奏时不需要用别的设备进行录音，方便练习者回放并学习，而且音阶准确性高，弹奏体验性和娱乐性更好，使用更加灵活和方便。
附图说明
图1是本实用新型的一种电路原理连接结构框图。
图2是本实用新型中演奏键盘单元的一种电路原理图。
图3是本实用新型中音频信号产生单元和差分放大单元的一种电路原理图。
图中1.演奏键盘单元，2.中央处理单元，3.音频信号产生单元，4.差分放大单元，5.功放单元。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的音乐演奏器控制电路，如图1所示，包括演奏键盘单元1、中央处理单元2、音频信号产生单元3、差分放大单元4和功放单元5，演奏键盘单元1和中央处理单元2相连，中央处理单元2的输出端和音频信号产生单元3的输入端相连，音频信号产生单元3的输出端经差分放大单元4和功放单元5的输入端相连。
中央处理单元2采用ARM2132嵌入式微控制器；演奏键盘单元1包括单片机U1和12个音阶按键及四个功能按键，四个功能按键分别为录音、回放、播放和停止键，12个音阶按键为按键S1～按键S12，四个功能按键分别为按键S13～按键S16，单片机U1采用ATMEGA16L单片机；音频信号产生单元3包括DDS芯片U2，DDS芯片U2采用直接频率合成器AD9850；差分放大单元4包括差分放大器U3，差分放大器U3采用LT6600芯片。如图2所示，按键S1～按键S12的一端分别和单片机U1的1脚～8脚、14脚～17脚相连，按键S1～按键S12的另一端均接地，单片机U1的9脚经电阻R10接电压VCC，单片机U1的10脚及30脚均接电压VCC，单片机U1的11脚及31脚均接地，单片机U1的12脚和13脚之间连接有晶振X1，且单片机U1的12脚经电容C1接地，单片机U1的13脚经电容C2接地，单片机U1的9脚、24脚～27脚分别和插座CON3的6脚、1脚、5脚、3脚及9脚相连，插座CON3的2脚及10脚接地，插座CON3的4脚及7脚接电压VCC。单片机U1的35脚～40脚分别和插座CON4的15脚、13脚、5脚、3脚及1脚相连，插座CON4的9脚接电压VCC，插座CON4的11脚接地。插座CON3、插座CON4分别通过连接线和中央处理单元2的相应管脚相连。按键S13～按键S16的一端分别和单片机U1的18脚～21脚相连，按键S13～按键S16的另一端均接地。如图3所示，DDS芯片U2的1脚～4脚、7脚、8脚、22脚及25脚～28脚分别和插座J1的6脚、5脚、4脚、3脚、2脚、11脚、12脚、10脚、9脚、8脚及7脚相连，插座J1通过连接线和中央处理单元2的相应管脚相连。DDS芯片U2的12脚经电阻R1接地，DDS芯片U2的9脚和晶振X1的3脚相连，晶振X1的2脚接地，晶振X1的4脚接+5V电压，DDS芯片U2的6脚、11脚、18脚及23脚接电压+5V，DDS芯片U2的5脚、10脚、19脚及24脚接地。差分放大器U3的2脚及7脚既经电容C3接地又和DDS芯片U2的15脚相连，差分放大器U3的1脚经电阻R5和电阻R3的串联电路接地，电阻R5和电阻R3的连接点与DDS芯片U2的21脚相连，差分放大器U3的8脚经电阻R4和电阻R2的串联电路接地，电阻R4和电阻R2的连接点与DDS芯片U2的20脚相连，差分放大器U3的3脚接+5V电压，差分放大器U3的6脚接地，差分放大器U3的4脚和DDS芯片U2的16脚相连，差分放大器U3的4脚、5脚分别和插座J3的1脚、2脚相连，插座J3的3脚接地，插座J3通过连接线和功放单元5的输入端相连。
工作过程：12个音阶按键用于弹奏乐曲，通过四个功能按键的设定，可对弹奏的乐曲进行录音、播放、回放操作，单片机U1用于处理按键信号及进行控制处理，并将控制信号输送给ARM2132嵌入式微控制器。ARM2132嵌入式微控制器是核心部件，主要向音频信号产生单元发送频率字和波形数据，使其产生规定频率的正弦波。AD9850专用DDS芯片采用先进的直接数字频率合成技术，内含可编程的DDFS系统、高速数模转换器以及高速内置比较器，是能实现全数字编程控制的频率合成器和时钟发生器。采用10M的晶振作为输入基准频率，方便实现频率精确的正弦波，作为音频信号。音频信号经差分放大单元放大，输送给功放单元，再经功放单元的放大，产生悦耳的、音量适中的音频信号，通过扬声器播出。
本实用新型采用单片机直接频率合成的数字合成方式，存储方便，能实时地自动存储所弹奏的乐曲，弹奏时不需要用别的设备进行录音，方便练习者回放并学习，而且音阶准确性高，弹奏体验性和娱乐性更好，使用更加灵活和方便。
Claims (6)
1.一种音乐演奏器控制电路，其特征在于包括演奏键盘单元(1)、中央处理单元(2)、音频信号产生单元(3)、差分放大单元(4)和功放单元(5)，演奏键盘单元(1)和中央处理单元(2)相连，中央处理单元(2)的输出端和音频信号产生单元(3)的输入端相连，音频信号产生单元(3)的输出端经差分放大单元(4)和功放单元(5)的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的音乐演奏器控制电路，其特征在于所述的中央处理单元(2)采用ARM2132嵌入式微控制器。
3.根据权利要求1或2所述的音乐演奏器控制电路，其特征在于所述的演奏键盘单元(1)包括单片机U1和12个音阶按键，单片机U1采用ATMEGA16L单片机，12个音阶按键为按键S1～按键S12；按键S1～按键S12的一端分别和单片机U1的1脚～8脚、14脚～17脚相连，按键S1～按键S12的另一端均接地，单片机U1的9脚经电阻R10接电压VCC，单片机U1的10脚及30脚均接电压VCC，单片机U1的11脚及31脚均接地，单片机U1的12脚和13脚之间连接有晶振X1，且单片机U1的12脚经电容C1接地，单片机U1的13脚经电容C2接地，单片机U1的9脚、24脚～27脚及35脚～40脚分别和所述的中央处理单元(2)相连。
4.根据权利要求3所述的音乐演奏器控制电路，其特征在于所述的演奏键盘单元(1)包括录音、回放、播放和停止键四个功能按键，四个功能按键分别为按键S13～按键S16，按键S13～按键S16的一端分别和单片机U1的18脚～21脚相连，按键S13～按键S16的另一端均接地。
5.根据权利要求1或2所述的音乐演奏器控制电路，其特征在于所述的音频信号产生单元(3)包括DDS芯片U2，DDS芯片U2采用直接频率合成器AD9850；DDS芯片U2的1脚～4脚、7脚、8脚、22脚及25脚～28脚分别和所述的中央处理单元(2)相连，DDS芯片U2的12脚经电阻R1接地，DDS芯片U2的9脚和晶振X1的3脚相连，晶振X1的2脚接地，晶振X1的4脚接+5V电压，DDS芯片U2的6脚、11脚、18脚及23脚接电压+5V，DDS芯片U2的5脚、10脚、19脚及24脚接地，DDS芯片U2的15脚、16脚、20脚及21脚分别和所述的差分放大单元(4)相连。
6.根据权利要求5所述的音乐演奏器控制电路，其特征在于所述的差分放大单元(4)包括差分放大器U3，差分放大器U3采用LT6600芯片；差分放大器U3的2脚及7脚既经电容C3接地又和DDS芯片U2的15脚相连，差分放大器U3的1脚经电阻R5和电阻R3的串联电路接地，电阻R5和电阻R3的连接点与DDS芯片U2的21脚相连，差分放大器U3的8脚经电阻R4和电阻R2的串联电路接地，电阻R4和电阻R2的连接点与DDS芯片U2的20脚相连，差分放大器U3的3脚接+5V电压，差分放大器U3的6脚接地，差分放大器U3的4脚和DDS芯片U2的16脚相连，差分放大器U3的4脚、5脚分别和所述的功放单元(5)相连。
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