JPS6037942B2 - 楽音発生機能を有する小型電子式計算機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少ないキーで適宜の音域あるいは音を発生さ
せ得る楽音発生機能を有する小型電子式計算機に関する
。

従来から、マイクロコンピュータの分野に於ては楽音発
生機能を付加することが行なわれ、その記憶装置に書き
込まれた音譜情報に基づき自動演奏することも可能にな
っている。

しかしながら、これ等マイクロコンピュータでの楽音発
生は、予め作成されたプログラムにより、各キーが夫々
の周波数に対応付けられるようになっており、一度対応
関係を作成してしまうとその対応関係を変更するには再
度全てのプログラムを作成しなければならなかった。

一方、このようなマイクロコンピュータを用いてある曲
を演奏しようとするときには、その曲の最低音から最高
音に至る音程がどの程度のものなのか、あるいはその昔
域が予め所定周波数に対応付けられたキーにて演奏可能
なのかが問題となり、演奏し得ないということもあった
。

そして、このような問題はフルキーボードのものよりも
１６隼キーのタイプのものに於て更に大きな問題となり
、上述の如くの機能をテンキー及びその他のファンクシ
ョンキーより成る小型電子式計算機にもり込もうとする
場合にはより一層問題となるところであった。

また、上述の如き機能を上記小型電子式計算機にもり込
む場合には、上記キーの数の問題の他にあまりプログラ
ムについての知識のないオペレータにも使用し得る様そ
の操作性の点についても重要な問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みて成されたもので、楽音を発
生する様機能設定されるキーに対応付けられる周波数を
簡単なキー操作で任意に設定し得る様にし、最低音から
最高音に至る音程あるいは音域あるいは操作のいずれの
点についても改良した楽音発生機能を有する小型電子式
計算機を提供することを目的とする。

以下、第１図乃至第５図を参照しながら本発明を外部メ
モｌｊを有し自動演をも可能とした小型電子式計算機に
適用した場合について詳細に説明する。

第１図は、本実施例による回路構成図であり、本回路構
成は大別してＣＰＵ１、外部メモリ２、楽音発生部３及
びキー入力部４の４つの回路ブロックで構成されている
。

しかして、ＣＰＵＩ内には例えばマイクロプログラムド
コントローラ等で構成される制御部１０が設けられ、こ
の制御部１０からは後述する内部メモリを構成するＲＡ
ＭＩ１の行アドレスを指定する行アドレス指定信号〔Ｕ
Ａ〕，ＲＡＭＩ Ｉ及び後述する外部メモリ２内の外部
舵ＡＭ２１の行アドレスを指定する為に列アドレスコン
トローラ１２に印加される列アドレス指定信号〔ＬＡ〕
、ィンストラクシヨンデコーダ１３に印幼されるインス
トラクション信号〔ＩＮＳ〕及びＲＡＭＩ Ｉに入力さ
れるべき数値コード〔ＣＯＤＥ〕等が出力されている。

ＲＡＭＩＩは、外部メモリ２との１／０に使用されるＸ
レジスタ１ １ １、外剖蛇ＡＭ２１の行アドレスを指
定する為のアドレス記憶エリアＡＤＩ１２及びモードサ
ンプリング時にモードスイッチ４１の位置を記憶するク
ラッグェリアＦＩ１３等の記憶エリアが設けられており
、制御部１０からの行アドレス指定信号〔ＵＡ〕、列ア
ドレスコントローラ１２を介して与えられる列アドレス
指定信号〔ＬＡ〕及びィンストラクションデコーダ１３
から与えられる議出し書き込み信号Ｒ／ＷＩによって適
宜記憶エリアへの書き込み並びに議出しが行なわれる。
また、ＲＡＭＩＩの出力はインストラクシヨンデコーダ
１３からの制御信号Ａにより加減算及びその繰り返いこ
よる乗除算を遂行する演算回路１４に供給されており、
その演算結果は再びＲＡＭＩＩに供給されるようになっ
ている。一方、外部メモリ２は後の説明で明らかとなる
周波数設定エリアとしても使用される第１の記憶エリア
２１ １及びそれ以外のデータを記憶する第２の記憶エ
リア２１２から成る外部ＲＡＭ２１と、行アドレスを記
憶保持するアドレスバッファ２２とで構成されており、
外部舵ＡＭ２１に書き込まれるべきデータ及びその行ア
ドレスは演算回路１４を介して与えられ、外部蛇ＡＭ２
１の出力もまた演算回路１４を介してＲＡＭＩＩのＸレ
ジスタ１１１に転送されるべく結線されている。

なお、外部舵ＡＭ２１の列アドレスは、ＲＡＭＩ Ｉの
列アドレスと同期して列アドレスコントローラ１２から
与えられ、謙出し書き込み信号Ｒ／Ｗ２はィンストラク
ションデコーダ１３から与えられる。また、楽音発生部
３内には、ＣＰＵＩから出力されるデータの読み込みを
制御する為に、ィンストラクシヨンデコーダ１３から出
力されるセット信号Ｂがそのセット端子Ｓに印加されて
いるフリツプフロツブＦ／Ｆ３１が設けられており、こ
のフリツプフロツプＦ／Ｆ３１への出力は開閉制御信号
としてアンドゲート３２に印加されている。

アンドゲート３２の他方の入力端にはＣＰＵＩから出力
された外部メモリ２に印加されるバスラィンのうちの一
本（本実施例の場合“１”“２”“４”“８”の夫々の
重みを持つデータ線の“１”の重みのデータ線）が入力
され、アンドゲート３２の出力はしジスタ３３に入力さ
れている。なお、上記フリツプフロップＦ／Ｆ３１及び
レジスタ３３のリセット端子〔Ｒ〕には、インストラク
ションデコーダ１３から出力される制御信号Ｃ及びＤが
印加され、リセットされる如く構成されている。一方、
３４は適宜の周波数Ｎ〔ＫＨ２〕で発振する発振器であ
り、この発振器３４の出力はバィナリカウンタ３５の入
力端〔ＩＮ〕に印加され、バイナリカウンタ３５は発振
器３４の出力を計数する。そして、このバイナリカウン
タ３５のパラレル出力は、上記しジスタ３３のパラレル
出力と共に一致回路３６に入力され、一致回路３６は、
これ等の入力の全てが一致した際に一致信号を出力し、
Ｔ型Ｆ／Ｆ３７に与えられると共にバィナリカウンタ３
５のリセツト端子〔Ｒ〕に与え、Ｔ型Ｆ／Ｆ３７に対し
ては記憶状態の反転を、バイナリカウンタ３５に対して
はリセットを夫々行う。即ち、レジスタ３３、パイプリ
カウンタ３５及び一致回路３６は結局プログラマブル分
周器を構成しているもので、発振器３４から出力された
周波数Ｎ〔ＫＨ２〕の信号は、レジスタ３３に入力され
た１／分周比となって一致回路３６から出力されるもの
であり、Ｔ型Ｆ／Ｆ３７は一致回路３６の出力に応じて
その出力状態を“Ｈ”“Ｌ”と切換え楽音信号とするも
のである。

そして、Ｔ型Ｆ／Ｆ３７の出力はスピーカー５に印加さ
れて音響出力とされて放出される。なお、本実施に於て
は説明の便宜上上記しジスタ３３に入力されるべき分周
比データは第２図に示す如くの１の行のデータであると
し、レジス夕３３に入力されるのは第２図中の々・数点
を除いたデータであるとする。

また、第２図に示された１の行のデータは下位桁側から
“１”“２”“４”“８”・・・・・・・・・“５１２
”で表わされる２進数としての意味を持っているが、そ
の左側に記載されている音名（Ｃ４〜Ｃ５）を得る為の
分周比データと実際に一致している訳ではなく説明の便
宜上示されたものである。しかしながら、実際のデータ
は、当業者であれば発振器３４の出力をＮ〔ＫＨＺ〕と
した場合、実際のデータ（ＩＱ隼）＝発振器３４の出力
周波数Ｎ〔ＫＨＺ〕／出力すべき周波数で算出され、こ
のようにして算出されたＩＧ隼の実際のデータを２進数
に書き換えれば良いことは容易に推考されるところであ
ろう。また、第２図中に示されたデータのうち“１’’
は、アンドゲート３２の他方の入力がＣＰＵＩから外部
メモリ２に送出されるデータバスのうち“１”の重みの
データ線に接続されているからであって、“２”の重み
のデータ線に接続されている場合には第２図中の“１’
’の部分は‘‘２”に変更されるものであり、そのよう
に変更したとしてもしジスタ３３の入力状態は同じにな
るものである。また、キー入力部４は、音楽モード（Ｍ
）及び計算モード（Ｃ）の２状態を持つモードスイッチ
４１、このモードスイッチ４１がモードＣの場合には外
部ＲＡＭ２の第１の記憶エリア２１１に対し演算等に使
用される適宜のデータの入力を指示し、モードＭの場合
には結果的にレジスタ３３に入力されるべき分周比のデ
ータを第１の記憶ェリァ２１１に入力させることを指示
する図祇‐４２、堅固キー４２によって第１の記憶ェリ
ア２１１に入力された夫々のデータをＲＡＭＩＩのＸレ
ジス夕１１１に謙出すことを指示し、更にモードスイッ
チ４１がモ−ドＭを指示していた際には×レジスタ１１
１に謙出されたデータ（分周比）をレジスタ３３にセッ
トすることを指示する回国キー４３、０〜９の数値デー
タを入力すると共に上述園キ−４２あるいは回国キー４
３と組み合ゎせることにより外部舷ＡＭ２１の第１の記
憶エリア２１１の行アドレスを指定するテンキー４４、
及び演算の種類等を指示するファンクションキー４５と
で構成され、その出力はＣＰＵＩ内の制御部１０１こ入
力されている。

次に、上記の如く構成に於ける動作について説明する。
第３図‘ま、園蔵‐４２及び図国キー４３とテンキー４
４を組み合わせて操作した場合の動作を説明する為のフ
ローチャートであり、以後の説明は、この第３図のフロ
ーチャート及び第４図、第５図の状態図を参照しながら
、キー入力部４のモードスイッチ４１がモードＭにあり
、オペレータが使用したい者名を演奏する為のキーに対
して任意の対応をもって説定し得（本例の場合設定し得
る数は０〜９の１０とする）。且つ演奏する場合につい
て説明する。オペレータは今園国皿のキー操作によって
Ｃ４を、更１こ図臼田のキー操作こよって＆を更に鹿国
圏のキー操作によってＥ４を（なお、このキー操作は、
外部侭ＡＭ２１の第２の記憶エリア２１２に順次書き込
み自動演奏させることも可能である）演奏したいとする
と、まず外部ＲＡＭ２１の第１の記憶エリア２１１にそ
の旨登録する。

即ち、まず第２図に示されるＣ４のデータをテンキー４
４及び小数点キ−を用いて入力する。Ｘレジスタ１１１
は、このようにして入力されたデータ「０．０１０００
１１００」を第４桁目〜第１４桁目に記憶し、その記憶
状態は第４図のａに示す如くなる。しかして、Ｘレジス
タ１１１に記憶された上記データを外部ＲＡＭ２１の第
１の記憶エリア２１ １の０番アドレスに登録する為に
Ｍｉｎキー４２及びテンキー４４の皿キーを操作すると
、第３図に示す処理Ａの実行が開始される。この処理Ａ
は外部ＲＡＭ２１の第１の記憶エリア２１ １の行アド
レスを設定するもので、テンキー４４の操作によって入
力されたアドレス「０」は、アドレス記憶エリアＡＤＩ
１２に−担記憶された後、演算回路１４を介してアドレ
スバッファ２２にセットされて第１の記憶エリア２１１
のアドレスを指定する。そして、このアドレスセットの
処理Ａを終了すると次にステップＢに進み×レジスタ１
１１に記憶されていた上記データは、演算回路１４を介
し第１の記憶エリア２１１のアドレスバッファ２２に指
定されるアドレス、即ち「０一番アドレスに転送され、
その結果第１の記憶エリア２１１の０番アドレスには第
４図ｂに示す如くデータの登録が成され、登録の処理を
終了する。しかして、以側四皿こ対応する１番ァドレス
及び回国図‘こ対応する２番アドレスに夫々音名Ｄ４，
Ｅ４の各データを登録していったときのＸレジスタ１１
１及び外部ＲＡＭ２１の第１の記憶エリア２１１の記憶
状態は第４図ｃ〜ｆに示す如くである。

また、その他の音名のセットについても同様な操作によ
って登録することが出釆、その登録のし方は、Ｃ４，Ｄ
４，Ｅ４，Ｆ４・・・・・・・・・と連続する音名の登
録のみならず、Ａ３，Ｃ４，Ｅ４の如く和音で順次登録
することも可能であり、低い音から高い音へなどという
制限もなく全く任意に登録し得る。次に、上記の如くの
操作‘こょって回国画（ｉ＝０，１，２，・…・・・・
・，９）に夫々対応して登録された情報を用いて「Ｃ４
，Ｅ４，Ｄ４・・・・・・・・・一と演奏した場合につ
いて説明する。

まず、最初こキー回申皿と操作すると、第３図に示す処
理Ｃが実行され、上記処理Ａと同様にアドレスバツフア
２２にアドレス「０」がセットされる。

そして、ステップＤでは外部ＲＡＭ２１の第１の記憶エ
リア２１１から０番アドレスのデータが謙出され、演算
回路１４を介してＲＡＭＩＩのＸレジスタ１１１に転送
され次にステップＥに進む。ステップＥはキー入力部４
のモードスイッチ４１にその状態がどうなっているのか
を検出する為のサンプリング信号（図示せず）を与える
もので、そのサンプリングの結果は次のステップＦにて
フラツクェリアＦＩ１３に記憶される。なお、今の場合
はモードスイッチ４１がモードＭにあるとしたので、モ
ードＭに応じた信号“１”がフラックェリアＦＩ１３に
記憶され、次にステップＧに進む。ステップＧは、モー
ドスイッチ４１がモードＭにあるか、モードＣにあるか
によって以後の処理を変更する為に設けられたもので、
今の場合はフラックェリアＦＩ１３には“１”が記憶さ
れているのでその判断の結果は「ＹＥＳ」となり次にス
テップ日に進む。ステップ日は、インストラクションデ
コーダ１３から出力される制御信号Ｄによりレジスタ３
３内の記憶情報をリセットし音を止めるもので、このス
テップ日を終了すると次にステップ１に進む。ステップ
１は、レジスタ３３にデータを格納する為にフリップフ
ロップＦ／Ｆ３１をセットするもので、インストラクシ
ョンデコーダ１３から制御信号Ｂが出力されることによ
って成される。このようにして、レジスタ３３に対する
データの格納の準備が成されると、次にステップＪに進
み、ＲＡＭＩＩ内のＸレジスタ１ １ １の第５桁から
第１体行、即ち、分周比データが記憶されている桁の内
容がＣＰＵＩから出力され、アンドゲート３２に印加さ
れる。このとき、アンドゲート３２はフリツプフロツプ
Ｆ／Ｆ３１の出力によって開成されているので、×レジ
スタ１１１に記憶されていたデータがレジスタ３３に転
送される。なお、このときレジスタ３３に転送されるデ
ータは、上述した如くアンドゲート３２の他方の入力様
が結線されているデータ線にデータが有るか無いかによ
って“１”及び“０”に変換されて行なわれるものであ
り、このステップＪを終了したときの外部ＲＡＭ２１、
Ｘレジスタ１１１及びレジスタ３３の夫々の記憶状態は
第５図ａに示す如くである。しかして、このステップＪ
を終了した後は、ＣＰＵＩから外部メモリ２に送出され
るデータが乗るバスラインに出力されたデータによって
レジスタ３３の内容が変更されるのを禁止する為に、ス
テップＫにてィンストラクションデコーダ１３から制御
信号が出力されてフリツプフロツプＦ／Ｆ３１はリセッ
トされ、アンドゲート３２は開成される。そして、この
ようにしてレジスタ３３に分間比データが入力されると
、次に新たな分周比データが入力されるまで発振器３４
、バィナリカウンタ３５、一致回路３６及びＴ型Ｆ／Ｆ
３７の協働動作により予め回国皿こ対応すべく設定され
た音名Ｃ４、即ち周波数ｆ＝２６１Ｈｚの音がスピーカ
５から放出される。以後、塵由図、及び瞳重ｍの各キ−
操作により・予め対応付けられた音名Ｅ４，Ｄ４を演奏
した場合にも、上述した如くの処理あるいはステップＣ
〜Ｋが順次実行されて夫々周波数ｆ＝３２９ＨＺ、２９
３ＨＺの音を第５図ｂ，ｃに示す如くスピーカー５から
放出する。また、上記処理及びステップＣ〜Ｋは、キー
入力部４のモードスイッチ４１がモードＭにある場合に
ついて説明したが、モードスイッチ４１がモードＣにあ
るときは音の出力は行なわないので、ステップＧを終了
するとその結果は「Ｎｏ」となってステップＨ〜Ｋをス
キップする。

なお、上記実施例こ於て‘過通圏のキー操作で登録し匝
宙図（ｉ＝０，１，２，・・・・・・９）のキー操作で
演奏する場合について説明したが、これは夫々のアドレ
スに対応して夫々設けられたキー図軍図軍国・・・・・
・及び国電画園国のキーで行うことも可能であり、また
、夫々のキー操作によって実時間で演奏することなく、
外部ＲＡＭ２１の第２の記憶エリア２１２に一但書き込
み、その後再生する自動演奏が可能であることは言うま
でもない。

また、上記実施例ではＣＰＵＩの外部に外部メモリ２を
持った場合について説明したが、これは限ずしもＣＰＵ
Ｉの外部にある必要はなく、ＣＰＵＩ内に設けても良い
ものであり、その他の構成についても本願の要旨を逸脱
しない範囲で種々変形応用が可能なことは言うまでもな
い。以上詳細に説明した如く、本発明によれば、楽音を
発生する様機能設定されるキーは、全く任意の音名と対
応付けることが出釆、その設定のし方も極めて簡単なキ
ー操作で行うことが出釆る。

また、設定される音名は連続する必要もなく特にあまり
使用されない半音等は適宜必要に応じて設定すれば良い
から、楽音を発生すべく機能設定されるキー数は少ない
もので十分その機能を発揮出来、小型電子式計算機等の
小型なものに適用して最適である。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の一実施例を示したもので、第１図は
回路構成図、第２図は周波数情報（分周比データ）を示
す図、第３図は第１図に於る動作を説明する為のフロー
チャート、第４図は同登録時の状態図、第５図は同演奏
時の状態図である。 １…・・・ＣＰＵ、２１・・・・・・外部ＲＡＭ、３・
・・・・・楽音発生部、４・・・・・・キー入力部、４
１・・・・・・モードスイッチ、４２……Ｍｉｎキー、
４３……ＭＲキー、４４……テンキー。 第４図 第１図 第５図 第３図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも演算機能あるいは楽音発生機能の遂行を
   指示するモード選択手段及び複数のキーを有する入力部
   と、該入力部のモード選択手段により楽音発生機能が指
   示された際所定の周波数の楽音を発生させるべく機能設
   定される複数の楽音関連キーと、該楽音関連キーに対応
   して設けられ上記入力部の所定のキー操作により予め設
   定された周波数情報を所定形態で記憶する記憶部と、該
   記憶部から読出された周波数情報に基づき楽音を発生す
   る楽音発生手段とを具備し、上記楽音関連キーは任意の
   周波数に設定し得ることを特徴とする楽音発生機能を有
   する小型電子式計算機。 ２ 上記楽音関連キーは、上記モード選択手段が演算機
   能を指示した際にはメモリー関連キーであることを特徴
   とする請求の範囲第１項記載の楽音発生機能を有する小
   型電子式計算機。 ３ 上記楽音関連キーは、メモリー関連キーのうちのメ
   モリーリコール関連キーであることを特徴とする請求の
   範囲第２項記載の楽音発生機能を有する小型電子式計算
   機。 ４ 上記楽音関連キーに機能設定されるメモリーリコー
   ル関連キーは、メモリーリコールを指示する特定キーと
   該特定キーとの組合せによりメモリーアドレスを指定す
   るテンキーとにより構成されることを特徴とする請求の
   範囲第３項記載の楽音発生機能を有する小型電子式計算
   機。 ５ 上記楽音関連キーに機能設定されるメモリーリコー
   ル関連キーは、夫々のメモリーに対応して夫々設けられ
   たメモリーリコールキーであることを特徴とする請求の
   範囲第３項記載の楽音発生機能を有する小型電子式計算
   機。 ６ 上記記憶部に記憶される周波数情報は、上記楽音発
   生手段にて基準周波数を分周すべき分周データであるこ
   とを特徴とする請求の範囲第１項記載の楽音発生機能を
   有する小型電子式計算機。