引导式键盘乐器制造技术

本发明专利技术属于智能化乐器设计领域，本发明专利技术提出的引导式乐器的特点是在传统键盘上增设引导电路，包括由键触发器，地址加１发生器，存储器Ａ以及设置在每个键上的显示元件和触键开关构成的旋律引导电路，和由时序逻辑电路，存储器Ｂ，定时器及脉冲发生器构成的节奏引导电路以及分别存储在存储器Ａ、Ｂ中的键位编码和时值编码。本发明专利技术在传统乐器上增加成本不多即可成为不需识谱，不需指法训练就能演奏的学习兼娱乐的工具。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能化乐器设计与制作
演奏乐器大致可以分成两种情况专业的，为了愉悦听众；业余的，为了愉悦自己。对后者而言，按照乐谱的要求操纵乐器，(对键盘乐器就是依次按键)，使之发出悦耳动听的乐音，并通过掌握节奏来演绎作曲者的思想感情，和表现自己的风格，从中可以得到愉悦，这是一种高层次的享受。但是，对于一般未受过专业训练的业余演奏者来说，识谱就可能是一种障碍，而完全照乐谱的要求将一首乐曲正确地演奏完毕更难于做到。一旦在旋律或节奏上出现差错，则得到的就不是预期的悦耳的乐音，而会是一种不协调音，这种不协调音不能使人愉悦，反而使人难受。这种不成功演奏的多次经历常常是使业余爱好者最终放弃乐器学习的重要原因。流行的音乐教育理论不主张初学者立即演奏乐曲，而要先进行指法训练，以期对每一种调或每一音高的键在键盘上的位置都烂熟于心，从而做到得心应手。然而这种指法训练往往是长期的，重复的和枯燥乏味的，对于幼儿就更难于接受。不能，或不愿接受这种长期枯燥的指法训练使广大音乐爱好者最终不能实现演奏乐器的梦想，也使幼儿音乐潜能的早期开发受到抑制。本专利技术的目的在于克服传统乐器难于掌握，训练枯燥的不足之处，设计出一种引导式键盘乐器，能为演奏者提供旋律和节奏的指引，使训练简单、易行，并使训练溶于实际乐曲的演奏之中，达到在自娱自乐过程中学会演奏乐曲的良好效果。本专利技术提出一种引导式键盘乐器，其特征在于，在传统键盘乐器中增设引导电路，所说的引导电路包括依次连接在一起的键触发器，地址加1发生器，键位编码存储器A，键译码器以及设置在每个琴键上的显示元件和与之相联的触键开关，所说的键译码器的输出端分别与每个琴键上的显示元件相联，所说的每个触键开关的一端均连在高电平上，另一端相互并联组成触键信号总线连接于键触发器的输入端，所说的键位编码存储器A予先存入若干首电子乐谱的键位编码。上述键盘乐器可以实现乐曲的旋律引导，其工作原理结合附图说明图1描述如下设所述键盘乐器为2m个琴键，存储器A的输出数据通过m位数据总线DB送入键译码器、键译码器是一个m线-2m线译码器，其2m个输出端组成显示总线LB，并分别标志为L0，L1，……L2m-1。从L1起，每线接在一个键的显示元件(例如发光二极管或灯泡等)上，而将L0线用作输出休止符键位端码时的地址加1触发信号。所有触键开关的一端都接在高电平VCC上，另一端组成触键信号总线KB，各线分别标志为K1，K2……K2m-1。如果第i键被按下，则Ki线置高电平。键显示总线LB和触键信号总线KB都送入键触发器。键触发器的功能是当(且只当)有一个亮键被按下时，即有一组Li和Ki同时为高电平时，其输出为高电平。这个电路可以用2m-1个与门和一个2m-1输入或门来实现。每对Li和Ki作为一个与门的输入，而将2m-1个与门的输出相或，或门的输出即为键触发信号KTR。键触发信号KTR送入地址加1发生器中，地址加1发生器的P位输出通过P位地址总线AB为存储器提供地址。地址码分成两部分来产生低p-q位由一个p-q位二进制加法计数器来产生，并用KTR信号触发计数，从而每按一次亮键都使低位地址加1。高q位地址由一个q位二进制加法(或减法)计数器来产生，并用一个″选曲″按钮来触发计数，从而每按一次选曲按钮都使高位地址加1。此原理电路的工作时序如图2所示。图1中原理电路的特点是每次按亮键都使下一键亮，不能引导演奏的节奏。节奏要由演奏者通过按键持续时间自己掌握。本专利技术进一步提出能同时实现旋律引导与节奏引导的引导电路，即在上述旋律引导单元的基础上增加节奏引导单元。增加的部分包括挂接在同一地址总线AB上的记录音符时值编码的存储器B，一个控制键发光时间长短的定时器，一个周期等于单位时值的脉冲发生器，和控制时序的时序逻辑电路。其工作原理如图3所示。其中虚线以内是在图1基础上增加的节奏引导单元。存储器A输出音符键位编码的同时存储器B输出音符时值编码，时值编码通过时值数据总线DBB送入定时器。定时器是一个可预置8位二进制加法(或减法)计数器，时值编码送入此计数器的预置输入端A-H。当按下某亮键时，键触发器输出KTR信号的正跃变，此正跃变通过时序逻辑电路产生一个置数脉冲加于计数器的预置控制端L，使时值编码置入计数端Q0-Q7。KTR的正跃变同时通过时序逻辑输出一个正跃变电压加在一个与门的一个输入端(PE)，使脉冲发生器输出的脉冲加于计数器的时钟输入端CP，计数器开始计数，在计数过程中由于地址没有变化，被按下的亮键持续发光。当计数进行了时值编码规定的次数，即延迟了音符应有的时值，计数值Q0-Q7达到FFh，计数器的进位(或借位)输出端电平发生变化，通过时序逻辑电路使与门的一端(PE)变成低电平脉冲不再进入计数器的CP端，计数停止。此时时序逻辑电路输出一个正跃变的触发信号KTR’去触发地址加1发生器，使地址加1，被按下的亮键熄灭而下一个应按的键亮。按下此亮键则上述过程重复。演奏者按照“按亮键至熄灭”的规则就完全实现了乐谱规定的旋律和节奏。图4是图3中虚线以内部分的进一步具体化。与非门1和2接成环形振荡器产生计数时钟脉冲，其周期为一个时值单位并可调节R来加以改变以控制整个演奏过程的速度。与非门3用作脉冲通/断开关。定时器是由两个可预置4位计数器级联而成的8位计数器。双刀双投开关SW1用来选择全引导方式或旋律引导方式。当SW1置于位置1时只有旋律引导，KTR’信号出现在KTR脉冲的前沿(上升沿)；SW1置于位置2时实现全引导，KTR’信号出现在计数器进位信号脉冲的后沿。全引导工作方式下的工作时序画在图5中。本专利技术提出一种引导式键盘乐器中的电子乐谱的制作方法，其特征在于，将乐谱每个音符的音高及时值分别编码及分别存储，所说的音符的音高编码方法为，将键盘乐器的每个琴键的位置序号以二进制(或16进制)数的形式标记以构成键位编码表示该琴键相对应的音符的音高；所说的音符的时值编码方法为，将每个音符包含的单位时值数用二进制(或16进制)数的形式标记以构成音符时值编码表示该音符相应的拍节。乐谱是由一系列音符组成的。每个音符都规定了音高和时值。在调试确定之后，一个音高对应于键盘上唯一的一个键。因此可以将这个琴键在键盘上的位置序号(例如从左往右数)以二进制(或16进制)数的形式来标记这个音符的音高，这就是音符的键位编码。此键位编码可以存入一个存储器中，又可从存储器中输出，其每一位可以控制一个显示器，例如键上的一个发光元件。音符的时值可以用最小音符时值(称为单位时值，例如取1/32拍的时值)来量度，音符包含的单位时值数以二进制(或16进制)数的形式来纪录，就是音符的时值编码。时值编码也可以存入一个存储器，又可从存储器中输出，来控制一个定时器的作用时间。一系列的音符键位编码和时值编码构成可存储的二进制(或16进制)电子乐谱，它同样包含了原乐谱中的全部节奏和旋律信息。本专利技术中提出了两种键位编码方法A、直接编码方法将键盘上M个键中的第i键(和与之相应的音符)编码为一个M位二进制数，其中第i位置″1″而其余位置″0″。这种编码方法可以记录同量弹奏的数个音符，但编码的位数较多，占用较多的存储容量。B、带译码的编码方法将键盘上2m个键中的第i键(和与之相应的音符)编码为一个m位二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种引导式键盘乐器，其特征在于，在传统键盘乐器中增设引导电路，所说的引导电路包括依次连接在一起的键触发器，地址加１发生器，键位编码存储器Ａ，键译码器以及设置在每个琴键上的显示元件和与之串联的触键开关，所说的键译码器的输出端分别与每个琴键上的显示元件相联，所说的每个触键开关的一端均连在高电平上，另一端相互并联组成触键信号总线连接于键触发器的输入端，所说的键位编码存储器Ａ予先存入若干首电子乐谱的键位编码。

【技术特征摘要】
1.一种引导式键盘乐器，其特征在于，在传统键盘乐器中增设引导电路，所说的引导电路包括依次连接在一起的键触发器，地址加1发生器，键位编码存储器A，键译码器以及设置在每个琴键上的显示元件和与之串联的触键开关，所说的键译码器的输出端分别与每个琴键上的显示元件相联，所说的每个触键开关的一端均连在高电平上，另一端相互并联组成触键信号总线连接于键触发器的输入端，所说的键位编码存储器A予先存入若干首电子乐谱的键位编码。2.如权利要求1所述的引导式键盘乐器，其特征在于，所述的引导电路还包括节奏引导单元，该单元由连于所说的键触发器与地址加1发生器之间的控制时序的时序逻辑电路，连于该地址加1发生器输出端的存储电子乐谱的音符时值编码的时值编码存储器B，控制所说的显示元件显示时间长短的定时器，周期等于单位时值的脉冲发生器所组成。3.如权利要求2所示的引导式键盘乐器，其特征在于，所说的引导电路还包括用于选择引导方式的双刀双掷开关，用于选择乐曲的选曲按钮及显示器，以及用于重复演奏的起始按钮。4.如权利要求2所述的引导式键盘乐器，其特征在于，所说的存储器A、B可采用只读存储器ROM，或随机存取存储器RAM。5.如权利要求1、2、3或4所述的引导式键盘乐器，其特征在于所说的引导电路还包括由脉冲发生器，2选1数据发送器，m位比较器组成的选曲电路。6.一种引导式键盘乐器中的电子...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐光启，
申请(专利权)人：乐光启，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]