一种基于USB_MIDI接口的电子琴键盘控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于USB_MIDI接口的电子琴键盘控制系统，包括用来生成MIDI音乐信号的电子乐器；带USB接口的主控设备；连接在所述电子乐器和所述主控设备之间的USB_MIDI转换电路，用于将来自电子乐器的MIDI音乐信号转换为USB标准串口信号或将来自主控设备的USB标准串口信号转换为MIDI音乐信号。本实用新型专利技术有效地把USB与MIDI两种接口结合起来，解决了电子乐器与主控设备无法直接相连的问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子琴等电子乐器领域，特别涉及一种基于USB_MIDI接口的电子琴键盘控制系统。技术背景 电子琴、电子管风琴等等乐器越来越数字化，其中MIDI接口是所有乐器的一种标准化数字接口。由于一般计算机不具备MIDI接口，因此大大限制了数字化乐器的使用和推广。过去为了处理多种MIDI乐器，必须增加使用MIDI乐器合成器，其最多只能同时处理16个MIDI通道的音乐数据。在处理16个MIDI通道的音乐数据时，往往会出现时间不同步的问题，而时间的准确性是音乐必不可少的特征。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于USB_MIDI接口的电子琴键盘控制系统，能有效地解决电子琴等电子乐器不能与计算机相连的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于USB_MIDI接口的电子琴键盘控制系统，包括用来生成MIDI音乐信号的电子乐器；带USB接口的主控设备；连接在所述电子乐器和所述主控设备之间的USB_MIDI转换电路，用于将来自电子乐器的MIDI音乐信号转换为USB标准串口信号或将来自主控设备的USB标准串口信号转换为MIDI音乐信号。优选地，所述USB_MIDI转换电路包括连接在所述电子乐器和主控设备之间的USB_MIDI转换芯片，其MIDI输入端连接电子乐器的MIDI输出端，其USB标准串口信号端连接主控设备USB接口；连接所述USB_MIDI转换芯片的MIDI输出通道选择芯片，其MIDI信号输入端连接转换芯片的用来分时复用输出两个通道MIDI音乐信号的MIDI信号输出端，其选择信号输入端连接到转换芯片的MIDI通道选择信号输出端，MOUT与MUX进行逻辑与运算，MUX信号为低电平时，选择输出通道1，MUX为高电平时，选择输出通道2。优选地，所述电子乐器包括连接所述USB_MIDI转换芯片的中央控制单元；连接所述中央控制单元的键盘。优选地，所述中央控制单元是现场可编程器件或单片机。优选地，所述单片机是STC89C52。优选地，所述系统还包括连接所述中央控制单元的数据加载组件，用来完成对中央控制单元现有程序的改进与升级。与现有技术相比较，本技术的有益效果在于I、本专利技术利用USB的带宽和数据处理等优势，使多端口的MIDI接口连接到电脑更加容易，只需要一根电缆，就能处理多种MIDI连接，并且MIDI数据通过USB以后的传输速率提高了百倍以上。2、本专利技术中，USB可轻松处理繁重的MIDI数据，同时保持数据的时序完整性和时间准确性，数以万计的MIDI音符数据可以在同一时间准确无误地发送，因此，大量的USB_MIDI数据可同时发送，不会错过任何MIDI时间。3、本专利技术可以实现多通道MIDI键盘控制，为MIDI音乐信号的传输提供了一个超越16通道限制的解决方案。附图说明图I是本技术实施例提供的基于USB_MIDI接口的电子琴键盘控制系统的结构框图； 图2是本技术实施例提供的基于USB_MIDI接口转换电路的结构框图；图3是本技术实施例提供的基于USB_MIDI接口的电子琴键盘控制系统的电路原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本技术。图I显示了本技术实施例提供的基于USB_MIDI接口的电子琴键盘控制系统的结构框图，如图I所示，包括用来生成MIDI音乐信号的电子乐器、带USB接口的主控设备、连接在所述电子乐器和所述主控设备之间的USB_MIDI转换电路。其中所述电子乐器用来实现MIDI音乐信号的采集与输入。所述主控设备用于实现对转换后的信号进行编辑并输出。所述USB_MIDI转换电路，用于将来自电子乐器的MIDI音乐信号转换为USB标准串口信号或将来自主控设备的USB标准串口信号转换为MIDI音乐信号。图2显示了本技术实施例提供的一种基于USB_MIDI接口的转换电路的结构框图，如图2所示，所述USB_MIDI转换电路连接在主控设备与电子乐器之间，其提供了一个USB输入输出路径、一个MIDI音乐信号输入路径和一个MIDI音乐信号输出路径，其中，MIDI音乐信号输出路径提供两个MIDI音乐信号输出通道。图3显示了本技术提供的一种基于USB_MIDI接口的电子琴键盘控制系统的电路原理图，其中Ul是MIDI输出通道选择芯片，MIDI信号输入端与通道选择信号输入端进行逻辑与运算，当通道选择信号为低电平时，选择MIDI输出通道1，当通道选择信号为高电平时，选择MIDI输出通道2。U2是连接在所述主控设备与所述中央控制单元之间的USB_MIDI转换芯片，是一款全速USB设备接口器件，兼容USB2.0，提供了一个MIDI音乐信号输入通道和两个MIDI音乐信号输出通道。具体地说，通过UD+、UD-直接连接到USB总线上，ACT引脚是USB设备配置完成状态输出，用于指示USB设备已经成功连接到计算机主控设备。U2提供一个MIDI信号输入端MIN和一个MIDI信号输出端MOUT，ACK引脚为接收应答，U2从MIN端口每接收完一个MIDI数据字节将通过ACK引脚输出一个高电平脉冲；MOUT引脚用于分时复用输出两个通道的MIDI音乐信号，MUX引脚用于确定当前输出通道，当为低电平时，选择通道1，高电平时，选择通道2。U3是连接在U2与所述键盘之间的中央控制单元，其P0、P2 口用来扫描键盘，实现8*8的键盘矩阵，满足电子琴的64键演奏。其他端口，用于参数设置、键初值设置以及MIDI通道号设置等等。本实施例中央控制单元U3采用了 STC89C52单片机，也可以使用其它型号单片机或现场可编程器件。U4是连接到U3的数据加载组件，通过U4与J5的配合，以及J6的设置，可以随时对中央控制部分U3进行数据加载与更新，实现不同功能或对相应的功能进行升级和改进。数据加载时，J5引脚2-3相连，J6引脚1-2相连，通过电缆下载实现数据更新。数据加载完成后，J5引脚1-2相连，J6引脚1-2断开，中央控制单元U3开始使用更新后的数据进行工作。·整个电路工作流程如下先由PO端口进行段选通，每次选通一段，相应段选线被置为低电平，然后通过P2端口进行键位选择，连续读P2 口 8次，如果一个琴键被压下，相应的端口输入为低电平，这样就完成了一段键盘的扫描过程。PO 口的段扫描移位8次，完成全部64键的扫描过程。扫描完成的MIDI数据由U3的TXD端口输出，经U2的MIN引脚输入，转换成USB数据格式，发送至主控设备；同时，主控设备的音乐可以通过USB数据线传送到U2，经过转换后，从MOUT引脚输出至UI，根据MUX状态，选择输出通道输出。通过使用多块这样的电路板，能够实现多通道MIDI键盘控制。尽管上文对本专利技术进行了详细说明，但是本专利技术不限于此，本
技术人员可以根据本专利技术的原理进行各种修改。因此，凡按照本专利技术原理所作的修改，都应当理解为落入本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于USB_MIDI接口的电子琴键盘控制系统，其特征在于，包括：用来生成MIDI音乐信号的电子乐器；带USB接口的主控设备；连接在所述电子乐器和所述主控设备之间的USB_MIDI转换电路，用于将来自电子乐器的MIDI音乐信号转换为USB标准串口信号或将来自主控设备的USB标准串口信号转换为MIDI音乐信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于USB_MIDI接口的电子琴键盘控制系统，其特征在于，包括 用来生成MIDI音乐信号的电子乐器； 带USB接口的主控设备； 连接在所述电子乐器和所述主控设备之间的USB_MIDI转换电路，用于将来自电子乐器的MIDI音乐信号转换为USB标准串口信号或将来自主控设备的USB标准串口信号转换为MIDI音乐信号。2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述USB_MIDI转换电路包括 连接在所述电子乐器和主控设备之间的USB_MIDI转换芯片，其MIDI输入端连接电子乐器的MIDI输出端，其USB标准串口信号端连接主控设备USB接口； 连接所述USB_MIDI转换芯片的MIDI输出通道选择芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵昭旺，王威，
申请(专利权)人：赵昭旺，王威，
类型：实用新型
国别省市：