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电子测量技术
ELECrRONIC
M[EAsI爪EMENT
TECHNOUDGY
第3l卷第6期
2008年6月
基于单片机的MIDI电子琴的设计
潘晓利1
(1.河源职业技术学院信息技术系
河源
陈学煌2祝祥迪2
517000;2.青海师范大学物理系
西宁810008)
摘要:本文设计了一种具有48个按键的MIDI电子琴,该电子琴的键盘弹奏信息以及通道、音色信息经CPU处理
后产生相应的MIDI数据流,由串口发送给通用MIDI音源模块,经功率放大后推动扬声器发声。该电子琴支持单音
和复音弹奏,最多支持复音数为16个,有128种音色可供选择,结构简单,具有可靠的功能和优美的音色。
关键词:电子琴;MIDI;单片机
一
中图分类号:TP391.42
文献标识码:A
Design
of
MIDI
electronic
organ
based
on
single
chip
Pan
Xiaolil
Chen
Xuehuan92
Zhu
Xiangdiz
(1.Department
of
Information
Techonology,Heyuan
Polytechnic,Heyuan
517000;
2.Department
of
Physices,Qinghai
Normal
Vniversity,Xining
810008)
Abstract:This
paper
designs
a
midi
electronic
organ
with
48
keys.It
sends
midi
messages,information
of
channels
or
timbre
during
play.T}lose
information
will
be
transmitted
tO
M刀DI
module
though
Rs232
with
baud
rate at
31.25
ka/s
after
being
treated
by
CPU。and
phohates
in
the
loudspeaker.This
midi
electronic
organ
can
not
only
be
one-key
played
but
also
be
multi-key
played.The
user
can
set
channel
and
timbre
freely
in
this
system.The
design
not
only
has
simple
structure
and
dependable
function.but
also
is
applied
tO
MDI
music
generator.
Keywords:electronic
organ;MIDI;single
chip
0引
言
在电子音乐领域,自从20世纪末期MIDI(乐器数字
化接口)推出和逐步规范化后,各种乐器及众多数码音视
频产品中采用MIDI技术已逐渐成为一种潮流。但是当前
各厂商的电子琴产品通常使用自己设计的专用音源,并且
软硬件均不对外公开,阻碍了MIDI技术的交流。作者在
开发基于MIDI模块的音乐发生器的过程中,进行了用单
片机控制通用MIDI音源模块的相关功能制作电子琴的实
践,制作出具有48个按键的MIDI电子琴,该琴支持单音
和复音弹奏,单片机以标准的MIDI波特率传送信息,通过
串口连接MIDI音源,从而获得优美的乐音。
1
电子琴的硬件设计方案
本电子琴包含48个按键键盘,即具有4个8度的音域,
单片机AT89C51通过对所弹按键的识别,产生相应的MIDI
消息。它支持单音弹奏和最多16个复音弹奏。电子琴结构
示意图和电路原理图分别如图1和图2所示。AT89C51作
为主控芯片,它使得键盘矩阵模块、通道和音色选择以及串
I:J发送等各功能模块协调工作。48按键行列式键盘矩阵构
成M/DI电子琴的键盘扫描输入端,由于89C51的Po口内
部没有上拉电阻,故这里采用电阻Rl。~R2。将列线拉至高电
·
】74·
平,与6条行线组合完成48个琴键的扫描识别,在图1中,
单片机与键盘矩阵间的双箭头线表示单片机在扫描键盘矩
阵时,Po口和P2口分别作为输入/输出口使用。人机接口
电路则利用了单片机P1口的大部分口线,并通过或门向
INT0发出中断请求,该部分电路主要完成删电子琴的
通道设置和音色选择等人机交互功能。键盘的弹奏信息以
及通道、音色信息经CPU处理后,由串口将标准的MIDI数
据发送给MIDI音源及放大器,推动扬声器发声。
f通道选择L+
c====刮48按键行列式键盘矩阵
^T89C5l
I音色选择L+
—一串口发送MmI消息I_一接 ̄ⅡDI音源I
图1
MⅡ)I电子琴电路结构示意图
音源模块采用M如64套板,如图3所示。它是一种模块
化的MIDI音源产品,由得理电子公司开发,具有标准MIDI接
口,该板能接受标准GM砌Ⅸ命令进行音乐播放,自带3D,
斑脚,C嘲iI]s等效果处理。由于该套板的MIDI接口采
用了光耦合器,电流驱动,故设计了由Q√Q等器件组成的驱动
电路,使单片机串口数据得以正常传输。在模块的耳机输出端
取得信号后,经小功率放大即可推动扬声器发声。
万方数据