专利名称：一种能同步节拍演示的电子节拍器装置及方法
技术领域：
本发明涉及电子节拍器，特别涉及一种能同步节拍演示的电子节拍器装置及其实现方法。
背景技术：
许多音乐爱好者及专业工作者在学习及演奏过程中，为了更好地掌握音乐的节奏、节拍，需借助于节拍器，起初的节拍器为机械节拍器，由于其节拍演示方式单一，不符合音乐习惯、精度不高、操作繁锁等不足，渐渐被新兴起的各种电子节拍器所替带。目前市场上存在的电子节拍器，其一般是通过设在其上的按键输入单元触发MCU来控制连接在MCU上的各单元如，LCD显示单元、LED显示电路或功放电路等来工作，这类节拍器共有的特点是节拍准、易调速、控制、更加符合音乐演示的习惯。如，申请号为97225282.7的中国专利所公开的一种电子节拍器，其由壳体及容于壳体内的MCU、与MCU各I/O端口对应连接的LED显示电路、LCD显示单元、按键输入单元、语音存储单元及功放电路等组成。这种节拍器通过按键输入单元来触发MCU控制上述各组成单元来工作，由于其通过设在壳体上的功能按键调节显示在LCD显示屏上的各功能参数，这样操作起来方便、直观。在演示过程中MCU控制LED显示电路，使发光二极管有序的逐个向下、向上闪亮，形成一种上下运行的显示路径，所述上、下运行路径根据音乐节拍的强弱不同需要，产生和上下运行显示路径长度变化，逼真的模拟显示了音乐指挥的示拍方式。另外，在其语音存储单元的芯片中存有标准的口令、木鱼等打击乐的声音信号，在演示过程中，MCU通过控制语音存储单元及与其连接的功放电路，可同时播放出多种不同的节拍演示声，这样就使得演示更逼真、更符合音乐的表现形式，更方便学习。如果这种节拍器能够实现多个节拍器同步工作则更加完美了，这样就会对群体教学和合奏带来很大的方便。因为在群体教学中，参加齐奏、合奏的学员须看老师或指挥的指挥手势演奏，但是象钢琴这种大型乐器其本身较高大，其演奏人员，尤其是少儿学员很难看到教师的指挥手势，这就给教学带来不便。这时如果有种节拍器能够让老师通过直接操控自己手中的节拍器同步控制各学员面前的节拍器来指挥各学员，即各学员只需跟着自己节拍器示拍拍子进行弹奏的话，便可消除上述的不便，大大的提高合奏、齐奏的教学质量。同样在大型的合奏练习中如果能有这种可同步控制的节拍器将会节约大量的排练时间在演奏前，各学员各自在家跟着自己的节拍器练习好所要演奏的曲子，表演时，老师或指挥者只需通过控制自己手中的节拍器控制每个演奏者面前的节拍器同步演示，就可指挥其同步进行演奏。这样就不需要学员和老师在演奏前花大量的时间来反复排练，大大地减轻了老师的负担，提高了教学质量。
发明内容
本发明的目的是针对上述节拍器在合奏或群体教学中存在的不足，设计一种可方便控制多个节拍器实现同步工作的多节拍器同步演示的电子节拍器装置及可靠地实现同步演示的方法。
本发明的目的是这样实现的设计一种能同步演示节拍的电子节拍器装置，其包括一节拍器母机及多个节拍器子机，其中节拍器母机及子机内设有MCU、按键输入装置、LCD显示单元、LED显示电路、语音存储电路、放大电路以及供电电路；在节拍器母机的MCU相应I/O端口连接一无线发射模块；在所述各节拍器子机的MCU的对应I/O端口连接有用来接收来自无线发射模块的信号的无线接收模块，工作时母机MCU对要发的指令信号编码并传输给所述无线发射模块发射，所述无线接收模块收到相应的信号后传给子机MCU解码，解码后子机MCU发出指令统一调整各子机的参数与母机一致，以实现母机控制各子机同步演示；所述无线发射模块及无线接收模块的ANT端口分别连接有天线。
上述电子节拍器装置在母机MCU的I/O端口可直接连接一单独的编码器，将所述无线发射模块连接在所述编码器上，同样在子机MCU的I/O端口可直接连接一单独的解码器，所述无线接收模块连接在所述解码器上，这样当母机MCU发出指令信号后，经所述编码器编码并传给所述无线发射模块发射，子机的无线接收模块接收到相应的信号后传给所述解码器解码，解码后传给子机的MCU进行处理并发出指令。
设计一种能同步演示节拍的电子节拍器装置的实现方法，其包括如下步骤a.母机、子机上电初始化；b.参数设置；c.通讯状态设置；d.启动同步节拍演示；或者是a.母机、子机上电初始化；b.通讯状态设置；c.参数设置；d.启动同步节拍演示。
采用上述能同步演示节拍的电子节拍器装置及方法，可方便地控制多个节拍器同步演示节拍，从而解决了目前在群体乐器教学及合奏中存在的诸多不便，在不需要合奏时又可通过按动母机或子机的通讯键关掉通讯状态而作普通节拍器单人练习使用。操作方便，能减轻教师工作强度、提高教学质量。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1为本发明的子、节拍器母机结构示意2为本发明的节拍器母机电路原理图具体实施方式
如图1所示为本发明的一具体实施例，其包括一节拍器母机1、多个节拍器子机2(图中只画出两个)，其中在节拍器母、子机1、2的外壳上均设发光管3、LCD显示器4及多个用于设定节拍速度、节拍等参数以控制节拍器的功能按键5。各母机1、子机2上还设有接收天线6以便于接收或发射指令信号。图2所示为本发明节拍器母机1的电路原理图，其包括MCU100、与MCU100各I/O端口相连接的按键输入电路101、LED显示电路102、LCD显示单元103、语音存储电路104、放大电路105及供电电路106。MCU100可采用KS57P系列芯片，该芯片的型号为KS57P2304。按键输入电路101包括按键SW1～SW10，其与MCU100的P6.0～P6.3、P1.1、P1.2、P2.0端口相连接，通过按键SW1～SW10可向MCU100输入指令信号以控制上述组成单元实现设置节拍型、调整节拍速度等功能。语音存储电路104及放大电路105包括型号为WK2314的语音存储芯片及LM7368的功放芯片，语音芯片存储有标准的示拍口令、木鱼等打击乐的声音信号，MCU100通过与语音存储104及功放电路105相连接的端口控制处理可播放出多种不同的节拍演示声。LED显示电路由发光二极管纵向排列并容于发光管3内。
在演示节拍的同时，MCU100控制LED102显示电路，使发光二极管有序的逐个向下、向上闪亮，形成一种上下运行的显示路径，所述上、下运行路径根据音乐指挥的起始拍、预备拍、强拍、弱拍、结束拍、收势的不同需要，产生上下运行显示路径长度变化。由于该部分为现有技术，在此不再赘述。
如图2所示在节拍器母机1的MCU100的I/O端口P8.6、P2.1、P1.0、P1.3、P2.2连接一编码器107，编码器107包括一IC U2，在编码器107的IC U2的相应I/O端口上连接有无线发射模块108用于发射由MCU100发出经编码器107编码的信号给子机2；对于节拍器子机2中的解码器107′与母机1的编码器107可共用同样型号的编解码芯片IC U2(U2′)，所以其电路原理图除了将母机1的无线发射模块108替换成无线接收模块108′外，其余的与母机1的完全相同，所以这里将不再赘述。其中无线接收模块108′电路与设在机壳上的天线5连接，无线接收模块108′用来接收由母机1无线发射模块108发射出经连接在无线接收模块108上的解码器107′解码后的信号。
上述控制装置的母机1与子机2之间实现同步控制步骤为a.将母机1、子机2上电初始化，打开LCD显示器；b.按动设在母、子机1、2上的通讯键将母机1、子机2设置在通讯状态；c.按动母机1的节拍演示启动键，同时母机1的MCU100便将预备拍、拍子、速度、结束型和启动节拍演示等指令信号传给连接在其端口的编码器107进行编码后再传给无线发射模块108进行发射，设置在各子机2内的无线接收模块108′接收母机1无线发射模块108发出的有关信号输送给与其电路连接的解码器107′进行解码，解码后将相关信号传给MCU100′进行处理后发出相应处理指令调整预备拍、结束型、拍子、速度，然后再启动节拍演示；d.按动母机1的功能键设置拍子、速度、停止节拍演示(进入结束型状态)等参数，在演示过程中每当母机调整设置或改变速度、拍子等参数时，母机便将该指令信号在节拍演示每一小节的某一时刻通过编码后发射，子机2将该信号接收解码后传给MCU100′，MCU100′根据接收到的信号发出指令更改其参数与母机1所设的参数一致，即，使各子机以与母机同样的参数进行工作，从而保证了各子机2至始至终与母机1同步进行节拍演示。
当不需要进行合奏，即不需要同步节拍演示时，便可使通过按动母机或子机的通讯键传递指令信号给MCU100或100′通过P8.6输出端口控制Q13关闭无线发射或无线接收模块和编/解码电路的电源即关闭通讯状态，此时母机1与子机2之间不能相互通讯，而可各自作一般节拍器单独独立使用。
本发明的另一实施例为在MCU100、MCU100′的I/O端口直接分别连接无线发射模块108、无线接收模块I08′，编/解码动作直接由MCU内的程序控制执行。如，当母机1、子机2处于通讯状态时，按母机启动键启动节拍演示，此时母机1的MCU100将预备拍、结束型、拍子、速度等指令信号编码后输出给无线发射模块108发射，子机2的无线接收模块108′接收到有关信号后传给MCU100′，经MCU100′解码后发出相应指令，指令子机2统一调整预备拍、结束型、拍子、速度等参数并开始节拍演示。
本实用新型的再一实施例是将上述两实施例的发射模块108、接收模块108′分别替换为一双向接收模块，这样当母机1通过双向接收模块发出指令信号后，各子机2通过设在其上的双向接收模块接收到该信号并经MCU100′处理后，再通过双向接收模块连续发出回复信号一段时间，母机1便可通过预先设置的不同频道由双向接收模块收到来自各子机2的回复信号，从而知道各个子机2是否收到同步指令信号。
当然，上述的无线发射模块、编码器及无线接收模块、解码器可适用于市场上存在的其他电子节拍器。如市场上存在的由MCU连接一LCD及按键输入装置组成的电子节拍器等，这样的变换均落在本发明的保护范围。
权利要求
1.一种能同步节拍演示的电子节拍器装置，其包括节拍器母机(1)及节拍器子机(2)，其中节拍器母机(1)及子机(2)包括有MCU，其特征在于在节拍器母机(1)的MCU(100)相应I/O端口连接一无线发射模块(108)；在所述各节拍器子机(2)的MCU(100′)的对应I/O端口连接有用来接收来自无线发射模块(108)的信号的无线接收模块(108′)，所述无线发射模块(108)的ANT端口连接有天线(6)，所述无线接收模块(108′)的ANT端口连接有天线(6′)。
2.根据权力要求1所述的一种能同步节拍演示的电子节拍器装置，其特征在于在MCU(100)的相应I/O端口可以连接一编码器(107)来对MCU(100)的指令信号进行编码，所述编码器(107)包括一IC U2，所述无线发射模块(108)与所述编码器(107)的IC U2相应的I/O端口连接；在所述各节拍器子机的MCU(100′)的对应I/O端口可以连接一解码器(107′)来对接收到来自无线发射模块(108)的信号进行解码，所述解码器(107′)包括一IC U2′，所述无线接收模块(108′)与所述解码器(107′)的IC U2′的相应I/O端口连接。
3.根据权力要求1或2所述的一种能同步节拍演示的电子节拍器装置，其特征在于所述的发射模块(107)、接收模块(107′)可分别替换成双向接收模块。
4.根据权力要求1所述的一种能同步节拍演示的电子节拍器装置，其特征在于所述天线(6)和天线(6′)既可以是外置天线也可以是内置天线。
5.根据权力要求1所述的一种能同步节拍演示的电子节拍器装置，其特征在于所述节拍器母机(1)、子机(2)还包括有连接在MCU各I/O端口的按键输入单元(101)、LCD显示单元(103)、LED显示电路(102)、语音存储电路104、放大电路105以及供电电路106。
6.一种能同步节拍演示的电子节拍器装置的实现方法，其特征在于包括如下步骤a.母机、子机上电初始化；b.设置母机(1)的预备拍、结束型、拍子、速度等参数；c.设置母机(1)、子机(2)使其处于通讯状态；d.母机发出指令信号统一调整子机有关参数；e.启动同步节拍演示。
7.根据权力要求6所述的能同步节拍演示的电子节拍器装置的实现方法，其特征在于所述参数设置及通讯状态设置是通过按动设置在母机(1)、子机(2)上的各功能键来实现。
8.根据权力要求6所述的能同步节拍演示的电子节拍器装置的实现方法，其特征在于所述启动同步节拍演示具体包括按动设在母机(1)上的启动功能键，此时母机(1)的MCU(100)便将预备拍、拍子、速度、结束型和启动节拍演示等指令信号传给连接在其端口的编码器(107)进行编码后再传给无线发射模块(108)进行发射，设置在各子机(2)内的无线接收模块(108′)接收母机(1)无线发射模块(108)发出的有关信号输送给与其电路连接的解码器(107′)进行解码，解码后将相关信号传给MCU(100′)进行处理后发出相应处理指令各子机(2)调整预备拍、结束型、拍子、速度，再启动节拍演示以与母机(1)同样的参数同步演示起势—预备拍—X拍子反复演示N小节—结束拍—收势；演示过程中每当母机调整设置或改变一参数时，MCU(100)便指令将该信号在节拍演示每一小节的某一时刻通过编码后发射，子机(2)将该信号接收解码后传给MCU(100′)，MCU(100′)根据接收到的信号发出指令更改其参数与母机(1)所设的参数一致。
全文摘要
一种能同步演示节拍的电子节拍器装置，它包括节拍器母机(1)及节拍器子机(2)，在母机的CPU(100)相应I/O端口连接有无线发射模块(108)，相应的在子机(2)的CPU(100′)的相应I/O端口上连接有无线接收模块(108′)，母机(1)的CPU(100)对发出指令信号编码后，传给无线发射模块(108)发射。本发明还包括一种实现同步的方法，其具体包括初始化、参数设置、通讯状态设置、启动同步节拍演示等步骤。利用上述的电子节拍器装置，通过上述步骤便可方便，可靠的实现多个节拍器同步演示，为合奏、群体教学提供了很大的方便，解决了群体教学中指挥较难、合凑时需花费大量的排练时间等问题。减轻了教师工作强度、提高了教学质量。
文档编号G04F5/00GK1707373SQ20041004868
公开日2005年12月14日 申请日期2004年6月9日 优先权日2004年6月9日
发明者曾平蔚 申请人:曾平蔚