专利名称：一种电子琴的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工艺电子琴或玩具电子琴。
背景技术：
现有的电子琴，无论是专业演奏用的，还是作为工艺品或玩具，基本上都是通过按键给出电信号，再将电信号转换成声音的。体积较大，较重，携带不方便，成本也较高。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是克服现有电子琴体积大、较重、携带不方便等缺陷，提供一种新的电子琴。
本实用新型的技术方案为一种电子琴，包括键位部分、信号提取部分、CPU和电子琴电路部分，所述键位部分、信号提取部分和电子琴电路都与CPU的I/O口连接。
在上述方案中，所述键位部分可以是由相互垂直但绝缘的4根行导线和4根列导线构成的阵列；所述信号提取部分是一个电场感应片(导电片)通过一微分电路和整形电路接到所述CPU的I/O口。也可以由M根行导线和N根列导线构成阵列。
上述电子琴可以布线在一个手套上。手套可以是只分出大拇指而其他四指并在一起的，在这种情况下，键位部分无论是4×4列阵或M×N列阵都可以，所述键位部分固定在手套的四手指部位。如果手套是每一个手指都分开的，键位部分最好是4列，行导线可以是4根，也可以是多根。信号提取部分固定在拇指部位。CPU和电子琴电路部分固定在手套的手背部份，也可以放在其它部位。
在4根列导线的情况下，列导线布置在与手指平行方向，每一根列导线布置在手套上的一个手指上，列导线的形状呈蛇形。所述行导线布置在与手指垂直方向。行导线通过多芯屏蔽线从手套上手指侧面分支。
本实用新型技术方案中，键位部分也可以改为多色板，同时将信号提取部分改为LED和颜色检测头构成，所信号提取部分和电子琴电路都与CPU的I/O口连接。为了效果更好，LED灯采用恒流源供电。
在这种方案中，多色板部分固定在手套的四指部位，所述信号提取部分固定在拇指指尖部份，所述CPU固定在手套的手背部份。若手套中的四指部分是分开的，多色板可以分成四条多色条。
图1是本实用新型一种实施方式的方框图；图2是图1中的按键部分与CPU的连接关系图；图3是图1中的信号提取部分的电路图；图4是电子琴电路部分的电路图；图5是图1所示方案在手套上的布线图；图6是本实用新型的另一种实施方式图；图7是图6中的检测头部分电路图；图8是图6中的CPU及外围电路。
具体实施方式
在实用新型内容部分已介绍本实用新型可以用两种实施方案。每种实施方案又可以有多种实施方式。
图1所示是第一种实施方案。包括键位部分、信号提取部分、CPU和电子琴电路部分。
本方案的原理是通电导线周围存在的电场，当通电电压变化时，其电场也跟随变化，我们检测电场的变化就可确认通电电压的变化。若我们让某一导线，从电压由高往低快速变化，感应片告近该导线时，感应片的电位必然有下沿变化，连接感应片的微分放大及整形处理后，必然得到一低电平脉冲，若感应片不告近该导线，则没有这一低电平脉冲。如此可判断感应片是否告近该导线。
如图2所示，我们利用CPU的RB0-RB2三个I/O端口控制4条列线，RCO-RC2三个I/O端口控制4条行线。4条列线分布于4根手指纵向位置，4条行线分布于4根手指的横向位置。信号提取部分的感应片置于大拇指的指尖位置。当CPU控制端口电平从高往低变化时，信号提取部分中的感应片靠近该端口线时，检测到的信号经过图3所示的微分放大及整形处理后得到一低电平脉冲，这个脉冲可以应用来判断感应片是否靠近连接该端口的导线。我们通过CPU扫描的方式就可以确定接触端(感应片)所接触的行和列的位置(即大拇指尖接近另外四指及手掌中的部位)。
例如，MCU先将COL1-COL4及ROW1-ROW4全部置成高电平，延时一段时间(如100uS)后，再全部拉低(对下沿时间有一定要求，愈快愈好)，拉低后在规定时间内(如250uS)检测微分放大及整形电路的输出，检测到低电平脉冲时即表明大拇指尖(感应片)接近另外四指及手掌中的部位，(为了增加抗干扰性可多次检测确认)。若没有检测到低电平脉冲即表明感应片没有接近另外四指及手掌中的部位。当检测到低电平时则进入行列判断处理行判别先将列线COL1-COL4全部置成输入状态(高阻状态)，再将某一行线置成高电平(其它行线置低)延时一定时间后，再将其拉低，在规定时间内(如250uS)检测微分放大及整形电路的输出，检测到低电平脉冲时即表明大拇指尖(感应片)接近该行线，反之未接近该行线。轮查即可知道接近哪一行线(ROW1-ROW4)。本方案中的MCU采用PIC16C505，由于CPU的端口资源关系，行线和列线都采用三个IO口控制。对于行线(ROW2)要根据以下情况作出判断1、由RB0-2＝010到RB0-2＝100时(1表示高电平，0表示低电平，下同)，行线ROW2上电平无变化1/2VCC，当检测端感应片接近ROW2、ROW1时，MCU检测不到低电平脉冲。当检测端感应片接近ROW3时，MCU应能检测到低电平脉冲。
2、由RB0-2＝110到RB0-2＝000时，行线ROW2上电平下降沿变化(由VCC到0)，当检测端感应片接近ROW1、ROW2、ROW3时，MCU应能检测到低电平脉冲。
3、由RB0-2＝100到RB0-2＝000时，行线ROW2上电平下降沿变化(由1/2VCC到0)，当检测端感应片接近ROW1、ROW2时，MCU也应能检测到低电平脉冲。当检测端感应片接近ROW3时，MCU检测不到低电平脉冲。
4、由RB0-2＝010到RB0-2＝000时，行线ROW2上电平下降沿变化(由1/2VCC到0)，当检测端感应片接近ROW2、ROW3时，MCU也应能检测到低电平脉冲。当检测端感应片接近ROW3时，MCU检测不到低电平脉冲。
同理也可判别列线，即可以知道感应片接近另外四指及手掌中的位置坐标值，此时送一低电平脉冲信号给电子琴电路(中断用)并将键值(位置坐标值)送出(D0-D3)。当在400mS时间内未能检测到触键时即将D0-D3全部置高电平，此时表明未按键(或松开按键)。
也可以采用CPU控制某一行或列线，令其发出一定间隔的脉冲，在脉冲的下沿开始的一段时间内，检测微分放大及整形电路的输出，从而进行判别。
以上是采用脉冲的下沿判别，当然对检测微分放大及整形电路改动，也可以进行上升沿判别。
以上以键位部分是4×4阵列的情况作了描述，如果改为M×N阵列，对行、列导线与CPU的连接关系作适当调整，或选用合适的CPU就可以了。
图3所示的微分和整形电路是常用技术，不再详细说明，图中的IP为感应片。
图4所示的电子琴电路部分选用是的凌阳公司SPC11A。在本实用新型中，
input16key 01~12key琴键13功能切换键14曲目(音色)选择键outputspeak本方案中，可以采用以下两种模式模式一琴键模式(13key状态01)K1～K12为音符，一个八度12音K14选择三种音色，A钢琴B风琴C木琴15key时，终止发音。
模式二DEMO曲目模式(13key状态02)K1～K12分别为十二首曲；K13转换主音色(A钢琴B风琴C木琴)还可以采用其他模式。
图5所示是将电子琴布线在手套上的一种实施例图。行线与列线相交但不短路。为了提高抗折能力，列线成蛇形布线，屏蔽线延着手指侧面布线。感应片(TP)用软性PCB镀银制作，面积不小于9平方毫米。对于小手套，也可以四指套不分开，布线可进一步简化。
图6是本实用新型的第二种方案原理框图，包括颜色检测头、CPU和电子琴电路部分。检测头部分如图7所示，CPU及外围电路如图8所示。
在本实施例中，颜色检测头选用TAOS公司TCS230规格，CPU选用PIC16C505，当大拇指上的颜色检测头贴上四指上不同颜色片时，LED白光源灯发出的白光，经带颜色的反光片反射进入TCS230的检测窗口，TCS230在CPU控制下，分别输出不同状态下与颜色有关的频率信号，CPU对此频率信号进行定时计数及处理，得出反射光的红色、绿色、兰色成份比，从而判别不同的颜色，我们将不同颜色对应不同的键值。发送给电子琴电路，发出不同的音乐声。
权利要求1.一种电子琴，其特征在于，包括键位部分、信号提取部分、CPU和电子琴电路部分，所述键位部分、信号提取部分和电子琴电路都与CPU的I/O口连接。
2.权利要求1所述的电子琴，其特征在于，所述键位部分是由相互相交但绝缘的4根行导线和4根列导线构成的阵列；所述信号提取部分是一个电场感应片通过一微分电路和整形电路接到所述CPU的I/O口。
3.权利要求2所述的电子琴，其特征在于，还包括一个手套，所述键位部分固定在手套的四手指部位，信号提取部分固定在拇指部位，CPU和电子琴电路部分固定在手套的手背部位。
4.权利要求3所述的电子琴，其特征在于，所述列导线的形状呈蛇形，行导线通过多芯屏蔽线从手套上手指侧面分支。
5.一种电子琴，其特征在于，包括键位部分、信号提取部分、CPU和电子琴电路部分，所述键位部分是一个有不同颜色块的多色板，所述信号提取部分由LED和颜色检测头构成，所信号提取部分和电子琴电路都与CPU的I/O口连接。
6.权利要求5所述的电子琴，其特征在于，还包括一个手套，所述键位部分固定在手套的四指部位，所述信号提取部分固定在拇指部分，所述CPU固定在手套的手背部位。
专利摘要一种电子琴，包括位键部分、信号提取部分、CPU和电子琴电路部分，所述键位部分、信号提取部分和电子琴电路都与CPU的I/O口连接。键位部分可以是由相互垂直但绝缘的4根行导线和4根列导线构成的阵列；所述信号提取部分是一个电场感应片(导电片)通过一微分电路和整形电路接到所述CPU的I/O口。上述电子琴可以布线在一个手套上。本实用新型体积小、重量轻，携带方便，电路简单，成本低。
文档编号G10H1/26GK2718726SQ200420045220
公开日2005年8月17日 申请日期2004年4月22日 优先权日2004年4月22日
发明者朱轶 申请人:朱轶