专利名称：一种音乐演奏装置的制作方法
技术领域：
本发明属于音乐演奏装置，特别涉及一种基于其对数据接口的输入自动判断演奏模式的音乐演奏装置。
背景技术：
现有技术中的音乐演奏装置一般包括多个执行装置，例如琴键和踏板，多个驱动装置，用于分别驱动所述多个执行装置，每个驱动装置被独立的控制；多个传感器，用于检测关于所述多个操作器的位移，以便产生检测信号；数字信号处理器，用于演奏数据，以便产生用于所述多个驱动装置的驱动信号，并用于基于串行时钟信号而输出字同步信号；以及多个集成电路，每个集成电路与串行时钟信号同步的并行接收检测信号，并且，每个集成电路与字同步信号同步的输出驱动信号。
演奏数据保存在存储器中，数字信号处理器提取演奏数据，并产生驱动驱动装置的信号，并依照字同步信号，驱动各个执行装置；这种装置的问题在于，数字信号处理只能按照存储器中预先保存的演奏数据进行演奏，无法即时的转换演奏曲目，导致其可操作性不强；即便是能够即时转换播放曲目，也无法满足如需要现场编曲演奏等场合的需要。
发明内容
本发明旨在克服现有技术中的不足之处，提供一种可实现对上位机、键盘输入装置自动识别，并还可以自行进行演奏的音乐演奏装置。
为实现上述目的，本发明的音乐演奏装置包括中央处理系统，用以对各种数据进行分析处理，并将音乐数据存储于数据存储系统中；乐器系统，包括一组不同音高的琴键；每个琴键均与演奏单元的一个驱动装置相连；演奏系统，包括I/O单元，及多个驱动装置，每个驱动装置用以接收中央处理系统输出的演奏信号，并分别驱动乐器系统的琴键；一个存储系统，包括内存储器和外存储器，其中，内存储器保存系统的指令集，外存储器存储演奏系统的音乐数据及其他参数信息；一个通信系统，与演奏系统的I/O单元相连，用以实现演奏系统与普通计算机、其他网络系统或智能系统的通信；其特征在于所述中央处理系统执行以下步骤A.等待一个输入指令；B.如接收到一个指令，则判断指令的属性；C.如是下载指令，则切换至下载模式，开始下载音乐数据，下载完成后，返回步骤A；D.如是演奏指令，则读取外存储器中的音乐数据，并发送，发送完成后返回步骤A；E.如是调整指令，则对系统进行调整，调整完成后，返回步骤A。
本发明的效果在于，利用简单的结构即可实现通过与上位机、或键盘的连接即时的转换演奏曲目，或即时的对键盘的输入作出响应。
图1为本发明所述的音乐演奏装置的结构框图。
图2为本发明所述的音乐演奏装置的中央处理系统的结构框图。
图3为本发明所述的音乐演奏装置的中央处理系统的工作流程图。
图4为本发明所述的音乐演奏装置的中央处理系统执行的下载步骤的流程图。
图5为本发明所述的音乐演奏装置的存储系统的结构框图。
图6为本发明所述的音乐演奏装置的通信系统的结构框图。
图7为本发明所述的音乐演奏装置的演奏系统的结构框图。
图8为本发明所述的音乐演奏装置中演奏系统的驱动装置的结构框图。
图9为本发明所述的音乐演奏装置中演奏系统的机械传动装置的结构框图。
具体实施例方式
参照图1，本发明第一种具体实施方式
中的音乐演奏装置包括中央处理系统1，存储系统2，通信系统3，演奏系统4，乐器系统5和玩偶系统6。
参照图2，中央处理系统1包括中央处理系统1包括中央处理器11，存储器12，I/O接口单元13和通信单元14，其中，中央处理器11包括算数逻辑单元101，时序控制单元102和随机存储单元103(图中未示出)，算数逻辑单元用于执行如对保存于存储器中的数据的提取，以及对其进行逻辑运算等操作，时序控制单元用于保持所需处理的任务的正确顺序；存储器12通过内部总线10与中央处理器相连，保存系统启动时所执行的程序；该程序用以实现对不同输入装置接入中央处理系统时的检测，以及对应不同的输入装置调整系统的配置，从而顺序的执行音乐数据，并根据音乐数据，驱动演奏系统。
参照图3，首先，该程序包括一个等待输入步骤800，该步骤是中央处理系统1加电后执行的第一个步骤，通过对中央处理系统I/O接口单元13或通信端口的扫描，可以检测是否有外部指令的输入；如接收到指令，则执行判断步骤801；如未接收到指令，则继续执行扫描；本步骤中所述的外部指令是通过上位机、外置键盘、或其它外置控制器通过I/O接口单元13或通信单元14与中央处理系统建立连接后，将会指定一个传输协议；并依据该协议传输指令或数据。
执行判断步骤801在接收到其中一个输入装置的指令后，依据该指令进入下载步骤802、演奏步骤803、或调整系统步骤804；其中，指令属性的判断方法是基于指令的标记，指令标记分为三类，即下载指令，演奏指令，调整指令。
当音乐演奏装置与上位机建立连接后，上位机通过安装于其上的软件选择需要下载的音乐文件，对其进行编码，并向音乐演奏装置发送一个下载指令，音乐演奏装置接收到下载指令后，进入下载模式，并执行一个下载步骤，下载步骤802包括以下子步骤，流程图如图4所示开始接收由计算机传输的安装于计算机上的软件所指定的经过编码的音乐数据821、其中，该音乐数据是对一份简谱乐谱的编码结果，也可以是其它类型的乐谱，在这里，编码方法有很多种，只要选择一种在音乐演奏装置端有对应的解码程序的方法即可，接下来是CRC校验822，如校验未通过，则重新发送823，对接收到的数据进行二次编码并存储于存储器中824，结束传输825。
演奏步骤803包括三种演奏模式，第一种演奏模式为直接读取上位机中的音乐数据，识别后，转换为电平信号通过I/O接口单元输入驱动电路；第二种演奏模式为读取存储器系统2中的音乐数据，转换为电平信号转换为电平信号通过I/O接口单元输入驱动电路；在这种演奏模式中，可以通过外接的键盘装置输入保存在存储器系统中的音乐的编号，从而有选择性的执行音乐的解码；还可以，在没有外接键盘的情况下，直接顺序解码存放在存储器系统中的音乐；第三种演奏模式为中央处理系统1通过其I/O接口单元或通信单元连接一个专用键盘，该专用键盘上包含有一系列琴键，每个琴键对应一个输出信号，该信号输入中央处理系统1后，由中央处理器解码后发送至演奏系统。
调整系统步骤804是根据上位机发出的调整指令，对系统的各种固有参数进行调整；参照图5，存储系统2包括内部存储器12和外部存储器22，分别与中央处理系统1相连接，其中，内部存储器12保存系统运行的参数，外部存储器22保存系统所调用的音乐数据。
如图6所示，通信系统3包括接口301，和一个驱动电路302，驱动电路与接口相连，接口可以是RS-232标准串行总线接口321，通用串行总线接口322，或网络接口323(图中未示出)；驱动电路302与接口301相连，驱动电路还通过系统总线20与中央处理系统1相连接；并以某一种标准传输协议进行通信；用以，一方面接收与接口301相连接的上位机发出的指令及数据，并发送至中央处理器；另一方面，将中央处理系统的执行结果反馈至上位机。
如图7、8所示，演奏系统4包括至少一个I/O接口41，驱动装置42和至少一个机械传动装置43，其中，如图8，驱动装置42包括至少一个三极管放大电路411和一个电磁铁412，I/O接口41接收中央处理系统I/O接口单元13发出的控制信息后，发送至三极管放大电路411进行放大，放大后的信号驱动电磁铁412动作。
电磁铁412与机械传动装置43相连接，机械传动装置43包括第一连杆431，第二连杆432，第三连杆433，琴锤434、永磁铁435和驱动头436，永磁铁固连于第一连杆431的一端，所述第一连杆431与第一转轴437铰接，可绕第一转轴转动，第二连杆432与第二转轴438铰接，可绕第二转轴转动，其一端位于摆动时可与第一连杆的一端向撞击的位置上，另一端与琴锤434固连，第一连杆431在第一转轴437后端还与第三连杆433铰接，当第一连杆431绕第一转轴437转动时，会带动第三连杆摆动，第三连杆与驱动头436相连，第三连杆的摆动带动驱动头摆动。
本发明中的乐器系统5为现有技术中可以得到的一系列具有不同音高的琴键，每个琴键分别对应演奏系统4中的一个机械传动装置43，机械传动装置中的琴锤布置在运动时能够敲击到琴键的位置上。
本发明中的玩偶系统6为现有技术中可以得到的底部具有连接器的玩偶，玩偶通过底部的连接器与演奏装置中的驱动头相连接。
本发明中，一个控制程序保存在中央处理系统1的存储器12中，中央处理器顺序控制本发明的工作过程如下开启本发明的音乐演奏装置后，中央处理系统1上电，当中央处理系统1通过通信系统5中的RS232接口或通用串行总线(USB)接口与上位机相连接时，其中上位机可以为一台个人计算机，中央处理系统检测到与上位机的连接，并通过建立的连接访问计算机的内存，以直接执行对应本发明的音乐演奏装置的软件，该软件可实现通过RS232接口或通用串行总线(USB)接口的，对中央处理系统1的下载、调整以及播放操作，当中央处理系统1通过执行等待步骤800，通信系统5中的RS232接口(或USB接口)接收到一个指令，通过判断步骤801判断其为一个下载指令时，执行下载步骤802，中央处理器11中的算术逻辑单元101对其进行解码，并依照解码后的结果指定外存储器22中的地址段，并发出下载允许信号，上位机发出音乐数据，中央处理器接收并向上述地址段写入上位机发出的音乐数据；当等待步骤800检测到第二个指令时，通过判断步骤801判断其属性，如果是演奏指令，则执行演奏步骤803，演奏步骤803中判断演奏模式，如果是第一种模式，在本具体实施例中，第一种模式为直接读取上位机中的音乐数据，则执行一个直接解码步骤831，该步骤通过RS232或通用串行总线直接从上位机读取音乐数据，送入中央处理器11中解码后，通过数据总线通过I/O接口41发送至驱动装置42，驱动装置42包括多个三极管放大器421和与之相连的电磁铁422，三极管放大器421接收到中央处理系统1发出经解码后的音乐信号后将其放大至足以驱动电磁铁422产生此理的电平，电磁铁422得电后产生吸引力，吸引传动装置43种第一连杆431一端的永磁铁435，永磁铁的转动带动了第一连杆431绕轴437转动，转动的第一连杆会撞击第二连杆432，导致第二连杆432绕轴437转动，从而，固定在第二连杆432另一端的琴锤434随之转动，每个琴锤434与一个乐器系统5中的一个琴键位置相对应，当琴锤434转动时，便回敲击琴键，发出声音。
第三连杆433与第一连杆431的中部靠上部分铰接，当第一连杆431转动时，第三连杆亦随之摆动，从而带动与其固连的驱动头436上下运动，从而令玩偶系统6中的一个与驱动头相连接的玩偶上下运动。
权利要求
1.一种音乐演奏装置包括中央处理系统，用以对各种数据进行分析处理，并将音乐数据存储于数据存储系统中；乐器系统，包括一组不同音高的琴键；每个琴键均与演奏单元的一个驱动装置相连；演奏系统，包括I/O单元，及多个驱动装置，每个驱动装置用以接收中央处理系统输出的演奏信号，并分别驱动乐器系统的琴键；一个存储系统，包括内存储器和外存储器，其中，内存储器保存系统的指令集，外存储器存储演奏系统的音乐数据及其他参数信息；一个通信系统，与演奏系统的I/O单元相连，用以实现演奏系统与普通计算机、其他网络系统或智能系统的通信；其特征在于所述中央处理系统执行以下步骤实现模式切换；A.等待一个输入指令；B.如接收到一个指令，则判断指令的属性；C.如是下载指令，则切换至下载模式，开始下载音乐数据，下载完成后，返回步骤A；D.如是演奏指令，则读取外存储器中的音乐数据，并发送，发送完成后返回步骤A；E.如是调整指令，则对系统进行调整，调整完成后，返回步骤A。
2.根据权利要求1所述的音乐演奏装置，其特征在于所述驱动装置包括至少一个三极管放大电路和一个电磁铁，I/O接口接收到中央处理系统I/O接口单元发出的控制信息后，发送至三极管放大电路进行放大，放大后的信号驱动电磁铁动作。
3.根据权利要求1所述的音乐演奏装置，其特征在于所述机械传动装置包括第一连杆，第二连杆，第三连杆，琴锤、永磁铁和驱动头，永磁铁固连于第一连杆的一端，所述第一连杆与第一转轴铰接，可绕第一转轴转动，第二连杆与第二转轴铰接，可绕第二转轴转动，其一端位于摆动时可与第一连杆的一端向撞击的位置上，另一端与琴锤固连，第一连杆在第一转轴一端还与第三连杆铰接，当第一连杆绕第一转轴转动时，带动第三连杆摆动，第三连杆与驱动头相连，第三连杆的摆动带动驱动头摆动。
4.根据以上任意一项权利要求所述的音乐演奏装置，其特征在于上位机通过安装于其上的软件选择需要下载的音乐文件，对其进行编码，并向音乐演奏装置发送一个下载指令，音乐演奏装置接收到下载指令后，进入下载模式，并执行一个下载步骤，下载步骤包括以下子步骤，A.开始接收由计算机传输的安装于计算机上的软件所指定的经过编码的音乐数据；B.CRC校验；C.如校验未通过，则重新发送；D.对接收到的数据进行二次编码并存储于存储器中；E.结束传输。
5.根据权利要求4所述的音乐演奏装置，其特征在于所述的音乐数据是一份简谱乐谱经编码后形成的。
全文摘要
本发明公开了一种音乐演奏装置包括中央处理系统，乐器系统，演奏系统，数据存储系统，通信系统，所述中央处理系统执行以下步骤等待一个输入指令；如接收到一个指令，则判断指令的属性；如是下载指令，则切换至下载模式，开始下载音乐数据，下载完成后，返回等待步骤；如是演奏指令，则读取外存储器中的音乐数据，并发送，发送完成后返回等待步骤；如是调整指令，则对系统进行调整，调整完成后，返回等待步骤。本发明的效果在于，利用简单的结构即可实现通过与上位机、或键盘的连接即时的转换演奏曲目，或即时地对键盘的输入作出响应。
文档编号G10F1/02GK1811905SQ20061002370
公开日2006年8月2日 申请日期2006年1月27日 优先权日2006年1月27日
发明者张东兵, 唐寅, 梁伟, 汤虎, 朱晓明, 李然, 吴锋刚 申请人:上海融磁电子有限公司