专利名称：一种定音器及其实现方法
技术领域：
本发明属于电子乐器部件范畴，更具体说涉及一种定音器及其实现方法。
背景技术：
音准训练是学习音乐的一个重要环节，主要培养习乐者对音准的判断力，大多数初学者不具备准确的音准判断力，需要进行大量反复地练耳训练，通过听觉强化对某一个音的手指触弦位置和按弦力度的练习，以准确的控制音高。
传统的方法是通过让习乐者进行视唱练耳训练达到准确的控制音准，但这需要专门的课程培训，花费较多的时间。尤其对胡琴和小提琴等无码位弦乐器，不象钢琴、扬琴和琵琶、吉他等有明确的音高演奏位置和码位，其音准须通过听觉和控制手指触弦位置、按弦力度来协同控制，更需要长时间的学习、训练。
传统训练方法包括1.在乐器上标记音位刻度，希望习乐者通过视觉帮助解决音准问题，但如果音位刻度不准确，会导致习乐者的听觉误差。即使在手指触弦位置正确的情况下，也会因为手指触弦的力度偏重或偏轻而产生音准偏差的现象。2.用电子琴示范演奏教师陪练方法，这样需要老师和学生在时间上的配合才行，不适用于学生个人练习。另外，这些方法也缺乏对所演奏音和与之相对应的同音高标准音的差异进行量化指示。
电子定音器是一种能发出乐器各个琴键或琴弦标准声音的装置，所发标准音与实际乐器发音比对，从而达到校正乐器音准的目的，目前的定音器一般是通过单个按键或一组双向选择键来逐个发出所存储的标准音，要找到所需的标准音，要经过多次按动按键才能实现，使得习乐者对乐器中相邻或相近的琴键或琴弦所发音的高低变化规律根本无法表达，既繁琐也不直观，而且也不能显示标准音的音高，这样对于习乐者和音乐爱好者来说很难将音高的感性认识与乐谱中的音高标注位置紧密的联系起来。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种使定音过程变得更简单的定音器。它通过琴键式按键来选择标准音，由于它与实际乐器键盘是对应的，所以很容易把所发出的标准音与实际乐器键盘对应起来，同时模拟显示该标准音在五线谱乐谱中的标示位置，操作既简单，也很容易表达出对应乐器中相邻或相近的琴键或琴弦所发标准音的高低变化规律，本发明所述的定音器包括单片机处理单元、按键输入单元、显示输出单元、音频输出电路，其特征在于所述的按键输入单元设置有与实际乐器键盘对应的一组按键及功能开关。
上述的一组按键是一组可以发光的按键。
上述的一组按键及功能开关分别为琴键式按键、组序选择键与A4值选择键，实际乐器键盘对应的关系如下琴键式按键设置为SW11...SW32共12个，对应钢琴键盘上的一个音组(一个八度)，即C、C#、D、Eb、E、F、F#、G、G#、A、Bb、B，按动组序选择键对应各个音组，选择范围为0-8，分别对应钢琴键盘的大字二组(A2...B2)、大字一组(C1...B1)、大字组(C...B)、小字组(c...b)、小字一组(c1...b1)、小字二组(c2...b2)、小字三组(c3...b3)、小字四组(c4...b4)、小字五组(c5)，按动A4值选择键可改变A4值，范围为430-450Hz中某一整数值。
由于在按键输入单元设置有与实际乐器键盘对应的一组按键及功能开关，所以通过琴键式按键来选择标准音，由于它与实际乐器键盘是对应的，所以很容易把所发出的标准音与实际乐器键盘对应起来，也很容易表达出对应乐器中相邻或相近的琴键或琴弦所发标准音的高低变化规律，对于习乐者和音乐爱好者来说很容易将音高的感性认识与乐谱中的音的标示位置紧密的联系起来。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种可以使定音过程变得更简单的方法。
本发明所述的方法包括以下步骤A、通过对应的按键输入指令；B、单片机处理单元根据输入指令找到所存储的标准音代码；C、单片机处理单元根据代码产生该标准音的音频信号输出，在发出标准音的同时，显示单元输出所发出标准音的音名、组序或弦序、所设置的A4值的其中之一或任意组合。
上述的步骤C中还包括显示单元输出模拟显示该标准音在五线谱乐谱中的标示位置。
上述的步骤C中还包括与该标准音音名相同的按键会发光指示。
本发明所述的方法由于可以将发出的标准音与实际乐器键盘对应起来，所以很容易表达出对应乐器中相邻或相近的琴键或琴弦所发标准音的高低变化规律，非常直观；而且可模拟显示五线谱中音的标示位置，对于习乐者和音乐爱好者来说很方便地将音高的感性认识与乐谱中的音高标注位置紧密的联系起来。
图1是本发明的原理框2是本发明按键及显示示意3是本发明单片机定音程序流程图下面将结合附图及实施例对本发明做进一步说明
具体实施例方式如图1所示，是应用本发明的原理框图，本实施例为用于钢琴的微电脑校音器，包括一单片机(MCU)处理单元、一组按键及功能开关、音频信号输入电路、晶体振荡电路、电源及复位电路、液晶显示器(LCD)、功率放大电路、音频输出电路及喇叭；单片机用于运行定音应用程序；定音应用程序包括接收按键及开关的输入指令并作出运算处理，处理结果送显示单元显示并同时输出音频信号，按键及功能开关与单片机的P1、P2口连接，琴键式按键设置为SW11...SW32共12个，如图2所示，对应钢琴键盘上的一个音组(一个八度)，即C、C#、D、Eb、E、F、F#、G、G#、A、Bb、B，按动某一键及发出当前组序所对应的标准音，按动组序选择键选择各个音组，选择范围为0-8，分别对应钢琴键盘的大字二组(A2...B2)、大字一组(C1...B1)、大字组(C...B)、小字组(c...b)、小字一组(c1...b1)、小字二组(c2...b2)、小字三组(c3...b3)、小字四组(c4...b4)、小字五组(c5)，按动A4值调整键可改变A4值，范围为430-450Hz中某一整数值，A4值国际标准为440Hz，但在不同民族地区，人们通常会根据自己的乐感和传统习惯将A4值作不同调整以增强乐感。
选择开关(K7)各触点K71-K75的通断编码设置决定发音的种类，可设置为十二平均音阶标准音、各种弦乐器空弦标准音等，本实施例设置为十二平均音阶标准音，选择开关(K5)各触点K51-K55的通断编码设置决定各弦乐器的调性，如古筝的D调、G调、F调、C调、Bb调、Eb调等，本实施例中无需设置；选择开关(K6)各触点K61-K65的通断编码设置决定律制，如十二平均律、五度相生律、纯律、三分损益律、中庸全音律等，本实施例设置为十二平均律。
上述开关可使用各种拨动开关、跨接线，电阻，也可直接在印刷电路板上用连焊点来实现开关的通断。
所需显示的输出信号通过单片机的显示输出口COM0---COM3及SEG0---SEG31连接至液晶显示器，其中COM0---COM3为公共地址线，SEG0---SEG31为各笔画段输出线，COM与SEG共同组成显示输出矩阵，最多可显示4×32＝128个笔段，通过单片机控制不同笔段的显示和熄灭而组成所需显示的内容。
单片机产生的标准音音频信号经P2.5及控制端P2.6输出，经由Q1---Q4组成的推挽式功率放大电路放大后驱动喇叭发声，也可通过音频输出插口输出音频信号至耳机或其它音响设备。
本发明所用单片机很多型号都可使用，所以在此不特别指定。
本发明与单片机相连的晶体振荡电路、电源及复位电路已为公众所熟知，在此就不再描述。
图3是本发明单片机定音程序流程图，程序流程为首先设输入/输出口P2.5、P2.6为输出方式(S10)；根椐操作输入的指令，从存储器标准音代码表中取出相应的标准音代码(S11)；根据代码产生该标准音的音频信号(S12)；经输入/输出口P2.5、P2.6输出音频信号(S13)。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种定音器，包括单片机处理单元、按键输入单元、显示输出单元、音频输出电路，其特征在于所述的按键输入单元设置有与实际乐器键盘对应的一组按键及功能按键开关。
2.根据权利要求1所述的定音器，其特征在于上述的一组按键是一组可以发光的按键。
3.根据权利要求1所述的定音器，其特征在于上述的一组按键及功能开关分别为琴键式按键、组序选择键与A4值选择键，与实际乐器键盘对应的关系如下琴键式按键设置为SW11...SW32共12个，对应钢琴键盘上的一个音组(一个八度)，即C、C#、D、Eb、E、F、F#、G、G#、A、Bb、B，按动组序选择键对应各个音组，选择范围为0-8，分别对应钢琴键盘的大字二组(A2.B2)、大字一组(C1...B1)、大字组(C...B)、小字组(c...b)、小字一组(c1...b1)、小字二组(c2...b2)、小字三组(c3...b3)、小字四组(c4...b4)、小字五组(c5)，按动A4值选择键可改变A4值，范围为430-450Hz中某一整数值。
4.根据权利要求1所述的定音器，其特征在于所述显示输出单元可以是液晶显示器(LCD)，也可以是发光二极管(LED)。
5.一种定音实现方法，包括以下步骤A、通过对应的按键输入指令；B、单片机处理单元根据输入指令找到所存储的标准音代码；C、单片机处理单元根据代码产生该标准音的音频信号输出，在发出标准音的同时，显示单元输出所发出标准音的音名、组序或弦序、所设置的A4值的其中之一或任意组合。
6.根据权利要求5所述的定音实现方法，其特征在于上述的步骤C中还包括显示单元输出模拟显示该标准音在五线谱乐谱中的标示位置。
7.根据权利要求5所述的定音实现方法，其特征在于上述的步骤C中还包括与该标准音音名相同的按键会发光指示。
全文摘要
本发明公开了一种定音器及其实现方法。定音器包括单片机处理单元、按键输入单元、显示输出单元、音频输出电路，其特征在于所述的按键输入单元设置有与实际乐器键盘对应的一组琴键式按键及功能按键开关。方法包括以下步骤A.通过对应的按键输入指令；B.单片机处理单元根据输入指令找到所存储的标准音代码；C.根据代码产生该标准音的音频信号输出，在发出标准音的同时，显示单元输出所发出标准音的音名、组序或弦序、所设置的A4值及模拟在五线谱上标示音。本发明由于可以将发出的标准音与实际乐器键盘对应起来，所以很容易表达出对应乐器中相邻或相近的琴键或琴弦所发标准音的高低变化规律，非常直观。
文档编号G10H1/00GK1805002SQ20061003298
公开日2006年7月19日 申请日期2006年1月12日 优先权日2006年1月12日
发明者黄海龙, 梁志辉, 周易, 苏敬配, 李大林, 陈兴华, 朱长海, 黄葵, 徐建 申请人:深圳市蔚科电子科技开发有限公司