专利名称：多功能电子乐器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电振荡类电子乐器，尤其是涉及一种主要由微处理器电路，受微处理器电路控制的电子琴音源电路或电子钢琴音源电路或电子音乐合成器发音电路，音频电路，扬声器，琴键盘及控制开关电路等构成的并且其中的微处理器带有MIDI功能电子乐器。
市售的雅马哈等品牌中的一些电子琴、电子钢琴、电子音乐合成器中都有上述结构的电子乐器。虽已有95200929.3号申请，95203481.6号申请以及95年6月17日“一种多功能电子乐器”的申请它们分别涉及能使电子乐器具有CRT显示和放音机功能，监测与记录人对电子乐器的弹奏状态，对比评价用于音乐自我训练教学的功能，但是它们都没有利用电子乐器中微处理器的MIDI(MusicalInstrument Digital Interface)功能，而带该功能的电子乐器则会越来越多。
本实用新型目的是提供一种多功能电子乐器，它利用电子乐器中微处理器的MIDI功能，既保留电子乐器原来全部功能，又能够或者放出几十首至上千首的乐曲并可换曲目(相当于音乐放音机)，或者靠自身的CRT显示功能，可以方便地与电视机等CRT相接，显示文字及图像，实现歌词显示与伴奏音乐时值同步的卡拉OK，乐谱显示与音乐同步的音乐教学，或者能监测和记录入对电子乐器的弹奏状况与存入机内的音乐教程中乐曲、音名、音调、音色、速度、节奏、时值、和弦、姿势、指法等标准作比较评价，显示出比较评价结果与弹奏提示、教程要求，或者放出音乐教程中的标准乐曲供弹奏者作对比训练并作出评价与弹奏提示显示，用于音乐自我训练教学，或仅靠自身就可当音乐放音机用，开拓了电子乐器的新用途。
可以采取多种方案实现本实用新型目的，为了说明叙述的简捷与方便，先对说明书与权利要求书等中出现的定义或概念做一些简称对于原来电子乐器中用的微处理器电路及其相关电路，下面简称原微处理器，以MIDI的指令系统来对乐曲进行(满足演奏、教学等要求)的编码简称乐曲编码；对于控制CRT显示或放音用微处理器，以及包含卡拉OK字符集合、乐谱符号的字库，乐曲编码库以及字符显示随音乐时值同步改变的控制编码的卡拉OK词曲库，音乐曲、谱库或音乐教程库及其相关电路，这本身是一个小系统，下面简称C微处理器；对于在原微处理器和C微处理器以外再使用的微处理器及其相关电路以及当需要时增设的如卡拉OK词曲库、音乐教程库、乐曲编码库等电路，它本身也是一个小系统，下面简称Y微处理器；对于电子乐器中原微处理器本身具有的简单的MIDI接口电路或另带有一个MIDI微处理器控制的复杂MIDI系统，不论其MIDI接口是否引到MIDI插口上，从MIDI输入和MIDI输出的功能看都可称为MIDI接口电路，并把它们分别简称为原微处理器MIDI接口、M微处理器MIDI接口，对通过MIDI接口接收MIDI指令输出来监测与记录人据屏幕显示的或教程课本上的音乐教程弹奏时出现的乐曲编码，下面简称监测与记录乐曲编码，对主要由三态缓冲电路、三态数据锁存器、三态数据触发器、三态收发共用电路、总线收发两用电路、三方向总线收发控制电路、二输入多路转换锁存器，可编程I/O扩展电路，串行口扩展电路以及其它电路组成的无锁存功能或有锁存功能的扩展I/O电路，下面简称扩展I/O电路；对于受微处理器电路控制的电子琴音源电路或电子钢琴音源电路或电子音乐合成器发音电路，下面简称音源电路。
为达本实用新型目的采取的方案之一是在主要由原微处理器、音源电路、音频电路、扬声器、琴键及控制按钮等构成的微处理器具有MIDI功能的电子乐器中，1.增设C微处理器，把原微处理器MIDI输出接口或M微处理器MIDI输出接口联至C微处理器的I口，或者把原微处理器MIDI输出接口或M微处理器MIDI输出接口经扩展I电路联至C微处理器、以接受原微处理器输出的乐曲编码，2.把C微处理器的O口联至原微处理器MIDI输入接口或M微处理器MIDI输入接口，或者C微处理器经扩展O电路联至原微处理器MIDI输入接口或M微处理器MIDI输入接口，以传输乐曲编码至原微处理器电路，原微处理器或M微处理器与C微处理器之间可用MIDI速率或RS232速率传输信息，3.上述扩展I/O电路的控制端都由C微处理器控制，4.负责多功能电子乐器的普通功能状态或新增加的卡拉OK等多功能选择开关的控制信号交给C微处理器检测，或由C处理器借用选曲按钮或琴键决定何种工作状态，工作在卡拉OK或放音机等状态时，C微处理器用乐曲编码送入MIDI的输入口发出音乐，并把它自身小系统中卡拉OK等词曲库的字符编码送到字库中调出字符点阵供CRT显示用，以控制编码来控制字符显示随音乐时值同步改变，或者C微处理器只用乐曲编码送入MIDI输入口发出音乐，做放音机用，工作在能监测原电子乐器弹奏以用于音乐教学时，C微处理器监测与记录乐曲编码，并和其小系统中音乐教程的乐曲编码标准作比较，把乐谱、节奏、速度、时值、歌词、指法、键盘图形、评价、训练提示等供CRT显示，也可是C微处理器用乐曲编码送入MIDI输入口放出音乐教程中的标准乐曲供弹奏者作对比训练并作出评价与弹奏提示显示。本方案最简单，但C微处理器的工作负担较重。
为达本实用新型目的采取的方案之二是在主要由原微处理器、音源电路、音频电路、扬声器、琴键及控制按钮等构成的微处理器具有MIDI功能的多功能电子乐器中，1.增设C微处理器和Y微处理器，2.C微处理器和Y微处理器通过I/O口或扩展I/O口相联能交换信息，3.把原微处理器MIDI输出接口或M微处理器MIDI输出接口联至Y微处理器的I口，或者把原微处理器MIDI输出接口或M微处理器MIDI输出接口经扩展I电路联至Y微处理器，以接受原微处理器输出的乐曲编码，4.把Y微处理器的O口联至原微处理器MIDI输入接口或M微处理器MIDI输入接口，或者Y微处理器经扩展O电路联至原微处理器MIDI输入接口或M微处理器MIDI输入接口，以传输乐曲编码至原微处理器电路，原微处理器或M微处理器与Y微处理器之间可用MIDI速率或RS232速率传输信息，5.上述扩展I/O电路的控制端都由Y微处理器控制，6.负责多功能电子乐器的普通功能状态或新增加的卡拉OK等多功能选择开关的控制信号交给C微处理器或Y微处理器检测，或者由C微处理器或Y微处理器借用选曲按钮或琴键决定何种工作状态，工作在卡拉OK或放音机等状态时，Y微处理器用乐曲编码送入MIDI输入口发出音乐，并且C微处理器把它自身小系统中卡拉OK等词曲库的字符编码送到字库中调出字符点阵供CRT显示用，以控制编码来控制字符显示随音乐时值同步改变或Y微处理器把它自身小系统中卡拉OK等词曲库的字符编码及控制码送入C微处理器供CRT显示用，或者Y微处理器只用乐曲编码送入MIDI输入口发出音乐，做放音机用，工作在能监测原电子乐器弹奏以用于音乐教学时，Y微处理器，监测与记录乐曲编码，并和C微处理器或Y微处理器中音乐教程的乐曲编码标准作比较，把乐谱、节奏、速度、时值、歌词、指法、键盘图形、评价、训练提示等供CRT显示，也可是Y微处理器用乐曲编码送入MIDI输入口放出音乐教程中的标准乐曲供弹奏者作对比训练并作出评价与弹奏提示显示。工作在卡拉OK或放音机等状态或能监测原电子乐器弹奏以用于音乐教学时，Y微处理器和C微处理器随时交换信息。本方案对C微处理器的负担较低，但增加Y微处理器成本较高。
如多功能的电子乐器本身还设置MIDI接口，上述两种方案中MIDI接口的使用都可有适当的隔离或缓冲放大以不影响MIDI插口的设置。
为了能够更换扩展词曲库，乐曲库，或音乐教程库，本实用新型的乐器还可加上外接若干K字节词曲库，或乐曲库，或音乐教程库的ROM扩展电路，该电路受C微处理器或Y微处理器控制，且做成插卡形式，并(在主机上)配有一个插卡插座，而且在与该插座位置相应的琴外壳上开一个可供外接ROM插卡的孔，通过更换词曲库，或乐曲库，或音乐教程插卡一次就可更换若干首歌曲或音乐教程。
为了电路简捷造价低，C微处理器采用游戏机6527类CPU，CRT显示电路可采用游戏机的PPU6528类芯片，该芯片外围电路简单，仅需一个8锁存器和配用的VRAM相联，能在C微处理器的控制下，直接输出视频信号。
对于做成仅要放音功能不要CRT显示功能的本实用新型时但要另用几位数码显示电路供选曲显示用，C微处理器通过接口和驱动电路控制数码管显示歌曲编号。
由于采取了上述措施，本实用新型的多功能电子乐器既保留电子乐器原来全部功能，当普通电子乐器用，或靠本身就可当音乐放音机用，或可方便地与电视机等CRT连接，显示文字及图像，在发音时实现歌词显示与伴奏音乐时值同步的卡拉OK，乐谱显示与音乐声同步地音乐教学等，并可使之具有能监测和记录人对电子乐器的弹奏状况与存入机内的音乐教程中音名、音调、音色、速度、时值、和弦等标准作比较评价，显示比较评价结果与弹奏提示与教程要求，也可放出音乐教程中的标准乐曲供弹奏者作对比训练并作出评价与弹奏提示显示，以更好地用于音乐自学训练教学，开拓了电子乐器的新用途。
图1是本实用新型第一个实施例的电路示意图。
图2是本实用新型第二个实施例的电路示意图。
如
图1所示，本实施例是对卡西欧CT670改进的多功能电子琴，增设的C微处理器2中的单片机用8031，其P3.1口联至原微处理器1芯片UPD937G的MIN(第18脚)向原微处理器1输入MIDI数据，其P3.0口联至原微处理器1芯片UPD937G的MOUT(第17脚)以接收原微处理器1输出的MIDI数据，增设的负责多功能电子乐器普通功能状态或新增加的卡拉OK等多功能选择开关3的控制信号交给C微处理器2的P3.5检测，增设的卡拉OK词曲库、音乐教程库扩展插卡4上有32K字节的ROM，能存储十余首歌曲，它的数据、地址、控制线挂在C微处理器2的总线上，它插在机内一个插座上，在与这个插座相对应位置的琴壳上开有一个能使插卡通过的孔，以方便更换。工作在卡拉OK或放音机等状态时，C微处理器用乐曲编码送入MIDI输入口发出音乐，并把它自身小系统中卡拉OK等词曲库的字符编码送到字库中调出字符点阵供CRT显示用，以控制编码来控制字符显示随音乐时值同步改变，或者C微处理器只用乐曲编码送入MIDI输入口发出音乐，做放音机用，工作在能监测原电子乐器弹奏以用于音乐教学时，C微处理器监测与记录乐曲编码，并和其小系统中音乐教程的乐曲编码标准作比较，把乐谱、节奏、速度、时值、歌词、指法、键盘图形、评价、训练提示等供CRT显示，也可是C微处理器用音乐教程中的乐曲编码送入MIDI输入口放出音乐教程中的标准乐曲供弹奏者作对比训练并作出评价与弹奏提示显示。
如图2所示，本实施例是对卡西欧CT670改进的多功能电子琴，增设的Y微处理器2用8751，其P3.1口联至原微处理器1芯片UPD937G的MIN(第18脚)向原微处理器1输入MIDI数据，其P3.0口联至原微处理器1芯片UPD937G的MOUT(第17脚)以接收原微处理器1输出的MIDI数据，其P1.0～P1.7联至增设的C微处理器3(8031单片机)的P1.0～P1.7，Y微处理器2的P3.2口与C微处理器的P3.3口相联，Y微处理器2的P3.3口与C微处理器的P3.2口相联，以保证Y微处理器和C微处理器交换信息，增设的负责多功能电子乐器的普通功能状态或新增加的卡拉OK等多功能选择开关4的控制信号交给Y微处理器2的P3.5检测，增设的卡拉OK词曲库、音乐教程库扩展插卡5上有32K字节的ROM，能存储十余首歌曲，它的数据、地址、控制线挂在C微处理器3的总线上，它插在机内一个插座上，在与这个插座相对应位置的琴壳上开有一个能使插卡通过的孔，以方便更换。工作在卡拉OK或放音机等状态时，Y微处理器用乐曲编码送入MIDI的输入口发出音乐，并且C微处理器把它自身小系统中卡拉OK等词曲库的字符编码送到字库中调出字符点阵供CRT显示用，以控制编码来控制字符显示随音乐时值同步改变，或者Y微处理器只把乐曲编码送入MIDI的输入口发出音乐，做放音机用，工作在能监测原电子乐器弹奏以用于音乐教学时，Y微处理器，监测与记录乐曲编码，并和C微处理器中音乐教程的乐曲编码标准作比较，把乐谱、节奏、速度、时值、歌词、指法、键盘图形、评价、训练提示等供CRT显示，也可是Y微处理器把音乐教程中的乐曲编码送入MIDI的输入口放出音乐教程中的标准乐曲供弹奏者作对比训练并作出评价与弹奏提示显示。工作在卡拉OK或放音机等状态或能监测原电子乐器弹奏以用于音乐教学时，Y微处理器和C微处理器随时交换信息。
上述实施例都是以电子琴来说明的，对于有着相似电路结构的电子钢琴、电子音乐合成器等电子乐器，因采用相同的改进构思，具体改进电路虽可有不同，其发明效果是一样的。
权利要求1.一种主要由原微处理器、音源电路、音频电路、扬声器、琴键及控制按钮等构成的微处理器具有MIDI功能的多功能电子乐器，其特征在于1.增设C微处理器，把原微处理器MIDI输出接口或M微处理器MIDI输出接口联至C微处理器的I口，或者把原微处理器MIDI输出接口或M微处理器MIDI输出接口经扩展I电路联至C微处理器、以接受原微处理器输出的乐曲编码，2.把C微处理器的O口联至原微处理器MIDI输入接口或M微处理器MIDI输入接口，或者C微处理器经扩展O电路联至原微处理器MIDI输入接口或M微处理器MIDI输入接口，以传输乐曲编码至原微处理器电路，3.上述扩展I/O电路的控制端都由C微处理器控制，4.负责多功能电子乐器的普通功能状态或新增加的卡拉OK等多功能选择开关的控制信号交给C微处理器检测，或由C处理器借用选曲按钮或琴键决定何种工作状态，工作在卡拉OK或放音机等状态时，C微处理器用乐曲编码送入MIDI的输入口发出音乐，并把它自身小系统中卡拉OK等词曲库的字符编码送到字库中调出字符点阵供CRT显示用，以控制编码来控制字符显示随音乐时值同步改变，或者C微处理器只用乐曲编码送入MIDI的输入口发出音乐，做放音机用，工作在能监测原电子乐器弹奏以用于音乐教学时，C微处理器，监测与记录乐曲编码，并和其小系统中音乐教程的乐曲编码标准作比较，把乐谱、节奏、速度、时值、歌词、指法、键盘图形、评价、训练提示等供CRT显示，也可是C微处理器用音乐教程中的乐曲编码送入MIDI输入口放出音乐教程中的标准乐曲供弹奏者作对比训练并作出评价与弹奏提示显示。
2.一种主要由原微处理器、音源电路、音频电路、扬声器、琴键及控制按钮等构成的微处理器具有MIDI功能的多功能电子乐器，其特征在于1.增设C微处理器和Y微处理器，2.C微处理器和Y微处理器通过I/O口或扩展I/O口相联能交换信息，3.把原微处理器MIDI输出接口或M微处理器MIDI输出接口联至Y微处理器的I口，或者把原微处理器MIDI输出接口或M微处理器MIDI输出接口经扩展I电路联至Y微处理器，以接受原微处理器输出的乐曲编码，4.把Y微处理器的O口联至原微处理器MIDI输入接口或M微处理器MIDI输入接口，或者Y微处理器经扩展O电路联至原微处理器MIDI输入接口或M微处理器MIDI输入接口，以传输乐曲编码至原微处理器电路，5.上述扩展I/O电路的控制端都由Y微处理器控制，6.负责多功能电子乐器的普通功能状态或新增加的卡拉OK等多功能选择开关的控制信号交给C微处理器或Y微处理器检测，或者由C微处理器或Y微处理器借用选曲按钮或琴键决定何种工作状态，工作在卡拉OK或放音机等状态时，Y微处理器用乐曲编码送入MIDI的输入口发出音乐，并且C微处理器把它自身小系统中卡拉OK等词曲库的字符编码送到字库中调出字符点阵供CRT显示用，以控制编码来控制字符显示随音乐时值同步改变或Y微处理器把它自身小系统中卡拉OK等词曲库的字符编码及控制码送入C微处理器供CRT显示用，或者Y微处理器只用乐曲编码送入MIDI的输入口发出音乐，做放音机用，工作在能监测原电子乐器弹奏以用于音乐教学时，Y微处理器，监测与记录乐曲编码，并和C微处理器或Y微处理器中音乐教程的乐曲编码标准作比较，把乐谱、节奏、速度、时值、歌词、指法、键盘图形、评价、训练提示等供CRT显示，也可是Y微处理器用音乐教程中的乐曲编码送入MIDI输入口放出音乐教程中的标准乐曲供弹奏者作对比训练并作出评价与弹奏提示显示，工作在卡拉OK或放音机等状态或能监测原电子乐器弹奏以用于音乐教学时，Y微处理器和C微处理器随时交换信息。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的多功能电子乐器其特征在于增设的C微处理器是用任天堂类游戏机的6527类CPU和6528类PPU及其它相关电路。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的多功能电子乐器其特征在于有外接若干K字节词曲库，或乐曲库，或音乐教程库的ROM扩展电路，该电路受C微处理器或Y微处理器控制，且做成插卡形式，并在主机上配有一个插卡插座，而且在与该插座位置相应的琴外壳上开一个可供外接ROM插卡的孔，通过更换词曲库，或乐曲库，或音乐教程插卡一次就可更换若干歌曲或音乐教程。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能电子乐器，增设C微处理器或Y微处理器，利用其中原微处理器或M微处理器的MIDI接口它既保留了原来的各种音乐功能，或方便地联接电视机实现字符及图像显示，用于词曲同步的卡拉OK、音乐教学等，监测并记录人的弹奏与机中音乐教程的多项标准作对比，显示评价及训练提示，或单独做音乐放音机用，它开辟了电子乐器的新用途。
文档编号G10H5/00GK2248371SQ9521611
公开日1997年2月26日 申请日期1995年6月22日 优先权日1995年6月22日
发明者史耀华, 董小明, 葛龙龙 申请人:史耀华