专利名称：数字式校音仪的制作方法
技术领域：
本实用新型应用于乐器基音的调整。
目前乐器的校音，例如钢琴、提琴、吉他等乐器的调弦校音，均是依靠人的听觉判断。但人对乐器基音的判断能力是因人而异的，里面有能力的差异，而且同一个人的听觉判断也是随环境、情绪、年龄等因素而变化的，今天校准的乐器，明天可能感觉不佳，特别是初学者，更难把握。因此非常普遍的情况是要调整好一架钢琴的基音要找到一个经验丰富的调音师，常常要大费周折。
本实用新型的目的是设计制造数字式校音仪，以改进目前乐器的校音依靠人的听觉判断的不足。
本实用新型的目的是这样达到的数字式校音仪，本实用新型的特征在于由输出到放大器输入端的麦克风、输入端与麦克风相接的放大器、与放大器输出端和比较器输入端和单片机控制线相接的可编程带通、输入端与可编程带通相连而输出端与单片机相连的比较器、控制线接可编程带通并与显示屏及键盘及比较器相连的单片机、与单片机相连的显示屏、与单片机相连的键盘所组成。
采取以上措施的本实用新型，能测出乐器发出的音律基音频率并显示其对应的基音频率，这样，使用者可将其与标准基音频率比较，调节乐器的基音直到与标准基音频率差值为零，高质量地完成乐器的校音。
下画再结合附图对本实用新型作进一步的详述附
图1是本实用新型的电路方框图；附图2是本实用新型实施例一的标准8051单片机系统图；附图3是本实用新型实施例一的显示屏电路图；附图4是本实用新型实施例一的健盘电路图及集成块退耦电容图；附图5是本实用新型实施例一的麦克风、放大器、可编程带通及为可编程带通设置分频比的电路图；附图6是本实用新型实施例一的比较器的电路图；附图7是本实用新型的软件流程图；附图8是本实用新型实施例二的单片机、显示屏、键盘及退耦电容的电路图；附图9是本实用新型实施例二的麦克风、放大器、可编程带通及可编程带通分频比、比较器和发声的电路图。
参考以上附图。附
图1给出了本实用新型的具体结构电路方框，单元电路均可采用标准集成元件。本实用新型的工作原理是用一可编程带通，当要检测任一音律信号时，单片机将带通中心频率值设置为此音律基音频率值，并与麦克风及放大器性能相配选取合适的Q值，这样麦克风拾取的信号，只有该音律基音频率符近的信号才能通过带通，为了提高其抗干扰能力，在带通后加一比较器，将干扰信号排除并整形后再加入到单片机内。这样，在乐器发出相应的音律时，单片机根据所设定的采样时间及所采到的脉冲个数，计算出相应的基音频率，该音律的频率值＝脉冲个数/采样时间，再将标准频率减所测频率，得出其偏差，调音者可据此调节该音律，直到偏差值接近零为止。在附
图1中，单线为信号线，双线为控制线。信号由麦克风开始到单片机结束；控制信号由单片机发出到可编程带通，设置可编程带通的各项参数。单片机为整个系统的控制中心。音律信号由麦克风拾取，经放大器放大后，到可编程带通，再到比较器进入单片机。此时的信号是单片机所指定的任一音律基音频率符近的脉冲波，单片机根据所设定的采样时间及所采到的脉冲个数，即可计算出其指定的音律频率值。
附图2、附图3、附图4、附图5和附图6组合一起即构成了本实用新型实施例一的完整电路图。在附图2中，U3-1、U3-2、U3-3构成一标准8051系列单片机系统。其中U3-1为LG公司生产的内含8KOTP的97C52 CPU；U3-2为地址锁存器74HC373；U3-3为2K的RAM6116；E3-1、R3-1组成一启动复位电路；晶振CR3-1及电容C3-1、C3-2组成一振荡电路。在附图3中，LCD3-1为通用一行16列的点式液晶显示器；R3-2及R3-3组成通用液晶显示器的驱动电压。在附图4中，C3-3至C3-8为全部图中各集成块的退耦电容； R3-4及R3-5和10个开关则组成一键盘，共有10个键，分别为c/C、d/D、e/E、f/F、g/G、a/A、b/B、1-5、#/b、CY，各键这样定义除CY测音键及1-5键外，均是第一次按键是‘/’左边字母，再按一次为‘/’右边的字母，可循环按压；1-5键则是第一次按是1，再按是2，一直按压，则分别为3、4、5，空格(零)再按，则循环；CY键按下，则开始测所指定的音律。在附图5中，U4-1为MAXIM公司的通用可编程带通MAX261，其中已带有一运算放大器，与电容C4-1、E4-2、C4-2、E4-3、电阻R4-4、R4-5、R4-2及R4-3共同构成一完整带通电路及运放电路；U4-2为锁存器74HC373、U4-4为可编程分频器CD4569，二者共同组成一任意分频比(从1至256)的锁存器，将ALE信号变成任意分频比的输出FCK，供给可编程带通使用，以适应所测频率的变化。麦克风M4-1及电阻R4-1、电容E4-1共同组成一拾音及电平转换电路。在附图6中，U4-6为时基NE555，与电阻R4-10、电容C4-5、C4-6及电位器P4-1共同构成一比较器，调整电位器P4-1，可以取任意比较电平值。各管脚的联接关系(包括图2至图6)顺着标识符找即可。如标识附为DB1，则表示所有图中的标有DB1处的管脚均联接在一起。附图7给出了配合本实用新型的软件流程图依次是，检测按键根据其所设定的面板值，检测所输入的各按键值；显示基音频率根据所指定的音律值，取出参数，显示其基音标准频率；设置带通参数根据其所指定音律的参数，通过控制线送入带通，设置相应参数；检测该音律频率根据所指定采样时间及所采到的脉冲个数，计算出该单律频率值，该音律的频率值＝脉冲个数/采样时间；显示与标准频率之差将所得的频率减标准频率，并显示。
附图8和附图9给出了本实用新型实施例二的完整电路图，实施例二是实施例一功能的扩充，增加了发标准音和节拍器的功能。实施例二发标准音原理用一可编程带通，当要发任一音律时，将带通中心频率值设置为此音律基音频率值并选取合适的Q值，由单片机发出一相应该音律基音频率的方波到带通的输入端，这样带通输出的信号即是要发的音律基音的正弦波，经功率放大后，驱动喇叭发音即可；发节拍器功能原理其发音原理与发标准音相似，所不同的是节拍器发音有重音、次重音、非重音，分别有相应的中心频率及Q值。单片机根据所设定的节奏(速度)及拍子，按其时间及顺序要求发出相应节拍即可。在附图8中U5-1、U5-2、U5-3构成一标准8051系列单片机系统。其中U5-1为LG公司生产的内含8KOTP的97C52 CPU；U5-2为地址锁存器74HC373；U5-3为2K的RAM6116；LCD5-1为通用一行16列的点阵式液晶显示器；C5-3及C5-9为各集成块的退耦电容；r5-2及R5-3组成通用液晶显示器的驱动电压；R5-4和R5-5和12个开关则组成一键盘，共有12个键，分别为(c/C)/1、(d/D)/2、(e/E)/3、(f/F)/4、(g/G)/5、(a/A)/6、(b/B)/7、(1-5)/8、(#/b)/9、FY/0、CY/PZ、ZZ键，各键这样定义在“()”中的值为测音及发音时的值，第二个“/”后的则为节拍状态下的值，如(c/D)/1，在‘ZZ’(节拍键)未按下时，第一次按压此键，则表示为小写c，再按一次，则为大写C，可循环使用，当按下节拍键时，则为‘1’。三个特殊键名为FY/0、CY/PZ、ZZ，第一个是发音/0；第二个是测音/拍子；第三个是节拍功能，此键按下，所有键则变成第二功能。
在附图9中，U6-1为MAXIM公司的通用可编程带通MAX261，其中已带有一运算放大器，与电容C6-1、E6-2、C6-2、E6-3、电阻R6-4、R6-5、R6-2及R6-3共同构成一完整带通电路及放大电路；U6-2为锁存器74HC373、U6-4为可编程分频器CD4569，二者共同组成一任意分频比(从1至256)的锁存器，将ALE信号变成任意分频比的输出FCK，供给可编程带通使用，以适应所测频率的变化；U6-3为CD4053为三2通道模拟开关，用于选择是输出标准音信号还是输入所指定音律信号；U6-5为功率放大器LM386，与电容C6-3、E6-4、E6-5、E6-6，电阻R6-8、R6-9组成一完整功放，驱动喇叭SPEAK6-1发音；U6-6为时基NE555，与电阻R6-10、电容C6-5、C8-6及电位器P6-1组成一比较器，调节P6-1，可改变比较电平；麦克风M1及电阻R6-1、电容E6-1共同组成一拾音及电平转换电路。附图8、附图9中，各管脚的联接关系顺着标识符找即可。
权利要求1.数字式校音仪，本实用新型的特征在于由输出到放大器输入端的麦克风、输入端与麦克风相接的放大器、与放大器输出端和比较器输入端和单片机控制线相接的可编程带通、输入端与可编程带通相连而输出端与单片机相连的比较器、控制线接可编程带通并与显示屏及键盘及比较器相连的单片机、与单片机相连的显示屏、与单片机相连的键盘所组成。
专利摘要数字式校音仪,本实用新型的特征在于:由麦克风、放大器、可编程带通、比较器、单片机、显示屏和键盘所组成。本实用新型能测出乐器发出的音律基音频率并显示该音律对应的标准频率,使用者可将其与标准基音频率比较,调节乐器的基音频率直到与标准基音频率差值为零,高质量地完成乐器的校音。
文档编号G10H7/02GK2382099SQ9921510
公开日2000年6月7日 申请日期1999年6月14日 优先权日1999年6月14日
发明者姚普粮, 陈钦如 申请人:姚普粮, 陈钦如