专利名称：乐器调律仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种把微电脑与音乐技术结合的乐音测试调整装置。
乐器的校音是技术要求高的工作，以往都是由专业人员完成的。随着计算机技术的发展，已出现了微电脑乐音测试仪器，如日本的KORA AT－12乐音测试仪，其组成框图见图1，它将输入的乐音放大整形后送入音频译码电路并与标准基音相比较，比较结果中的音名用发光二极管显示，偏差则以指针指示。但这种测试仪只能测4组12音阶共48个音，调音时仅采用十二平均律，故不符合听觉感受，另外其音名和偏差的显示不够精确也不直观。
本实用新型的目的是设计一种调音测音范围宽，可用多种律制调音、输出显示准确直观的高性能乐音测试调整装置。
上述目的是通过以下方式实现的一种乐器调律仪，它包括单片机、接入单片机信号输入端的放大整形电路，从单片机接出的数据显示电路和音频输出电路、存贮程序和数据的存贮器及电源部分。其中a、放大整形电路由放大器、整形器、反相器及半值电压发生器组成，半值电压发生器的输出分别接至放大器、整形器、反相器的同相输入端。乐音信号经麦克风接放大器输入端，放大器的输出接整形器的反相输入端，整形器的输出一路接单片机的INT0脚，另一路接反相器的反相输入端。反相器的输出接单片机的INT1脚；b、数据显示电路由串入并出移位寄存器、LED数码管及起限流电阻作用的可调三端稳压器组成；c、单片机接有功能选择键盘；d、电源部分含有电压不足显示电路；e、在存贮器中存贮如钢琴88键的音高和自然延深律，及电吉它、电贝司、弦乐器、打击乐器的音高等数据。
由于本实用新型以单片机为核心，在存贮器中存储多种节拍数据和乐器的乐音数据，对不同乐器可通过键盘选择存贮器中相应的数据进行测量和比较，并将其结果送至数码管显示，因此具有测试音域宽、显示准确直观、使用方便、功能多等优点。
以下结合
本实用新型的实施例。
图1是日本KORA AT－12乐音测试仪的组成框图图2是本实用新型实施例的组成框图图3是本实用新型实施例组成框图图4是本实用新型实施例的外形图图2所示乐器调律仪，包括单片机1、接在单片机信号输入端的放大整形电路2、从单片机接出的数据显示电路3和音频输出电路4、存贮器5和电源部分6，其中通过地址锁存27与单片机1联系的存贮器5中存有程序和钢琴88键的音高，自然延深律及电吉它、电贝司、弦乐器、打击乐器等多种乐器的乐音数据。
从图3可看出，放大整形电路2是由采用LM324运放的放大器8、整形器9、反相器10及半值电压发生器11组成的，半值电压发生器的输出为2.5V并分别接至放大器8、整形器9和反相器10的同相输入端，使后者以±2.5V双电源方式工作(运放以双电源方式工作时效果较好，此时相当于运放的同相端为“地”，地为“负电源”。)。图中放大器8的输入接麦克风19，输出接整形器9的反相输入端，整形器的输出一路接单片机1的INT0脚，另一路接反相器10的反相输入端，反相器10的输出接单片机1的INT1脚。这里单片机采用CMOS工艺的80C31。
从图3还可看出，数据显示电路3是由串入并出移位寄存器12、LED数码管13及LN317可调三端稳压器14构成的，可调三端稳压器14的输入接＋5V电源，输出调至＋2.4V接LED数码管13的阳极，这样可省去限流电阻，串入并出移位寄存器12采用CD4094，这样可减少对单片机输出端口的需求，其脚DATA、CLOCK和STB分别引自单片机的脚P3，0、P3，1和P3，4(若采用并入并出寄存器，则需占用单片机的8个端口)；此外，单片机还接有可选择仪器功能的4×4键盘7，该键盘的4根位线和4极列线接至单片机1的P1，0－－P1，7脚。电源部分6采用两套供电方案一是由外接9伏直流电源经7805三端稳压器送出；二是用备用电池。电源部分6还接有由三极管开关电路23构成的电压不足显示电路15，电压信号加在该管基极，三极管与发光二极管21串联后并接在5V电源两端。正常情况下该三极管和发光二极管均截止，当电压降低时，三极管基极电位随之降低，于是三极管导通，作为电压不足显示的发光二极管21随即导通点亮。音频输出电路4中由单片机的P3，5脚送出的音频输出经音量调节电位器23，再由功放管驱动后送至扬声器20和输出插孔24。
在图4中，本调律仪的外形是一个由盒盖16、盒内面板17和盒体18组成的盒子，调律仪电路置于盒体18内，盒内面板17上装有从调律仪电路中引出的LED数码管13、键盘7、麦克风19扬声器20、外接直流电源插孔25、信号输入插孔26、音频输出插孔24，音频输出音量调节器23、电压不足显示发光二极管21及电源开关22。
本实用新型的工作原理是会有谐波的乐音由麦克风19送入放大器8放大，再经整形器9整形后，乐音中的最大幅度基音波就变成了矩形波，该矩形波一路经单片机1的中断脚INT，另一路经反相器10向中断脚INT送入一个与上述矩形波存在相位差的反相矩形波，这样单片机收到的就是反映乐音基波的周期脉冲。当单片机INT脚收到信号后，即启动片内第一计时器，当INT脚收到信号后，便启动片内第二计时器至一个周期结束时，便用这两个计数器的值根据测周法算得周期脉冲的周期宽度，然后根据事先键盘选择从存贮器中取出对应的标准音名，将此音名和实际测量值与此音名的差值一并输入数据显示电路去显示。此外还可通过键盘选择，从音频输出电路输出多种可表征节拍的节拍器声响并显示该节拍速度。
本实用新型可测试频率在20－10000HZ之间的各种音响，精确度为1％。
权利要求1.一种乐器调律仪，包括单片机1、接入单片机1信号输入端的放大整形电路2，从单片机接出的数据显示电路3和音频输出电路4、存贮数据和程序的存贮器5及电源部分6，所述乐器调律仪外形是一由盒盖16、盒内面板17和盒体18组成的盒子，调律仪电路板置于盒体18内，盒内面板17上装有麦克风19、扬声器20及电源开关22，其特征在于a、所述放大整形电路2由放大器8、整形器9、反相器10及半值电压发生器11组成，半值电压发生器11的输出分别接至放大器8、整形器9和反相器10的同相输入端，放大器8的输入接麦克风19，输出接整形器9的反相输入端，整形器9的输出一路接至单片机1的INT0脚，另一路接反相器10的反相输入端，反相器10的输出接单片机1的INT1脚；b、所述数据显示电路3由串入并出移位寄存器12、LED数码管13及起限流电阻作用的可调三端稳压器14组成；c、单片机1接有可选择仪器功能的键盘7；d、电源部分6含有电压不足显示电路15；e、LED数码管13、键盘7及指示电压不足的发光二极管21均装在盒内面板17上。
2.根据权利要求1所述的乐器调律仪，其特征在于所述键盘7为4×4键盘，其位线和列线接至单片机1的P1，0－－P1，7。
3.根据权利要求1所述的乐器调律仪，其特征在于所述串入并出移位寄存器12的脚DATA、CLOCK和STB分别引自单片机1的脚P3，0、P3，1和P3，4。
4.根据权利要求1所述的乐器调律仪，其特征在于所述电压不足显示电路15是由三极管开关电路23构成的，电压信号加在其基极，三极管与发光二极管21串联后，并接在直流电源两端。
5.根据权利要求1所述的乐器调律仪，其特征在于所述放大器8、整形器9、反相器10及半值电压发生器11均由运算放大器构成。
专利摘要乐器调律仪包括单片机、放大整形电路、数据显示电路、音频输出电路、存贮、电源部分和仪器外壳，其中放大整形电路由放大器、整形器及反相器组成。从麦克风接入的乐音信号经放大整形电路分别接至单片机的两个中断脚；数据显示电路采用LED数码管显示；存贮器中存有程序、节拍及多种乐器的标准音高等数据；单片机接有功能键盘；电源部分含有电压不足显示电路。本实用新型可显示多种乐器的音律与标准音高之间的偏差值、钢琴88键音名，并兼有节拍器功能，具有测试音域宽、显示直观准确，使用简单的优点，适合乐器调律用。
文档编号G10G7/00GK2118344SQ92222088
公开日1992年10月7日 申请日期1992年5月21日 优先权日1992年5月21日
发明者孟维平, 仲维辛, 陆舟 申请人:孟维平, 仲维辛, 陆舟