專利名稱：作為計(jì)算機(jī)配件的數(shù)字電子琴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種作為計(jì)算機(jī)配件的數(shù)字電子琴，可用于彈奏音樂。
隨著計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度的加快以及計(jì)算機(jī)的越來越普及，使得作為計(jì)算機(jī)配件的數(shù)字電子琴成為可能，它可以提供更優(yōu)質(zhì)的音色并具有更低廉的價(jià)格。
本發(fā)明包含硬件和軟件兩部分。
硬件外形為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電子琴鍵盤，其內(nèi)部電子電路可產(chǎn)生代碼每一按鍵或按鍵組合對(duì)應(yīng)一個(gè)標(biāo)識(shí)代碼。鍵盤不設(shè)有時(shí)間延遲。每個(gè)鍵盤內(nèi)設(shè)一個(gè)唯一的機(jī)器號(hào)。
按下按鍵可產(chǎn)生代碼傳輸給計(jì)算機(jī)。按鍵可沒有強(qiáng)度感受器，也可有強(qiáng)度感受器。對(duì)于沒有強(qiáng)度感受器的，按下按鍵后，只產(chǎn)生該按鍵的標(biāo)識(shí)代碼。對(duì)于有強(qiáng)度感受器的，按下按鍵后，除產(chǎn)生該按鍵的標(biāo)識(shí)代碼外，還產(chǎn)生與按力強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)。
軟件具有下述功能。
檢驗(yàn)軟件號(hào)碼與硬件機(jī)器號(hào)是否一致。不一致則中止運(yùn)行。即時(shí)接收并處理來自鍵盤的標(biāo)識(shí)碼，根據(jù)選定的樂器種類(即音品)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)化為聲卡可以接受的數(shù)據(jù)格式傳輸給聲卡及音箱。也可同時(shí)選定多個(gè)樂器，效果可類似合奏。能重復(fù)奏出先前彈奏的音樂并形成音樂文件。軟件還可包含其它功能。
1．根據(jù)鍵盤傳輸來的標(biāo)識(shí)碼和相應(yīng)的持續(xù)時(shí)間轉(zhuǎn)化為樂譜顯示出來。
2．能向計(jì)算機(jī)輸入樂譜，能對(duì)樂譜進(jìn)行編輯。
3．能根據(jù)樂譜奏出整支曲子或選定的某一片段。
4．可根據(jù)樂譜或其它音樂文件提供伴奏，同時(shí)接收來自鍵盤的彈奏，形成有伴奏的獨(dú)奏。
5．如果接口允許，可處理來自多個(gè)鍵盤的彈奏，即組成合奏。
實(shí)例1本例為沒有強(qiáng)度感受器的數(shù)字電子琴(見附

圖1)。
一．硬件外形如電子琴鍵盤，包括彈奏鍵和功能鍵，并內(nèi)置一機(jī)器號(hào)。
1．彈奏鍵采用84個(gè)彈奏鍵(也可以少于84)，共84個(gè)標(biāo)識(shí)碼，占一個(gè)字節(jié)(8位)，最高位為0。標(biāo)識(shí)碼000000代表沒有按下任何鍵，從00000001到01010100代表彈奏鍵。大于01100000代表同時(shí)彈奏了多個(gè)鍵，后五位表示同時(shí)按下的鍵的個(gè)數(shù)，然后緊接著的幾個(gè)字節(jié)代表所按下的這幾個(gè)鍵(由低到高排列)。
2．功能鍵包括樂器選定、升降調(diào)、伴奏模式以及多樂器選擇。輸出字節(jié)的最高位為1。鍵盤上樂器選擇鍵可定為32個(gè)，輸出為10000000~10011111。軟件庫中可保存幾十甚至幾百個(gè)樂器模式，可從中任選出32個(gè)放在前32位，和鍵盤的輸出10000000~10011111對(duì)應(yīng)。伴奏模式鍵對(duì)應(yīng)的輸出為10100000~10111111，也是可從庫中大量的伴奏模式中選出32個(gè)與其對(duì)應(yīng)。調(diào)號(hào)選擇對(duì)應(yīng)11000000~11001111共16個(gè)。樂器合奏鍵可定為11111110，按下該鍵后，開始選擇合奏的樂器，再次按下該鍵，選擇結(jié)束。正常情況下，即未按該鍵，則為單樂器選擇，新選的樂器會(huì)代替原來的樂器。為營造一個(gè)好的演奏環(huán)境，鍵盤上設(shè)一特殊按鍵，按下則輸出11111111，指示燈亮，封閉操作系統(tǒng)為其它任務(wù)留的響應(yīng)，單任務(wù)運(yùn)行。若再次按下該鍵，則封閉終止，恢復(fù)操作系統(tǒng)以前的狀態(tài)。如果鍵盤和計(jì)算機(jī)斷開聯(lián)系超過一定時(shí)間，也恢復(fù)操作系統(tǒng)以前的狀態(tài)。
二．軟件1．核心功能檢驗(yàn)軟件號(hào)碼與硬件機(jī)器號(hào)是否一致。軟件通過通訊口接收來自鍵盤的數(shù)據(jù)。如果為11111111，則封閉(或打開)操作系統(tǒng)為其它任務(wù)的響應(yīng)。否則，如果最高位為1，則根據(jù)數(shù)據(jù)再讀取一個(gè)或兩個(gè)字節(jié)，設(shè)定調(diào)號(hào)和樂器種類。如果最高位為0，則判斷是否大于01100000，若小于為相應(yīng)的單鍵，可把該數(shù)作為偏移地址，從頻率數(shù)組中讀出相應(yīng)的頻率值作為基頻。如果大于01100000，則表明有多個(gè)按鍵被同時(shí)按下，根據(jù)該字節(jié)后五位的值確定下面要讀幾個(gè)字節(jié)，讀取這些字節(jié)并找出對(duì)應(yīng)的基頻。
根據(jù)基頻及音品(樂器)，確定相應(yīng)的一系列頻率和強(qiáng)度值，然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型，轉(zhuǎn)化為聲卡可以接受的格式，傳給聲卡和音箱。為增強(qiáng)效果，還可增加一些聲音修飾程序。
同時(shí)根據(jù)接收到的基頻和持續(xù)時(shí)間，形成文件保存下來以備重復(fù)演奏。2．?dāng)U展功能根據(jù)從鍵盤接收到的標(biāo)識(shí)碼及相應(yīng)的持續(xù)時(shí)間，從字符庫中調(diào)出相應(yīng)的顯示符號(hào)，將彈奏的樂譜顯示出來。
a．輸入樂譜參照五線譜和簡譜，預(yù)先制定一套特殊字符表示不同的音高和音長。利用計(jì)算機(jī)鍵盤上的字母數(shù)字鍵及一些特殊鍵輸入音符。
b．演奏樂譜讀入樂譜，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的頻率及持續(xù)時(shí)間，然后再由核心程序轉(zhuǎn)化為聲卡格式數(shù)據(jù)傳給聲卡。
c．伴奏根據(jù)伴奏選擇鍵或樂譜或音樂文件，和來自鍵盤的彈奏同同時(shí)形成音樂輸出到聲卡和音箱。
d．多鍵盤合奏可同時(shí)用多個(gè)接口，也可再主鍵盤上留有連接其它鍵盤的接口，接收所有的數(shù)據(jù)形成合奏。
實(shí)例2本例為有強(qiáng)度感受器的數(shù)字電子琴(見附圖2)。
硬件外形如電子琴鍵盤，包括彈奏鍵和功能鍵，每個(gè)彈奏鍵都有強(qiáng)度感受器。彈奏鍵的輸出為兩個(gè)字節(jié)，前一個(gè)為標(biāo)識(shí)碼，后一個(gè)為彈奏的強(qiáng)度值。標(biāo)識(shí)碼意義可參見實(shí)例1。功能鍵的輸出也為兩個(gè)字節(jié)，這樣可表示出更多的樂器種類、伴奏模式以及實(shí)現(xiàn)更多功能。
軟件可即時(shí)處理來自鍵盤的標(biāo)識(shí)碼和強(qiáng)度值，然后轉(zhuǎn)化為聲卡格式的數(shù)據(jù)，傳給聲卡和發(fā)聲裝置，產(chǎn)生音色、音調(diào)、長短和強(qiáng)度不同的聲音，演奏出音樂。軟件其余功能同實(shí)例1。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，它比普通電子琴有更優(yōu)越的音質(zhì)以及更低廉的價(jià)格。同時(shí)它還可以較有效地防止盜版。
權(quán)利要求
1．一種作為計(jì)算機(jī)配件的數(shù)字電子琴，由硬件和計(jì)算機(jī)軟件組成。硬件是外形為電子琴鍵盤的代碼發(fā)生器，軟件為可運(yùn)行于計(jì)算機(jī)上的程序。
2．按照權(quán)利要求1的數(shù)字電子琴，其特征在于硬件向計(jì)算機(jī)輸出的為簡單代碼，當(dāng)按下不同的按鍵或按鍵組合時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)的代碼，傳輸給計(jì)算機(jī)。
3．按照權(quán)利要求2的數(shù)字電子琴，其特征在于硬件可以沒有時(shí)間延遲。
4．按照權(quán)利要求1的數(shù)字電子琴，其特征在于其軟件能隨時(shí)對(duì)接收自其硬件的代碼進(jìn)行處理加工，再傳輸給發(fā)聲裝置，發(fā)出聲音；或轉(zhuǎn)化為聲卡格式的數(shù)據(jù)傳給聲卡和發(fā)聲裝置，發(fā)出聲音。
5．按照權(quán)利要求4的數(shù)字電子琴，其特征在于其軟件還具有以下功能(1)能將接收到的代碼轉(zhuǎn)化為樂譜，并在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出來，并能對(duì)其進(jìn)行編輯。(2)能夠通過鍵盤向計(jì)算機(jī)內(nèi)輸入樂譜，并能對(duì)其進(jìn)行編輯。(3)能根據(jù)樂譜奏出整支曲子或選定的某一片段。(4)可根據(jù)樂譜或其它音樂文件提供伴奏，同時(shí)接收來自鍵盤的彈奏，形成有伴奏的獨(dú)奏。(5)可處理來自多個(gè)鍵盤的彈奏，即組成合奏。
6．按照以上權(quán)利要求的數(shù)字電子琴，其軟件也可固化為軟件卡。
7．按照以上權(quán)利要求的數(shù)字電子琴，每個(gè)鍵盤內(nèi)置一個(gè)機(jī)器號(hào)，每個(gè)軟件也設(shè)一個(gè)號(hào)碼，二者必須一致軟件才可運(yùn)行。通過這種方法可防止盜版。
8．按照權(quán)利要求1的數(shù)字電子琴，可用于彈奏不同音品、頻率以及長短的聲音，可用于音樂演奏。
全文摘要
一種作為計(jì)算機(jī)配件的數(shù)字電子琴,由硬件和計(jì)算機(jī)軟件組成,在配有聲卡和音箱的計(jì)算機(jī)上使用。其硬件是外形為電子琴鍵盤的代碼發(fā)生器,軟件為可運(yùn)行于計(jì)算機(jī)上的程序。硬件在彈奏時(shí)產(chǎn)生的代碼傳輸給軟件,經(jīng)軟件處理后傳輸給聲卡和音箱,發(fā)出聲音。
文檔編號(hào)G10H7/00GK1318825SQ0010607
公開日2001年10月24日 申請(qǐng)日期2000年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月20日
發(fā)明者牛傳峰 申請(qǐng)人:牛傳峰