專利名稱：一種音樂演奏裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于音樂演奏裝置，特別涉及一種基于其對數(shù)據(jù)接口的輸入自動判斷演奏模式的音樂演奏裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的音樂演奏裝置一般包括多個執(zhí)行裝置，例如琴鍵和踏板，多個驅(qū)動裝置，用于分別驅(qū)動所述多個執(zhí)行裝置，每個驅(qū)動裝置被獨立的控制；多個傳感器，用于檢測關(guān)于所述多個操作器的位移，以便產(chǎn)生檢測信號；數(shù)字信號處理器，用于演奏數(shù)據(jù)，以便產(chǎn)生用于所述多個驅(qū)動裝置的驅(qū)動信號，并用于基于串行時鐘信號而輸出字同步信號；以及多個集成電路，每個集成電路與串行時鐘信號同步的并行接收檢測信號，并且，每個集成電路與字同步信號同步的輸出驅(qū)動信號。
演奏數(shù)據(jù)保存在存儲器中，數(shù)字信號處理器提取演奏數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生驅(qū)動驅(qū)動裝置的信號，并依照字同步信號，驅(qū)動各個執(zhí)行裝置；這種裝置的問題在于，數(shù)字信號處理只能按照存儲器中預(yù)先保存的演奏數(shù)據(jù)進行演奏，無法即時的轉(zhuǎn)換演奏曲目，導(dǎo)致其可操作性不強；即便是能夠即時轉(zhuǎn)換播放曲目，也無法滿足如需要現(xiàn)場編曲演奏等場合的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種可實現(xiàn)對上位機、鍵盤輸入裝置自動識別，并還可以自行進行演奏的音樂演奏裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的音樂演奏裝置包括中央處理系統(tǒng)，用以對各種數(shù)據(jù)進行分析處理，并將音樂數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中；樂器系統(tǒng)，包括一組不同音高的琴鍵；每個琴鍵均與演奏單元的一個驅(qū)動裝置相連；演奏系統(tǒng)，包括I/O單元，及多個驅(qū)動裝置，每個驅(qū)動裝置用以接收中央處理系統(tǒng)輸出的演奏信號，并分別驅(qū)動樂器系統(tǒng)的琴鍵；一個存儲系統(tǒng)，包括內(nèi)存儲器和外存儲器，其中，內(nèi)存儲器保存系統(tǒng)的指令集，外存儲器存儲演奏系統(tǒng)的音樂數(shù)據(jù)及其他參數(shù)信息；一個通信系統(tǒng)，與演奏系統(tǒng)的I/O單元相連，用以實現(xiàn)演奏系統(tǒng)與普通計算機、其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或智能系統(tǒng)的通信；其特征在于所述中央處理系統(tǒng)執(zhí)行以下步驟A.等待一個輸入指令；B.如接收到一個指令，則判斷指令的屬性；C.如是下載指令，則切換至下載模式，開始下載音樂數(shù)據(jù)，下載完成后，返回步驟A；D.如是演奏指令，則讀取外存儲器中的音樂數(shù)據(jù)，并發(fā)送，發(fā)送完成后返回步驟A；E.如是調(diào)整指令，則對系統(tǒng)進行調(diào)整，調(diào)整完成后，返回步驟A。
本發(fā)明的效果在于，利用簡單的結(jié)構(gòu)即可實現(xiàn)通過與上位機、或鍵盤的連接即時的轉(zhuǎn)換演奏曲目，或即時的對鍵盤的輸入作出響應(yīng)。


圖1為本發(fā)明所述的音樂演奏裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明所述的音樂演奏裝置的中央處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為本發(fā)明所述的音樂演奏裝置的中央處理系統(tǒng)的工作流程圖。
圖4為本發(fā)明所述的音樂演奏裝置的中央處理系統(tǒng)執(zhí)行的下載步驟的流程圖。
圖5為本發(fā)明所述的音樂演奏裝置的存儲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖6為本發(fā)明所述的音樂演奏裝置的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖7為本發(fā)明所述的音樂演奏裝置的演奏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖8為本發(fā)明所述的音樂演奏裝置中演奏系統(tǒng)的驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖9為本發(fā)明所述的音樂演奏裝置中演奏系統(tǒng)的機械傳動裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式
參照圖1，本發(fā)明第一種具體實施方式
中的音樂演奏裝置包括中央處理系統(tǒng)1，存儲系統(tǒng)2，通信系統(tǒng)3，演奏系統(tǒng)4，樂器系統(tǒng)5和玩偶系統(tǒng)6。
參照圖2，中央處理系統(tǒng)1包括中央處理系統(tǒng)1包括中央處理器11，存儲器12，I/O接口單元13和通信單元14，其中，中央處理器11包括算數(shù)邏輯單元101，時序控制單元102和隨機存儲單元103(圖中未示出)，算數(shù)邏輯單元用于執(zhí)行如對保存于存儲器中的數(shù)據(jù)的提取，以及對其進行邏輯運算等操作，時序控制單元用于保持所需處理的任務(wù)的正確順序；存儲器12通過內(nèi)部總線10與中央處理器相連，保存系統(tǒng)啟動時所執(zhí)行的程序；該程序用以實現(xiàn)對不同輸入裝置接入中央處理系統(tǒng)時的檢測，以及對應(yīng)不同的輸入裝置調(diào)整系統(tǒng)的配置，從而順序的執(zhí)行音樂數(shù)據(jù)，并根據(jù)音樂數(shù)據(jù)，驅(qū)動演奏系統(tǒng)。
參照圖3，首先，該程序包括一個等待輸入步驟800，該步驟是中央處理系統(tǒng)1加電后執(zhí)行的第一個步驟，通過對中央處理系統(tǒng)I/O接口單元13或通信端口的掃描，可以檢測是否有外部指令的輸入；如接收到指令，則執(zhí)行判斷步驟801；如未接收到指令，則繼續(xù)執(zhí)行掃描；本步驟中所述的外部指令是通過上位機、外置鍵盤、或其它外置控制器通過I/O接口單元13或通信單元14與中央處理系統(tǒng)建立連接后，將會指定一個傳輸協(xié)議；并依據(jù)該協(xié)議傳輸指令或數(shù)據(jù)。
執(zhí)行判斷步驟801在接收到其中一個輸入裝置的指令后，依據(jù)該指令進入下載步驟802、演奏步驟803、或調(diào)整系統(tǒng)步驟804；其中，指令屬性的判斷方法是基于指令的標記，指令標記分為三類，即下載指令，演奏指令，調(diào)整指令。
當(dāng)音樂演奏裝置與上位機建立連接后，上位機通過安裝于其上的軟件選擇需要下載的音樂文件，對其進行編碼，并向音樂演奏裝置發(fā)送一個下載指令，音樂演奏裝置接收到下載指令后，進入下載模式，并執(zhí)行一個下載步驟，下載步驟802包括以下子步驟，流程圖如圖4所示開始接收由計算機傳輸?shù)陌惭b于計算機上的軟件所指定的經(jīng)過編碼的音樂數(shù)據(jù)821、其中，該音樂數(shù)據(jù)是對一份簡譜樂譜的編碼結(jié)果，也可以是其它類型的樂譜，在這里，編碼方法有很多種，只要選擇一種在音樂演奏裝置端有對應(yīng)的解碼程序的方法即可，接下來是CRC校驗822，如校驗未通過，則重新發(fā)送823，對接收到的數(shù)據(jù)進行二次編碼并存儲于存儲器中824，結(jié)束傳輸825。
演奏步驟803包括三種演奏模式，第一種演奏模式為直接讀取上位機中的音樂數(shù)據(jù)，識別后，轉(zhuǎn)換為電平信號通過I/O接口單元輸入驅(qū)動電路；第二種演奏模式為讀取存儲器系統(tǒng)2中的音樂數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為電平信號轉(zhuǎn)換為電平信號通過I/O接口單元輸入驅(qū)動電路；在這種演奏模式中，可以通過外接的鍵盤裝置輸入保存在存儲器系統(tǒng)中的音樂的編號，從而有選擇性的執(zhí)行音樂的解碼；還可以，在沒有外接鍵盤的情況下，直接順序解碼存放在存儲器系統(tǒng)中的音樂；第三種演奏模式為中央處理系統(tǒng)1通過其I/O接口單元或通信單元連接一個專用鍵盤，該專用鍵盤上包含有一系列琴鍵，每個琴鍵對應(yīng)一個輸出信號，該信號輸入中央處理系統(tǒng)1后，由中央處理器解碼后發(fā)送至演奏系統(tǒng)。
調(diào)整系統(tǒng)步驟804是根據(jù)上位機發(fā)出的調(diào)整指令，對系統(tǒng)的各種固有參數(shù)進行調(diào)整；參照圖5，存儲系統(tǒng)2包括內(nèi)部存儲器12和外部存儲器22，分別與中央處理系統(tǒng)1相連接，其中，內(nèi)部存儲器12保存系統(tǒng)運行的參數(shù)，外部存儲器22保存系統(tǒng)所調(diào)用的音樂數(shù)據(jù)。
如圖6所示，通信系統(tǒng)3包括接口301，和一個驅(qū)動電路302，驅(qū)動電路與接口相連，接口可以是RS-232標準串行總線接口321，通用串行總線接口322，或網(wǎng)絡(luò)接口323(圖中未示出)；驅(qū)動電路302與接口301相連，驅(qū)動電路還通過系統(tǒng)總線20與中央處理系統(tǒng)1相連接；并以某一種標準傳輸協(xié)議進行通信；用以，一方面接收與接口301相連接的上位機發(fā)出的指令及數(shù)據(jù)，并發(fā)送至中央處理器；另一方面，將中央處理系統(tǒng)的執(zhí)行結(jié)果反饋至上位機。
如圖7、8所示，演奏系統(tǒng)4包括至少一個I/O接口41，驅(qū)動裝置42和至少一個機械傳動裝置43，其中，如圖8，驅(qū)動裝置42包括至少一個三極管放大電路411和一個電磁鐵412，I/O接口41接收中央處理系統(tǒng)I/O接口單元13發(fā)出的控制信息后，發(fā)送至三極管放大電路411進行放大，放大后的信號驅(qū)動電磁鐵412動作。
電磁鐵412與機械傳動裝置43相連接，機械傳動裝置43包括第一連桿431，第二連桿432，第三連桿433，琴錘434、永磁鐵435和驅(qū)動頭436，永磁鐵固連于第一連桿431的一端，所述第一連桿431與第一轉(zhuǎn)軸437鉸接，可繞第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，第二連桿432與第二轉(zhuǎn)軸438鉸接，可繞第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，其一端位于擺動時可與第一連桿的一端向撞擊的位置上，另一端與琴錘434固連，第一連桿431在第一轉(zhuǎn)軸437后端還與第三連桿433鉸接，當(dāng)?shù)谝贿B桿431繞第一轉(zhuǎn)軸437轉(zhuǎn)動時，會帶動第三連桿擺動，第三連桿與驅(qū)動頭436相連，第三連桿的擺動帶動驅(qū)動頭擺動。
本發(fā)明中的樂器系統(tǒng)5為現(xiàn)有技術(shù)中可以得到的一系列具有不同音高的琴鍵，每個琴鍵分別對應(yīng)演奏系統(tǒng)4中的一個機械傳動裝置43，機械傳動裝置中的琴錘布置在運動時能夠敲擊到琴鍵的位置上。
本發(fā)明中的玩偶系統(tǒng)6為現(xiàn)有技術(shù)中可以得到的底部具有連接器的玩偶，玩偶通過底部的連接器與演奏裝置中的驅(qū)動頭相連接。
本發(fā)明中，一個控制程序保存在中央處理系統(tǒng)1的存儲器12中，中央處理器順序控制本發(fā)明的工作過程如下開啟本發(fā)明的音樂演奏裝置后，中央處理系統(tǒng)1上電，當(dāng)中央處理系統(tǒng)1通過通信系統(tǒng)5中的RS232接口或通用串行總線(USB)接口與上位機相連接時，其中上位機可以為一臺個人計算機，中央處理系統(tǒng)檢測到與上位機的連接，并通過建立的連接訪問計算機的內(nèi)存，以直接執(zhí)行對應(yīng)本發(fā)明的音樂演奏裝置的軟件，該軟件可實現(xiàn)通過RS232接口或通用串行總線(USB)接口的，對中央處理系統(tǒng)1的下載、調(diào)整以及播放操作，當(dāng)中央處理系統(tǒng)1通過執(zhí)行等待步驟800，通信系統(tǒng)5中的RS232接口(或USB接口)接收到一個指令，通過判斷步驟801判斷其為一個下載指令時，執(zhí)行下載步驟802，中央處理器11中的算術(shù)邏輯單元101對其進行解碼，并依照解碼后的結(jié)果指定外存儲器22中的地址段，并發(fā)出下載允許信號，上位機發(fā)出音樂數(shù)據(jù)，中央處理器接收并向上述地址段寫入上位機發(fā)出的音樂數(shù)據(jù)；當(dāng)?shù)却襟E800檢測到第二個指令時，通過判斷步驟801判斷其屬性，如果是演奏指令，則執(zhí)行演奏步驟803，演奏步驟803中判斷演奏模式，如果是第一種模式，在本具體實施例中，第一種模式為直接讀取上位機中的音樂數(shù)據(jù)，則執(zhí)行一個直接解碼步驟831，該步驟通過RS232或通用串行總線直接從上位機讀取音樂數(shù)據(jù)，送入中央處理器11中解碼后，通過數(shù)據(jù)總線通過I/O接口41發(fā)送至驅(qū)動裝置42，驅(qū)動裝置42包括多個三極管放大器421和與之相連的電磁鐵422，三極管放大器421接收到中央處理系統(tǒng)1發(fā)出經(jīng)解碼后的音樂信號后將其放大至足以驅(qū)動電磁鐵422產(chǎn)生此理的電平，電磁鐵422得電后產(chǎn)生吸引力，吸引傳動裝置43種第一連桿431一端的永磁鐵435，永磁鐵的轉(zhuǎn)動帶動了第一連桿431繞軸437轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的第一連桿會撞擊第二連桿432，導(dǎo)致第二連桿432繞軸437轉(zhuǎn)動，從而，固定在第二連桿432另一端的琴錘434隨之轉(zhuǎn)動，每個琴錘434與一個樂器系統(tǒng)5中的一個琴鍵位置相對應(yīng)，當(dāng)琴錘434轉(zhuǎn)動時，便回敲擊琴鍵，發(fā)出聲音。
第三連桿433與第一連桿431的中部靠上部分鉸接，當(dāng)?shù)谝贿B桿431轉(zhuǎn)動時，第三連桿亦隨之?dāng)[動，從而帶動與其固連的驅(qū)動頭436上下運動，從而令玩偶系統(tǒng)6中的一個與驅(qū)動頭相連接的玩偶上下運動。
權(quán)利要求
1.一種音樂演奏裝置包括中央處理系統(tǒng)，用以對各種數(shù)據(jù)進行分析處理，并將音樂數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中；樂器系統(tǒng)，包括一組不同音高的琴鍵；每個琴鍵均與演奏單元的一個驅(qū)動裝置相連；演奏系統(tǒng)，包括I/O單元，及多個驅(qū)動裝置，每個驅(qū)動裝置用以接收中央處理系統(tǒng)輸出的演奏信號，并分別驅(qū)動樂器系統(tǒng)的琴鍵；一個存儲系統(tǒng)，包括內(nèi)存儲器和外存儲器，其中，內(nèi)存儲器保存系統(tǒng)的指令集，外存儲器存儲演奏系統(tǒng)的音樂數(shù)據(jù)及其他參數(shù)信息；一個通信系統(tǒng)，與演奏系統(tǒng)的I/O單元相連，用以實現(xiàn)演奏系統(tǒng)與普通計算機、其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或智能系統(tǒng)的通信；其特征在于所述中央處理系統(tǒng)執(zhí)行以下步驟實現(xiàn)模式切換；A.等待一個輸入指令；B.如接收到一個指令，則判斷指令的屬性；C.如是下載指令，則切換至下載模式，開始下載音樂數(shù)據(jù)，下載完成后，返回步驟A；D.如是演奏指令，則讀取外存儲器中的音樂數(shù)據(jù)，并發(fā)送，發(fā)送完成后返回步驟A；E.如是調(diào)整指令，則對系統(tǒng)進行調(diào)整，調(diào)整完成后，返回步驟A。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音樂演奏裝置，其特征在于所述驅(qū)動裝置包括至少一個三極管放大電路和一個電磁鐵，I/O接口接收到中央處理系統(tǒng)I/O接口單元發(fā)出的控制信息后，發(fā)送至三極管放大電路進行放大，放大后的信號驅(qū)動電磁鐵動作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音樂演奏裝置，其特征在于所述機械傳動裝置包括第一連桿，第二連桿，第三連桿，琴錘、永磁鐵和驅(qū)動頭，永磁鐵固連于第一連桿的一端，所述第一連桿與第一轉(zhuǎn)軸鉸接，可繞第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，第二連桿與第二轉(zhuǎn)軸鉸接，可繞第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，其一端位于擺動時可與第一連桿的一端向撞擊的位置上，另一端與琴錘固連，第一連桿在第一轉(zhuǎn)軸一端還與第三連桿鉸接，當(dāng)?shù)谝贿B桿繞第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，帶動第三連桿擺動，第三連桿與驅(qū)動頭相連，第三連桿的擺動帶動驅(qū)動頭擺動。
4.根據(jù)以上任意一項權(quán)利要求所述的音樂演奏裝置，其特征在于上位機通過安裝于其上的軟件選擇需要下載的音樂文件，對其進行編碼，并向音樂演奏裝置發(fā)送一個下載指令，音樂演奏裝置接收到下載指令后，進入下載模式，并執(zhí)行一個下載步驟，下載步驟包括以下子步驟，A.開始接收由計算機傳輸?shù)陌惭b于計算機上的軟件所指定的經(jīng)過編碼的音樂數(shù)據(jù)；B.CRC校驗；C.如校驗未通過，則重新發(fā)送；D.對接收到的數(shù)據(jù)進行二次編碼并存儲于存儲器中；E.結(jié)束傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的音樂演奏裝置，其特征在于所述的音樂數(shù)據(jù)是一份簡譜樂譜經(jīng)編碼后形成的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種音樂演奏裝置包括中央處理系統(tǒng)，樂器系統(tǒng)，演奏系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，所述中央處理系統(tǒng)執(zhí)行以下步驟等待一個輸入指令；如接收到一個指令，則判斷指令的屬性；如是下載指令，則切換至下載模式，開始下載音樂數(shù)據(jù)，下載完成后，返回等待步驟；如是演奏指令，則讀取外存儲器中的音樂數(shù)據(jù)，并發(fā)送，發(fā)送完成后返回等待步驟；如是調(diào)整指令，則對系統(tǒng)進行調(diào)整，調(diào)整完成后，返回等待步驟。本發(fā)明的效果在于，利用簡單的結(jié)構(gòu)即可實現(xiàn)通過與上位機、或鍵盤的連接即時的轉(zhuǎn)換演奏曲目，或即時地對鍵盤的輸入作出響應(yīng)。
文檔編號G10F1/02GK1811905SQ20061002370
公開日2006年8月2日 申請日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月27日
發(fā)明者張東兵, 唐寅, 梁偉, 湯虎, 朱曉明, 李然, 吳鋒剛 申請人:上海融磁電子有限公司