本實(shí)用新型涉及一種新型的吉他輔助學(xué)習(xí)工具，具體涉及單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

背景技術(shù)：

在吉他的學(xué)習(xí)過程中，我們根據(jù)六線譜進(jìn)行吉他的彈唱，而演奏者如果不經(jīng)過針對(duì)性的學(xué)習(xí)，只通過聽覺是無法識(shí)別剛才彈響聲音的音高的。初學(xué)者想知道吉他發(fā)出的音高，一般方法為，根據(jù)自己所按琴弦品位在品位與音高關(guān)系表中查找，找出相應(yīng)的音高。對(duì)于初學(xué)者來說，想知道一個(gè)又一個(gè)的音高要不斷地去查詢品位與音高關(guān)系表，這樣的學(xué)習(xí)過程，繁瑣且效率低下。

當(dāng)前有一種通過頻率識(shí)別來顯示音高的電子調(diào)音器。這種器材每次只能顯示一根弦的音高，當(dāng)兩根以上的弦同時(shí)彈響時(shí)，這種調(diào)音器就無能為力了。而且通過對(duì)頻率進(jìn)行檢測(cè)的音高識(shí)別，需要記錄一段時(shí)間內(nèi)吉他的振動(dòng)次數(shù)以此來識(shí)別頻率，如果檢測(cè)時(shí)間，精度達(dá)不到要求，檢測(cè)速度慢限制了該方法只適用于吉他進(jìn)行調(diào)弦，而不適用于初學(xué)者建立音準(zhǔn)的輔助學(xué)習(xí)。

這樣的背景下，需要我們對(duì)新的音高識(shí)別方法進(jìn)行研究，以達(dá)到快速準(zhǔn)確顯示彈奏者所彈響吉他弦的音高的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為能夠快速準(zhǔn)確識(shí)別彈奏時(shí)吉他各弦音高。本實(shí)用新型將單片機(jī)矩陣鍵盤檢測(cè)技術(shù)與吉他品位音高關(guān)系相結(jié)合，通過單片機(jī)對(duì)I/O口掃描識(shí)別按弦品位，根據(jù)此位置將對(duì)應(yīng)音高在LCD顯示屏中顯示，以此來實(shí)現(xiàn)快速識(shí)別、并顯示音高。

該基于單片機(jī)的吉他輔助學(xué)習(xí)工具的實(shí)現(xiàn)方式如下：開關(guān)、振動(dòng)傳感器、定位矩陣、單片機(jī)、LCD顯示器、5V直流電源。

所述的開關(guān)與單片機(jī)相連接，負(fù)責(zé)該單片機(jī)輔助學(xué)習(xí)裝置啟動(dòng)與關(guān)閉的控制。

所述的振動(dòng)檢測(cè)傳感器與單片機(jī)的I/O口相連接，負(fù)責(zé)在開關(guān)模塊啟動(dòng)裝置后，演奏者撥動(dòng)琴弦吉他振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)檢測(cè)傳感器檢測(cè)到吉他的振動(dòng)超過閾值后，振動(dòng)檢測(cè)傳感器輸出低電平。

所述的定位矩陣由吉他的6根琴弦、22品柱(品柱個(gè)數(shù)由吉他類型決定)、導(dǎo)線所組成。其中6根琴弦與22品柱通過導(dǎo)線分別單片機(jī)的I/O口相連接。6根琴弦與22品柱構(gòu)成一個(gè)6*22的矩陣，對(duì)應(yīng)于X-Y坐標(biāo)，以此來對(duì)所按琴弦進(jìn)行定位。

所述的單片機(jī)模塊檢測(cè)并修改各I/O口電平狀態(tài)，進(jìn)行邏輯判斷后將結(jié)果傳送至LCD顯示器進(jìn)行音高的顯示。首先，單片機(jī)檢測(cè)到振動(dòng)檢測(cè)傳感器輸出電平變低后，開始對(duì)定位矩陣相應(yīng)I/O口進(jìn)行掃描。具體掃描矩陣時(shí)，連接6根琴弦的I/O口依次給予低電平，此時(shí)22品柱對(duì)應(yīng)I/O口為高電平。當(dāng)演奏者所按琴弦被撥動(dòng)后，與該琴弦接觸的品柱所對(duì)應(yīng)I/O口電平被拉低，此時(shí)單片機(jī)得以檢測(cè)出所按琴弦的弦序數(shù)和品柱序數(shù)，由所得到的弦序數(shù)及品柱序數(shù)得以確定所按琴弦位置。考慮橫按等特殊情況，同一琴弦有兩個(gè)及以上品柱位被按下，根據(jù)吉他的發(fā)聲原理，其音高由最髙品柱位決定，此時(shí)只需要對(duì)單片機(jī)設(shè)定條件判斷即可準(zhǔn)確定位。雖然掃描琴弦為1弦至6弦依次進(jìn)行，由于單片機(jī)的工作頻率以MHz為單位，相對(duì)于人手對(duì)于吉他的操作速度，可以視為同時(shí)對(duì)六根琴弦進(jìn)行掃描。

所述的LCD顯示模塊與單片機(jī)相連接。當(dāng)單片機(jī)與振動(dòng)檢測(cè)傳感器相連接的I/O口檢測(cè)到電平變低后，開始對(duì)定位矩陣相應(yīng)I/O口掃描。得到所按琴弦位置后，查詢編寫在單片機(jī)程序內(nèi)的吉他品位與音高對(duì)應(yīng)關(guān)系表，得到相應(yīng)的音高值，單片機(jī)控制LCD顯示器將此音高值顯示。

所述的5V直流電源模塊與單片機(jī)、LCD、振動(dòng)檢測(cè)傳感器相連接，對(duì)其進(jìn)行供電。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)可同時(shí)識(shí)別6根弦的音高。

2)識(shí)別音高速度快。識(shí)別并顯示音高的速度取決于單片機(jī)的工作頻率。

3)將查表工作交由單片機(jī)執(zhí)行，準(zhǔn)確，避免演奏者去重復(fù)查表，提高吉他學(xué)習(xí)者對(duì)音階的學(xué)習(xí)效率。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成示意圖。

圖中，1、開關(guān)；2、振動(dòng)檢測(cè)傳感器；3、定位矩陣；4、單片機(jī)；5、LCD顯示器；6、5V直流電源。

圖2是本實(shí)用新型定位矩陣示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型裝置包括1、開關(guān)；2、振動(dòng)檢測(cè)傳感器；3、定位矩陣(見圖2)；4、單片機(jī)；5、LCD顯示器；6、5V直流電源，見圖1。開關(guān)1啟動(dòng)裝置后，振動(dòng)檢測(cè)傳感器2開始檢測(cè)吉他的振動(dòng)情況；當(dāng)振幅超過設(shè)定閾值輸出低電平至單片機(jī)4；單片機(jī)4與振動(dòng)檢測(cè)傳感器2相連的I/O口檢測(cè)到低電平，啟動(dòng)對(duì)定位矩陣3相對(duì)應(yīng)I/O口的掃描；單片機(jī)4根據(jù)定位矩陣3對(duì)應(yīng)I/O口電平情況識(shí)別所按琴弦位置，并通過查詢品位與音高對(duì)應(yīng)表得到相應(yīng)的音高；單片機(jī)4控制LCD顯示器5顯示該音高。5V電源6負(fù)責(zé)給振動(dòng)檢測(cè)傳感器2、單片機(jī)4、LCD顯示器5供電。

執(zhí)行步驟

a.開關(guān)啟動(dòng),令裝置運(yùn)行。

b.振動(dòng)檢測(cè)傳感器檢測(cè)到吉他振動(dòng)幅度超過閾值，將初始高電平轉(zhuǎn)化為低電平。

c.單片機(jī)掃描與振動(dòng)檢測(cè)傳感器相連接I/O口電平的變化，啟動(dòng)定位矩陣I/O口掃描。

d.單片機(jī)掃描定位矩陣I/O口，得到按弦位置，根據(jù)按弦位置查詢吉他品位與音高對(duì)應(yīng)表，得到音高。

e.單片機(jī)控制LCD顯示該音高。

f.返回至a步驟依次循環(huán)執(zhí)行，當(dāng)a步驟開關(guān)狀態(tài)變?yōu)殛P(guān)閉時(shí)，退出運(yùn)行。