專利名稱：一種基于usb_midi接口的電子琴鍵盤控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子琴等電子樂器領(lǐng)域，特別涉及一種基于USB_MIDI接口的電子琴鍵盤控制系統(tǒng)。
技術(shù)背景 電子琴、電子管風琴等等樂器越來越數(shù)字化，其中MIDI接口是所有樂器的一種標準化數(shù)字接口。由于一般計算機不具備MIDI接口，因此大大限制了數(shù)字化樂器的使用和推廣。過去為了處理多種MIDI樂器，必須增加使用MIDI樂器合成器，其最多只能同時處理16個MIDI通道的音樂數(shù)據(jù)。在處理16個MIDI通道的音樂數(shù)據(jù)時，往往會出現(xiàn)時間不同步的問題，而時間的準確性是音樂必不可少的特征。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種基于USB_MIDI接口的電子琴鍵盤控制系統(tǒng)，能有效地解決電子琴等電子樂器不能與計算機相連的問題。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于USB_MIDI接口的電子琴鍵盤控制系統(tǒng)，包括用來生成MIDI音樂信號的電子樂器；帶USB接口的主控設(shè)備；連接在所述電子樂器和所述主控設(shè)備之間的USB_MIDI轉(zhuǎn)換電路，用于將來自電子樂器的MIDI音樂信號轉(zhuǎn)換為USB標準串口信號或?qū)碜灾骺卦O(shè)備的USB標準串口信號轉(zhuǎn)換為MIDI音樂信號。優(yōu)選地，所述USB_MIDI轉(zhuǎn)換電路包括連接在所述電子樂器和主控設(shè)備之間的USB_MIDI轉(zhuǎn)換芯片，其MIDI輸入端連接電子樂器的MIDI輸出端，其USB標準串口信號端連接主控設(shè)備USB接口；連接所述USB_MIDI轉(zhuǎn)換芯片的MIDI輸出通道選擇芯片，其MIDI信號輸入端連接轉(zhuǎn)換芯片的用來分時復(fù)用輸出兩個通道MIDI音樂信號的MIDI信號輸出端，其選擇信號輸入端連接到轉(zhuǎn)換芯片的MIDI通道選擇信號輸出端，MOUT與MUX進行邏輯與運算，MUX信號為低電平時，選擇輸出通道1，MUX為高電平時，選擇輸出通道2。優(yōu)選地，所述電子樂器包括連接所述USB_MIDI轉(zhuǎn)換芯片的中央控制單元；連接所述中央控制單元的鍵盤。優(yōu)選地，所述中央控制單元是現(xiàn)場可編程器件或單片機。優(yōu)選地，所述單片機是STC89C52。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括連接所述中央控制單元的數(shù)據(jù)加載組件，用來完成對中央控制單元現(xiàn)有程序的改進與升級。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型的有益效果在于[0018]I、本發(fā)明利用USB的帶寬和數(shù)據(jù)處理等優(yōu)勢，使多端口的MIDI接口連接到電腦更加容易，只需要一根電纜，就能處理多種MIDI連接，并且MIDI數(shù)據(jù)通過USB以后的傳輸速
率提高了百倍以上。2、本發(fā)明中，USB可輕松處理繁重的MIDI數(shù)據(jù)，同時保持數(shù)據(jù)的時序完整性和時間準確性，數(shù)以萬計的MIDI音符數(shù)據(jù)可以在同一時間準確無誤地發(fā)送，因此，大量的USB_MIDI數(shù)據(jù)可同時發(fā)送，不會錯過任何MIDI時間。3、本發(fā)明可以實現(xiàn)多通道MIDI鍵盤控制，為MIDI音樂信號的傳輸提供了一個超越16通道限制的解決方案。

圖I是本實用新型實施例提供的基于USB_MIDI接口的電子琴鍵盤控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本實用新型實施例提供的基于USB_MIDI接口轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實用新型實施例提供的基于USB_MIDI接口的電子琴鍵盤控制系統(tǒng)的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細說明，應(yīng)當理解，以下所說明的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本實用新型。圖I顯示了本實用新型實施例提供的基于USB_MIDI接口的電子琴鍵盤控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，如圖I所示，包括用來生成MIDI音樂信號的電子樂器、帶USB接口的主控設(shè)備、連接在所述電子樂器和所述主控設(shè)備之間的USB_MIDI轉(zhuǎn)換電路。其中所述電子樂器用來實現(xiàn)MIDI音樂信號的采集與輸入。所述主控設(shè)備用于實現(xiàn)對轉(zhuǎn)換后的信號進行編輯并輸出。所述USB_MIDI轉(zhuǎn)換電路，用于將來自電子樂器的MIDI音樂信號轉(zhuǎn)換為USB標準串口信號或?qū)碜灾骺卦O(shè)備的USB標準串口信號轉(zhuǎn)換為MIDI音樂信號。圖2顯示了本實用新型實施例提供的一種基于USB_MIDI接口的轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，所述USB_MIDI轉(zhuǎn)換電路連接在主控設(shè)備與電子樂器之間，其提供了一個USB輸入輸出路徑、一個MIDI音樂信號輸入路徑和一個MIDI音樂信號輸出路徑，其中，MIDI音樂信號輸出路徑提供兩個MIDI音樂信號輸出通道。圖3顯示了本實用新型提供的一種基于USB_MIDI接口的電子琴鍵盤控制系統(tǒng)的電路原理圖，其中Ul是MIDI輸出通道選擇芯片，MIDI信號輸入端與通道選擇信號輸入端進行邏輯與運算，當通道選擇信號為低電平時，選擇MIDI輸出通道1，當通道選擇信號為高電平時，選擇MIDI輸出通道2。U2是連接在所述主控設(shè)備與所述中央控制單元之間的USB_MIDI轉(zhuǎn)換芯片，是一款全速USB設(shè)備接口器件，兼容USB2.0，提供了一個MIDI音樂信號輸入通道和兩個MIDI音樂信號輸出通道。具體地說，通過UD+、UD-直接連接到USB總線上，ACT引腳是USB設(shè)備配置完成狀態(tài)輸出，用于指示USB設(shè)備已經(jīng)成功連接到計算機主控設(shè)備。U2提供一個MIDI信號輸入端MIN和一個MIDI信號輸出端MOUT，ACK引腳為接收應(yīng)答，U2從MIN端口每接收完一個MIDI數(shù)據(jù)字節(jié)將通過ACK引腳輸出一個高電平脈沖；MOUT引腳用于分時復(fù)用輸出兩個通道的MIDI音樂信號，MUX引腳用于確定當前輸出通道，當為低電平時，選擇通道1，高電平時，選擇通道2。U3是連接在U2與所述鍵盤之間的中央控制單元，其P0、P2 口用來掃描鍵盤，實現(xiàn)8*8的鍵盤矩陣，滿足電子琴的64鍵演奏。其他端口，用于參數(shù)設(shè)置、鍵初值設(shè)置以及MIDI通道號設(shè)置等等。本實施例中央控制單元U3采用了 STC89C52單片機，也可以使用其它型號單片機或現(xiàn)場可編程器件。U4是連接到U3的數(shù)據(jù)加載組件，通過U4與J5的配合，以及J6的設(shè)置，可以隨時對中央控制部分U3進行數(shù)據(jù)加載與更新，實現(xiàn)不同功能或?qū)ο鄳?yīng)的功能進行升級和改進。數(shù)據(jù)加載時，J5引腳2-3相連，J6引腳1-2相連，通過電纜下載實現(xiàn)數(shù)據(jù)更新。數(shù)據(jù)加載完成后，J5引腳1-2相連，J6引腳1-2斷開，中央控制單元U3開始使用更新后的數(shù)據(jù)進行工
作?！ふ麄€電路工作流程如下先由PO端口進行段選通，每次選通一段，相應(yīng)段選線被置為低電平，然后通過P2端口進行鍵位選擇，連續(xù)讀P2 口 8次，如果一個琴鍵被壓下，相應(yīng)的端口輸入為低電平，這樣就完成了一段鍵盤的掃描過程。PO 口的段掃描移位8次，完成全部64鍵的掃描過程。掃描完成的MIDI數(shù)據(jù)由U3的TXD端口輸出，經(jīng)U2的MIN引腳輸入，轉(zhuǎn)換成USB數(shù)據(jù)格式，發(fā)送至主控設(shè)備；同時，主控設(shè)備的音樂可以通過USB數(shù)據(jù)線傳送到U2，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后，從MOUT引腳輸出至UI，根據(jù)MUX狀態(tài)，選擇輸出通道輸出。通過使用多塊這樣的電路板，能夠?qū)崿F(xiàn)多通道MIDI鍵盤控制。盡管上文對本發(fā)明進行了詳細說明，但是本發(fā)明不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進行各種修改。因此，凡按照本發(fā)明原理所作的修改，都應(yīng)當理解為落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種基于USB_MIDI接口的電子琴鍵盤控制系統(tǒng)，其特征在于，包括 用來生成MIDI音樂信號的電子樂器； 帶USB接口的主控設(shè)備； 連接在所述電子樂器和所述主控設(shè)備之間的USB_MIDI轉(zhuǎn)換電路，用于將來自電子樂器的MIDI音樂信號轉(zhuǎn)換為USB標準串口信號或?qū)碜灾骺卦O(shè)備的USB標準串口信號轉(zhuǎn)換為MIDI音樂信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述USB_MIDI轉(zhuǎn)換電路包括 連接在所述電子樂器和主控設(shè)備之間的USB_MIDI轉(zhuǎn)換芯片，其MIDI輸入端連接電子樂器的MIDI輸出端，其USB標準串口信號端連接主控設(shè)備USB接口； 連接所述USB_MIDI轉(zhuǎn)換芯片的MIDI輸出通道選擇芯片，其MIDI信號輸入端連接轉(zhuǎn)換芯片的用來分時復(fù)用輸出兩個通道MIDI音樂信號的MIDI信號輸出端，其選擇信號輸入端連接到轉(zhuǎn)換芯片的MIDI通道選擇信號輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電子樂器包括 連接所述USB_MIDI轉(zhuǎn)換芯片的中央控制單元； 連接所述中央控制單元的鍵盤。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央控制單元是現(xiàn)場可編程器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央控制單元是單片機。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機是STC89C52。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-6任意一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括連接所述中央控制單元的數(shù)據(jù)加載組件。
專利摘要本實用新型公開了一種基于USB_MIDI接口的電子琴鍵盤控制系統(tǒng)，包括用來生成MIDI音樂信號的電子樂器；帶USB接口的主控設(shè)備；連接在所述電子樂器和所述主控設(shè)備之間的USB_MIDI轉(zhuǎn)換電路，用于將來自電子樂器的MIDI音樂信號轉(zhuǎn)換為USB標準串口信號或?qū)碜灾骺卦O(shè)備的USB標準串口信號轉(zhuǎn)換為MIDI音樂信號。本實用新型有效地把USB與MIDI兩種接口結(jié)合起來，解決了電子樂器與主控設(shè)備無法直接相連的問題。
文檔編號G10H1/00GK202736022SQ20122036554
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者趙昭旺, 王威 申請人:趙昭旺, 王威