Электронный мини-орган Советский патент 1990 года по МПК G10H1/00 G10H7/00 

t

(21)4357485/24-21

(22)04.01.88

(46) 23.04.30. Бюл. If 15

(72) Б.И. Рувинский, Б.М. Алехов,

В.П. Басе и А.В. Росляков

(53) 681.828(088.8)

(56) Фирма CGL, Mini-organ, Japan,

инструкция к использованию, 1985.

Авторское свидетельство СССР IT 1270785, кл. G 10 Н 7/00, 1984.

GASTO, VL-TONE, operatiorananual, Japan, 198Ј.

(54) ЭЛЕКТРОННЫЙ МИНИ-ОРГАН (57) Изобретение может использоваться при разработке микроминиатюрных электронных мини-органов и позволяет выполнять не только функции проигрывания мелодии с ее запоминанием и последующим воспроизведением, но и функцию оперативной корректировки нот без использования дополнительных управляющих органов. Цель изобретения - повышение удобства игры при одновременном упрощении конструкции

Изобретение может использоваться при разработке микроминиатюрных электронных миниорганов и позволяет выполнять не только функции проигрывания мелодии с ее запоминанием и последующим воспроизведением, но и функцию оперативной корректировки нот без использования дополнительных управляющих органов. Цель изобретения - повышение удобства игры при одновременном упрощении конструкции достигается введением элемента 39 И, блока 40 задержки с образованием новых функциональных связей. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчики 2, 12, 25, элементы И 3, 10, 17, 21, 31, триггеры 4, 20, элементы ИЛИ 5, 9, 11, 19, 22, 24, 33, клавиатуру 6, шифратор 7 кода нот, формирователи 8, 18, 26, 29 импульсов, коммутирующие блоки 13 , 32, 36, 37, информационную шину 14, оперативное запоминающее устройство 15, регистр 16, блоки 23, 30, 34, 35 задержки, адресную шину 27, постоянное запоминающее устройство 28 и клавишу 38 режима. 4 ил.

(Л

СЛ СП

се

00

1-{wj«31

достигается введением элемента И 39, и блока 40 задержки с образованием новых функциональных связей. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчики 2, 12, 25, элементы И 3, Ю, 17, 21, 31, триггеры kt 20, элементы ИЛИ 5, 9, 11, 19, 22 2, 33, клавиатуру 6, шифратор 7 коИзобретение относится к электро- музыкальным устройствам и может ис- пользоваться при разработке микроминиатюрных электронных мини-органов

Цель изобретения - повышение удобства игры за счет реализации режима коррекции нот без использования до- полнигельной клавиши при одновременном упрощении устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема электронного мини-органа; на фиг. 2 - временная диаграмма занесения кодов нот и длительностей в оперативное запоминающее устройство; на фиг. 3 диаграмма воспроизведения записанной мелодии; на фиг. k - временная диаграмма корректировки неверной ноты в процессе воспроизведения.

Электронный мини-орган содержит последовательно соединенные генератор

1тактовых импульсов, первый счетчик

2импульсов, выход переноса которого подключен к его управляющему входу, первый элемент ИЗ, счетный триггер

{, выход которого является выходом мини-органа, последовательно соединенные первый элемент ИЛИ 5, входы которого подключены к выходам клавиатуры 6 и входам шифратора 7 кода нот, первый Формирователь 8 импульсов, вход которого через второй элемент ИЛИ 9 соединен с вторым входом перво- го элемента И 3 второй элемент И 10,, третий элемент ИЛИ 11, второй счетчик 12 импульсов, суммирующий вход которого соединен с выходом генератора 1 тактовых импульсов, первый ком- мутирующий блок 13, информационную шину l, оперативное запоминающее „ устройство 15 регистр 16, третий элемент И 179 второй формирователь 18 импульсов, четвертый элемент ИЛИ

-

19, триггер 20 режима, четвертый эле мент И 21, пятый элемент ИЛИ 22, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 10, первый блок

-

5593764

да нот, формирователи 8, 18, 26, 29 импульсов,. коммутирующие блоки 13,

32, 36, 37, информационную шину k, оперативное запоминающее устройство 15, регистр 16, блоки 23, 30, 3, 35 задержки, адресную шину 27, постоян9 ное запоминающее устройство 28 и клавишу 38 режима, k ил„

j

20

25 о

5

о 45 55

23 задержки, шестой элемент ИЛИ 2k, третий счетчик 25 импульсов, выходы которого соединены с адресными входами оперативного запоминающего устройства 15, а вход установки в О подключен к выходу третьего элемента ИЛИ 11, причем второй вход четвертого элемента И 21 соединен с выходом третьего формирователя 26 импульсов, вход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 9, выходы адресной шины 27 - с входами постоянного запоминающего устройства 28, выходы которого подключены к информационным входам первого счетчика 2 импульсов.

Мини-орган содержит также последовательно соединенные четвертый формирователь 29 импульсов, вход которого подключен к второму выходу триггера 20 режима, а через второй блок 30 задержки соединен с первым входом пятого элемента И 31 и управляющим входом второго коммутирующего блока 32, седьмой элемент ИЛИ 33 второй вход которого соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ 2k и выходом пятого элемента И 31. третий блок 3 задержки, выход которого подключен к третьему входу пятого.элемента ИЛИ 22,к управляющему входу регистра 16 и через четвертый блок 35 задержки к управляющему входу второго счетчика 12 импульсов, причем второй вход пятого элемента И 31 соединен с выходом переноса второго счетчика 12 импульсов, выход третьего элемента ИЛИ 11 подключен через третий коммутирующий блок Зб к второй группе входов информационной шины 1, выходы операционного запоминающего устройства 15 соединены с информационными входами второго счетчика 12 импульсов, выходы регистра 16 подключены через второй коммутирующий блок 32 к первой группе входов

адресной шины 27, к второй группе входов которой через четвертый коммутирующий элемент 37 подключены выходы шифратора 7 кода нот, выход триггера 20 режима соединен с управляющим входом четвертого коммутирующего блока 37 и с вторым входом второго элемента И 10, второй вход - с клавишей 38 режима, выход четвертого элемента И 21 - с управляющим входом первого коммутирующего блока 13 последовательно, соединенные шестой элемент И 39 первый вход которого соединен с выходом первого, а второй вход - с входом четвертого формирователя 29 импульсов, пятый блок задержки, выход которого соединен с третьи входом третьего и вторым входом четвертого элементов ИЛИ 11 и 19, а вход - с вычитающим входом третьего счетчика 25 импульсов.

Электронный мини-орган работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 20 режима находится в состоянии 0й. Это соответствует режиму записи нот в оперативное запоминающее устройство 15 (ОЗУ). При нажатии нотной клавиши в блоке 6 клавиатуры на выходе шифратора 7 формируется код клавиши, поступивший на адресную шину 27 постоянного запоминающего устройства 28 (ПЗУ) через четвертый коммутирующий элемент 37, управляемый Лог 1 с инверсного выхода триггера 20. На выходе ПЗУ 28 появляется строго фиксированный для данной ноты коэффициент деления, поступающий на информационный вход первого счетчика 2 импульсов и записываемый в него в момент появления сигнала переноса. Первый счетчик 2 импульсов делит опорную частоту, поступающую на его счетный вход с генератора 1. Перенос с выхода первого счетчика 2 импульсов, появляющийся с частотой, равной удвоенной частоте исполняемой ноты, поступает через первый элемент И 3 на вход счетного триггера 4, на выходе которого генерируются импульсы прямоугольной формы со скважностью, равной двум, и частотой, равной частоте исполняемой ноты. Первый элемент И 3 управляется выходом второго элемента ИЛИ 9, на выходе которого устанавливается. Лог. 1 в случае нажатия клавиши клавиатуры 6 или в режиме воспроизведения, когда в триггере 20

м10

20

25

5593766

находится Лог. 1. Это необходимо, чтобы в режиме молчания на вход триггера k не поступали импульсы перено- са от первого счетчика 2 импульсоз, который работает без остановки.

В момент нажатия каждой клавиши клавиатуры 6 на выходе первого элемента ИЛИ 5 вырабатывается Лог„ 1, при этом срабатывает первый формирователь 8 импульсов и вырабатывает короткий импульс, совпадающий с положительным фронтом сигнала на выходе первого элемента ИЛИ 5. Импульс jc с выхода первого формирователя 8 импульсов проходит через второй элемент И 10, на второй вход которого поступает Лог. 1 с инверсного выхода триггера 20, и третий элемент ИЛИ 11 на управляющий вход третьего коммутирующего блока 36, обеспечивающего подключение выходов шифратора 7 по входной информационной шине 1 и запись очередной ноты в ОЗУ 15. Одновременно сигнал с выхода третьего элемента ИЛИ 11 поступает на вход установки в О второго счетчика 12 и обнуляет его в момент записи очередной ноты в ОЗУ 15.

Сигнал с выхода второго элемента И 10 через пятый элемент ИЛИ 22 поступает на вход первого блока 23 задержки и далее через шестой элзмент ИЛИ 2 на суммируюший вход третьего счетчика 25 импульсов, и в счетчике 35 25 устанавливается адрес следующей ячейки ОЗУ 15. В следующую (за нотой) ячейку ОЗУ 15 заносится длительность звучания ноты (в дополнительном коде) из второго счетчика 12 импульсов. Момент занесения длительности ноты в ОЗУ 15 определяется моментом отпускания соответствующей клавиши клавиатуры 6. В этот момент на выходе третьего формирователя 26 импульсов формируется короткий импульс, - совпадающий с отрицательным фронтом сигнала на выходе первого элемента ИЛИ 5.

Импульс с выхода формирователя 26 проходит через четвертый элемент И 21 на управляющий вход первого коммутирующего блока 13, обеспечивающего подключение выходной шины второго счетчика 12 импульсов к инфор- мационной шине 1 и занесение длительности звучания ноты в ячейку ОЗУ 15 по адресу, определенному третьим счетчиком 25 импульсов. Одновремен30

40

45

50

но с выхода четвертого элемента И 21 сигнал Лог. 1 поступает на вход пятого элемента ИЛИ 22 и далее, как было описагс, на суммирующий вход третьего счетчика 25 импульсов, подготавливая адрес для следующей ноты. Таким образом, выполняется последовательное занесение нот и их длительностей, т. е. исполняемой мелодии, в ОЗУ 15.

Для воспроизведения ранее записанной в ПЗУ 1 5 мелодии нажимается клавиша ЗВ режима работы мини-органа, и триггер 20 режима устанавливается в положение 1, что соответствует режиму воспроизведения мелодии. В момент установки триггера 20 в положение 1 на выходе четвертого формирователя 28 импульсов вырабатывается короткий импульс, совпадающий с положительным фронтом сигнала на его входе, поступающий на нулевой установочный вход третьего счетчика 25 импульсов, и через третий элемент ИЛИ 11 на нулевой вход второго счетчика 12 импульсов.Одновременно через седьмой элемент ИЛИ 33 и третий элемент 3 задержки сигнал поступает на управляющий вход регистра 16, куда заносится первая из запомненных ранее нот, так как к этому моменту в третьем счетчике 25 установлен нулевой адрес.

С выхода третьего блока 3 задержки указанный сигнал поступает также на вход четвертого блока 35 задержки и на вход пятого элемента ИЛИ 22 и далее, как описано, на суммирующий вход третьего счетчика 25 импульсов, подготавливая в нем (с некоторой задержкой, определяемой первым блоком 23 задержки) следующий адрес - адрес длительности считанной ноты. После этого на выходе четвертого блока 35 задержки появляется сигнал, поступающий на управляющий вход второго счетчика 12 импульсов и обеспечивающий запись в него длительности ноты. Величина задержки четвертого блока 35 выбирается большей, чем величина задержки первого блока 23 для того, чтобы запись во второй счетчик 12 выполнялась после установки необходимого адреса в третьем счетчике 25.

С выхода триггера 20 режима сигнал Лог. 1 через второй блок 30 за- держки поступает на вход второго эле- мента ИЛИ 9 и на управляющий вход

0

5

второго коммутирующего блока 32, который обеспечивает подключение к адресной шине 27 регистра 16. Величина задержки второго блока 30 выбирается большей, чем величина задержки третьего блока 3 для того, чтобы обеспечить указанное подключение регистра 16 после считывания в него необходимой информации на ОЗУ 15.

Время звучания ноты определяется ее длительностью, считанной во второй счетчик 12, на суммирующий вход i которого поступают импульсы от генератора 1, Окончания длительности ноты определяется моментом появления переноса на его выходе, поступающего на вход пятого элемента И 21 и далее через шестой элемент ИЛИ 2k на сум- миоующий вход третьего счетчика 25, подготавливая в нем адрес следующей ноты. С выхода пятого элемента И 31 сигнал поступает также через седьмой элемент ИЛИ 33 на вход третьего бло- 5 ка 3 задержки и далее, как было описано, обеспечивает считывание в регистр 16 и во второй счетчик 12 очередной ноты и ее длительности. Таким образом, выполняется процесс воспроизведения записанной мелодии. По окончании мелодии в регистре 16 оказывается признак конца мелодии (который соответствует неиспользуемому коду нот, например О), при этом на выходе третьего элемента И 17 вы0

0

5

рабатывается сигнал Лог. 1, посту5

0

5

пающий на вход второго формирователя 18 импульсов и далее через четвертый элемент ИЛИ 30 на нулевой вход триггера 20 режима. Если при этом клавиша 38 режима отпущена, то исполнение мелодии прекращается, в противном случае триггер 20 режима опять устанавливается в положение 1, и цикл воспроизведения мелодии повторяется.

Для корректировки неверной ноты необходимо в процессе ее воспроизведения нажать в клавиатуре 6 клавишу нужной ноты. При этом на выходе первого формирователя 8 импульсов возникает импульс, проходящий через шестой элемент И 39 и поступающий на вычитающий вход третьего счетчика 25, в результате чего в третьем счетчике 25 устанавливается адрес звучащей ноты. Одновременно указанный импульс поступает через пятый блок 40 задержки на вход третьего элемента ИЛИ 11 и далее на нулевой

установочный вход второго счетчика 12 и на управляющий вход третьего коммутирующего блока 36t обеспечивающего подключение выхода шифратора 7 кода нот на входной информационной шине 14 и занесение в ОЗУ 15 исполняемой ноты, как было описано. С выхода пятого блока 40 задержки сигнал поступает также через четвертый элемент ИЛИ 19 на нулевой вход триггера 20 режима и переводит электронный мини-орган в режим записи нот, при этом клавиша 38 режима должна быть опущена. Для последующего воспроизведения откорректированной мелодии необходимо после окончания корректировки нажать клавишу 38 режима.

Приведенная схема электронного мини-органа позволяет очень легко выполнять корректировку нот без ис- пользования дополнительных управляющих органов (клавиш), что является несомненным преимуществом. В качестве шифратора 7 кода нот может быть использована ПЛМ серии КР 1802 или логические микросхемы серии К561 ЛИ1 Коммутирующие блоки 14, 32, 36 и 37 представляют собой стандартные мультиплексоры, например, серии К5&1 ЛС2 Тип ПЗУ не имеет существенного значения, может быть использовано, например, ПЗУ серии КР 1802.

Кроме того, предлагаемый мини-орган может быть выполнен в виде самостоятельной интегральной микросхемы. В этом случае используемые логически элементы будут иметь конкретную струтуру, определяемую форматами данных (количество нот или октав, разрядность счетчиков) и технологией изготовления интегральной микросхемы.

На фиг. 2 введены следующие обозначения: 41 - сигнал на выходе первого элемента ИЛИ 5 42 - на выходе первого формирователя 8 .импульсов; 43 - на втором элементе И 10; 44 - На третьем элементе ИЛИ 11; 45 - на третьем коммутирующем блоке 36; 46 - на пятом элементе ИЛИ 22; 47 - на первом блоке 23 задержки; 48 - на шестом элементе ИЛИ 2k; 49 на третьем формирователе 26 импульсов; 50 на четвертом элементе И 21.

На фиг. 3 введены следующие обозначения: 51 - сигнал на выходе триi- гера 20 режима; 52 - на четвертом фомирователе 29 импульсов; 53 - на седмом элементе ИЛИ 33; 54 на третьем

,

59376

блоке

10

10

34 задержки; 55 - на регистре 16; 56 - на шестом элементе ИЛИ 24;

57 на четвертом блоке 35 задержки;

58- на пятом элементе И 21; 59 на третьем элементе И; 60 - на втором формирователе 18 импульсов.

На фиг. 4 введены следующие обозначения: 61 - сигнал на выходе триггера 20 режима; 62 - на четвертом формирователе 29 импульсов; 63 - на седьмом элементе ИЛИ 33; 64 - на третьем блоке 34 задержки; 65 - на регистре 16; 66 - на шестом элементе ИЛИ 24; 15 67 на четвертом блоке 35 задержки; 68 - на пятом элементе И 31 69 - на первом элементе ИЛИ 5; 70 - на первом формирователе 8 импульсов; 71 на шестом элементе И 39; 72 - на пя- 20 том блоке 40 задержки; 73 - на третьем элементе ИЛИ 11; 74 - на шестом элементе ИЛИ 24; 75 - на третьем формирователе 26 импульсов; 76 - на четвертом элементе И 21. 25

Формула изобретения

Электронный мини-орган, содержа™ щий последовательно соединеьные генератор тактовых импульсов, первый счетчик импульсов, выход переноса которого подключен к его управляющему входу, первый элемент И, счетный триггер, выход которого является выходом мини-органа, последовательно соединенные первый элемент , входы которого подключены к выходам клавиатуры и входам шифратора кода нот, первый формирователь импульсов, вход которого через второй элемент ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И, второй элемент И, третий элемент ИЛИ, второй счетчик импульсов, суммирующий вход которого сое- 45 динен с выходом генератора тактовых импульсов, первый коммутирующий блок, информационную шину, оперативное запоминающее устройство, регистр, третий элемент И, второй формирователь импульсов, четвертый элемент ИЛИ,триггер режима, четвертый элемент И, пятый элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый блок задержки, шестой элемент ИЛИ, третий счетчик импульсов, выходы которого соединены с адресными входами оперативного запоминающего устройства, а вход установки нуля подключен к второму

30

35

40

50

55

11 1

входу третьего элемента ИЛИ, причем

второй вход четвертого элемента И соединен с выходом третьего формирователя импульсов, вход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выходы адресной шины соеднены с входами постоянного запоминающего устройства, выходы которого подключены к информационным входам первого счетчика импульсов, последовательно соединенные четвертый формирователь импульсов, вход которого подключен к второму выходу триггера режима, а через второй блок задержки -соединен с первым входом пятого элемента И и управляющим входом второго коммутирующего блока, седьмой элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ и выходом пятого элемента И, третий блок задержки, выход которого подключен к третьему входу пятого элемента ИЛИ, к управляющему входу регистра и через четвертый блок задержки к управляющему входу второго счетчика импульсов, причем второй вход пятого элемента И соединен с выходом переноса второго счетчика импульсов, выход третьего элемента ИЛИ подключен через третий коммутирующий блок к второй группе входов информационной шины, выходы оператив

Фиг. 2

0

376

5

0

5

0

12

ного запоминающего устройства соединены с информационными входами второ го счетчика импульсов, выходы регистра подключены через второй коммутирующий блок к первой группе входов адресной шины, к второй группе входов которой через четвертый коммутирующий блок подключены выходы шифратора - кода нот, выход триггера режима соединен с управляющим входом четвертого коммутирующего блока и с вторым входом второго элемента И, второй вход соединен с клавишей режима, выход четвертого элемента И соединен с управляющим входом первого коммутирующего блока, отличаю-, щ и и с я тем, что, с целью повышения удобства игры за счет реализации режима коррекции нот без использования дополнительной клавиши при одновременном упрощении мини-органа, в него введены последовательно соединенные шестой элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого, а второй вход - с входом четвертого формирователей импульсов, пятый блок задержки, выход которого соединен с третьим входом третьего и вторым входом четвертого элементов ИЛИ, а вход - с вычитающим входом третьего счетчика импульсов.

0VS.S