MIDI-клавиатура на PIC16F84. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Музыканту

 Комментарии к статье

Предлагаемая 48-клавишная MIDI-клавиатура предназначена для работы совместно с персональным компьютером (ПК) или синтезаторами в бесклавиатурном исполнении. Она обслуживает 16 MIDI-каналов. Встроенный регулятор может использоваться либо для управления громкостью, либо для манипулирования одним из 31 контроллера. Применение микроконтроллера (МК) PIC16F84 позволило не только упростить схему устройства, но и значительно снизить стоимость и сложность исполнения, отказавшись от традиционного в этой области МК i8051.

Принципиальная схема предлагаемой MIDI-клавиатуры изображена на рисунке. Ее основа - МК DD7, осуществляющий основные операции опроса всех манипуляторов и организации MIDI-интерфейса. Мультиплексоры DD1-DD6 предназначены для реализации динамического опроса клавиш. К каждому из них подключено по восемь подклавишных контактных групп, а сигнал с выхода подается на соответствующий вход порта В МК DD7 (на схеме полностью показан только DD1, остальные включены аналогично).

(нажмите для увеличения)

Регулятор громкости - переменный резистор R10 - включен в RC-цепь одновибратора, собранного на таймере DA2. Положение его движка определяется по длительности импульсов, поступающих на вход RB6 DD7. Одновибратор запускается импульсами, поступающими с выхода RA3, который одновременно управляет индикатором режима работы - светодиодом HL1. Программа, управляющая работой МК DD7, осуществляет опрос клавиатуры. Как только обнаруживается нажатие или отпускание клавиши, происходит вызов процедуры, отправляющей соответствующее MIDI-сообщение [1]. Так как МК PIC16F84 не имеет встроенного универсального асинхронного последовательного приемопередатчика (UART), программа осуществляет программную организацию MIDI-интерфейса с помощью простейших операций сдвига.

При вычислении положения движка резистора R10 учитывается его конфигурация как манипулятора контроллера или как регулятора громкости. В первом случае считанное значение сравнивается с записанным в прошлый цикл опросом, и если пять раз подряд установлено различие, то отправляется соответствующее MIDI-сообщение. Положение движка резистора R10 оцифровывается контроллером в пятибитный код, и, таким образом, устройство чувствительно к 32 его различным положениям. Если R10 "настроен" как регулятор громкости, необходимая информация посылается вместе с событиями нажатия клавиш.

Кнопкой SB49 устройство переводят в режим настройки, о чем сигнализирует светодиод HL1. В этом случае сообщения о нажатиях клавиш не передаются на выход устройства.

Нажатие любой из 16 первых клавиш (т. е. подключенных к мультиплексорам DD1 и DD2) приводит к переключению MIDI-канала, любой из 32 других - к выбору соответствующего номера контроллера, которым будет управлять резистор R10. Если нажата клавиша SB17 (ее контакт подключен к входу Х0 DD3), R10 конфигурируется как регулятор громкости, иначе (при нажатии SB18, SB19 и т. д.) - как манипулятор MIDI-koh-троллера, номер которого назначается нажатием клавиш SA18-SA48 (SA18 - контроллер О, SA19 - контроллер 1 и т. д.).

Коды программы в виде hex-файла приведены в таблице. Первый байт строки 9 (число 29h) - константа, определяющая номер ноты, с которой начинается клавиатура. В авторском варианте начальной является нота F3 - фа третьей октавы (нота с номером 41, принятым в MIDI-сообщени-ях). При использовании другой клавиатуры следует откорректировать эту константу и пересчитать контрольную сумму строки 9.

Исходный текст программы и некоторые другие дополнительные материалы к статье

(нажмите для увеличения)

Печатная плата для устройства не разрабатывалась- Большинство деталей (микросхемы DD7, DA1, DA2, резисторы, конденсаторы, кварцевый резонатор) смонтированы на макетной плате, все соединения выполнены проводом МГТФ. Для уменьшения длины жгута, идущего к контактам клавиш, мультиплексоры DD1-DD6 установлены непосредственно под клавиатурой. Источник питания, подключаемый к разъему ХР1, должен иметь выходное напряжение 6... 12 В при токе около 50 мА.

С небольшими доработками К561КП2 (DD1-DD6) можно заменить мультиплексорами К561КП1. Кроме МК PIC16F84, в устройстве можно применить PIC16F84A или PIC16CR84. Прямая замена на PIC16C84 или PIC16F83 невозможна. В качестве R10 можно использовать любой переменный резистор указанного на схеме сопротивления с функциональной характеристикой А. Розетка XS1 -стандартная пятиконтактная ОНЦ-ВГ-4-5/16-р (DIN-5).

Клавиатура практически не нуждается в налаживании и при исправных деталях и отсутствии ошибок в монтаже начинает работать сразу после включения питания. Если положение движка резистора R10 определяется неверно, следует подобрать конденсатор C3 и резистор R11. При наличии программы-секвенсора клавиатуру можно подключить к ПК и проверить правильность работы устройства в целом. Для подключения к ПК используют переходник, обеспечивающий оптоэлектронную развязку интерфейса, например, подобный описанному в [2].

При постоянном использовании клавиатуры с ПК для питания можно использовать импульсный преобразователь [3], подключив его к источнику +5 В игрового порта. Для уменьшения потребляемого тока R12 в этом случае желательно заменить резистором большего сопротивления или вообще исключить светодиод HL1.

Литература

1. Студнев A. MIDI-клавиатура. - Радио, 1993, № 11, с. 32-34.
2. Оборотов Н. Простая MIDI клавиа тура для ПК. - Радио, 2000, № 3, с. 25, 26, 44.
3. Власов Ю. Простой преобразователь с независимым возбуждением. - Радио, 1996, № 7, с. 50.

Автор: А.Борисевич, г.Севастополь, Украина

Смотрите другие статьи раздела Музыканту.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Новое месторождение меди в Германии 04.07.2007 Трудно поверить, но в центре Европы, давно изученной в геологическом отношении, на границе между Бранденбургом и Саксонией, открыли новое месторождение медной руды. На участке размерами 14 на 3 километра, на глубине полутора километров залегают примерно полтора миллиона тонн медной руды. Правда, анализы показали содержание меди всего в два процента. Это значит, что чистой меди можно выплавить лишь 30 тысяч тонн, тогда как промышленность Германии ежегодно расходует более миллиона тонн меди. Видимо, месторождение будет законсервировано до тех времен, когда цена меди значительно вырастет.

Другие интересные новости:

▪ Люминесцентный материал для накопления света от LED-ламп

▪ Новогодние украшения делают нас счастливее

▪ Сон слонов

▪ Мобильные телефоны не связаны с опухолями мозга

▪ Жидкостная система охлаждения для ноутбуков XMG Oasis Mk2

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Интересные факты. Подборка статей

▪ статья Фен маляра. Советы домашнему мастеру

▪ статья Какое животное человек одомашнил первым? Подробный ответ

▪ статья Индейский табак. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Устройство тревожной сигнализации. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Воздушные линии электропередачи напряжением до 1 кВ. Климатические условия. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026