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:

Происхождение изображений ИИ становится все труднее установить 06.09.2026

Генеративный искусственный интеллект способен создавать изображения, в которых угадываются особенности определенных художественных стилей, однако установить источник конкретного визуального элемента оказывается значительно сложнее. Исследование специалистов лаборатории MIT CSAIL показывает, что по мере увеличения обучающего набора данных надежно определить, какое именно изображение повлияло на результат работы модели, становится практически невозможно. Чтобы изучить эту проблему, исследователи создали около двух десятков собственных диффузионных моделей и обучили их на наборах, содержащих от нескольких сотен до сотен тысяч изображений. В экспериментах использовались фотографии лиц, а также произведения различных художников. Независимо от размера и состава наборов данных ученые наблюдали одну закономерность: чем больше изображений использовалось для обучения, тем труднее становилось определить вклад отдельной работы в последующий результат. Это явление авторы назвали "утратой атрибуц ...>>

Часы Casio G-Shock GBX-H5600KI-5 06.09.2026

Casio представила новую модель часов G-Shock GBX-H5600KI-5, которая сочетает характерную для серии механическую прочность с возможностями, свойственными современным спортивным часам. Новинка создана на базе G-LIDE GBX-H5600 в сотрудничестве с профессиональным серфером Каноа Игараси. Часы оснащены оптическим датчиком сердечного ритма и акселерометром, а обработку собранных данных обеспечивают алгоритмы Polar. Благодаря этому устройство способно оценивать тренировочную нагрузку, восстановление во время сна и другие спортивные показатели. Кроме того, часы определяют уровень насыщения крови кислородом, хотя Casio отдельно подчеркивает, что данная функция не предназначена для медицинской диагностики. Важной особенностью GBX-H5600KI-5 остается продолжительное время автономной работы. При активном использовании пульсометра и спортивных функций часы способны работать около 35 часов, тогда как в обычном режиме без постоянного измерения пульса этот показатель достигает примерно одного меся ...>>

Краски из природных кристаллов дают яркий цвет без токсичных пигментов 05.09.2026

Яркие цвета окружают человека повсюду - от лакокрасочных покрытий и тканей до косметики и декоративных материалов. Однако многие привычные красители постепенно разрушаются под воздействием солнечного света, из-за чего поверхность теряет первоначальную насыщенность. Кроме того, некоторые синтетические пигменты содержат токсичные соединения и тяжелые металлы. Исследователи Северо-Восточного университета предложили альтернативный подход, вдохновленный природой, где насыщенные и устойчивые цвета формируются не за счет химических красителей, а благодаря микроскопической структуре материала. Именно такой механизм отвечает за характерное сияние опалов, переливы павлиньих перьев и яркие оттенки крыльев некоторых бабочек. В данном случае цвет возникает не потому, что вещество поглощает определенные длины волн света, а благодаря взаимодействию света с особым расположением мельчайших кристаллов. Они преломляют и отражают свет, вызывая интерференционные эффекты, в результате чего формируются на ...>>

Случайная новость из Архива Производство водорода от ядерного реактора 09.07.2026 В условиях глобального энергоперехода водород рассматривается как один из ключевых энергоносителей будущего. Его можно использовать в промышленности, транспорте и энергетике, не выбрасывая углекислый газ при сжигании. Однако главная проблема заключается в том, как именно этот водород производить. Традиционные методы либо связаны с выбросами CO2 (при переработке природного газа), либо требуют большого количества электроэнергии (при электролизе воды). Индия предложила принципиально иной подход - получать водород с помощью тепла ядерного реактора. В Центре атомных исследований имени Индиры Ганди в Калпаккаме (штат Тамилнад) открыли первую в мире демонстрационную установку, которая производит водород за счет процесса тепла от ядерного реактора. Объект использует меднохлорный термохимический цикл (Cu-Cl cycle) и тепло от исследовательского реактора Fast Breeder Test Reactor (FBTR). По данным Департамента атомной энергии Индии, это уникальный проект, не имеющий аналогов в мире. В отличие от обычного электролиза, где вода расщепляется под действием электрического тока, здесь тепло реактора запускает серию химических реакций. В меднохлорном цикле вода последовательно проходит через несколько химических стадий, в результате чего на выходе получается чистый водород и кислород. Этот метод считается перспективным, поскольку работает при относительно более низких температурах по сравнению с другими термохимическими циклами и обладает хорошей термодинамической эффективностью. Установка в Калпаккаме пока не является промышленным заводом. Это демонстрационный проект, цель которого - проверить технологию в реальных условиях, наработать опыт эксплуатации и оптимизировать процесс перед возможным масштабированием. Технология была разработана индийскими учеными из Bhabha Atomic Research Centre (BARC) и Indira Gandhi Centre for Atomic Research (IGCAR). Использование ядерного тепла имеет важное преимущество: атомные реакторы могут работать круглосуточно и независимо от погодных условий, времени года или наличия солнечного света. Они способны поставлять не только электроэнергию, но и высокотемпературное тепло, которое можно напрямую направлять на промышленные процессы, в том числе на производство водорода. Для Индии этот проект является частью более широкой стратегии развития ядерной энергетики и снижения зависимости от ископаемого топлива. Страна активно развивает быстрые реакторы-размножители и рассматривает водород как важный элемент будущей низкоуглеродной экономики. Если технологию удастся довести до промышленного уровня, атомные станции смогут производить не только электричество, но и экологически чистый водород для заводов, тяжелого транспорта и химической промышленности.

Другие интересные новости:

▪ Искусственное растение очищает воздух и генерирует электроэнергию

▪ CMOS-сенсор Sony IMX487

▪ 3,5-дюймовые SATA-накопители повышенной емкости от Toshiba

▪ Реакция у ПК-игроков хуже, чем у консольных

▪ Обычные собаки приняли робота в свою компанию

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Любителям путешествовать - советы туристу. Подборка статей

▪ статья Теория народонаселения. История и суть научного открытия

▪ статья У какого народа есть традиция празднования совершеннолетия в 83 года? Подробный ответ

▪ статья Видеоинженер. Должностная инструкция

▪ статья Почему одни микроконтроллеры надежнее других. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Устройство поочередного включения потребителей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026