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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Акустический лазер, работающий в многочастотном режиме 04.08.2014 Американские ученые из штата Мериленд представили разработку, позволяющую управлять многочастотным режимом работы акустического лазера. Продемонстрированный учеными акустический лазер имеет полость-резонатор с установленной особой отражающей мембраной, которая обеспечивает поддержку нескольких колебательных акустических режимов и используется в качестве выходного устройства. Прибор может также работать в многочастотном (многомодовом) режиме. При этом отмечается, что исследователи обнаружили явление т.н. "аномального охлаждения", при котором устройство переходит в одномодовый режим. В таком режиме выделяется определенная ведущая частота (мода) колебаний, которая подавляет усиление других частот, и с которой связано усиление акустических колебаний. Исследователи показали возможность управления многомодовыми режимами, в т.ч. и для настройки всех нужных параметров одномодового режима. Конкурирующими модами ученые управляли посредством регулирования мощности оптической накачки: чем больше она становится, тем больше возникает частот акустических колебаний, из которых в результате выделяется одна ведущая, подавляющая остальные. Сазер, или акустический лазер - звуковой аналог всем известного лазера - представляет собой усилитель звуковых колебаний какой-то определенной частоты. Принцип работы устройства похож на работу лазера. При этом в акустическом лазере, в котором применяется оптическая накачка, изменение частоты фотонов происходит с генерацией фононов - т.е. квазичастиц, в терминах которых звуковые колебания удобно описывать. Работа сазера имеет отношение к рассеянию Мандельштама-Бриллюэна, при котором изменение частоты отраженного света происходит в ходе взаимодействия падающего излучения и кристаллической решетки твердого тела. Считается, что направленные пучки фононов от акустических лазеров могут использоваться в качестве переключателей электрических свойств определенных материалов, а также для опытов с трехмерными структурами твердых тел.

Другие интересные новости:

▪ Самозалечивающееся программное обеспечение

▪ Программируемый контроллер Allen-Bradley CompactLogix 1769

▪ Сервис совместных поездок на самоуправляемых транспортных средствах

▪ Блокчейн-технологии для исследования космоса

▪ Беззеркальная цифровая фотокамера Polaroid на ОС Android

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья Мишель Поль Фуко. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какое животное первым появилось на суше? Подробный ответ

▪ статья Бер. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Свинцово-глицериновая масса. Простые рецепты и советы

▪ статья Электропривод намоточного устройства для кромок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025