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 Выбросы CO2 уберегут Землю от ледникового периода 27.11.2012 Выбросы углекислого газа от сжигаемого ископаемого топлива повышают температуру планеты и могут спасти нас от следующего ледникового периода. По данным нового исследования ученых из Университета Гетеборга, Швеция, наша планета, вероятно, прямо сейчас вступает в новый ледниковый период. Мы не замечаем этого только потому, что человеческая цивилизация хорошенько "прогревает" планету с помощью выбросов парникового углекислого газа. За последние три миллиона лет Земля пережила по меньшей мере 30 ледниковых периодов. Исследователи полагают, что малый ледниковый период с XVI по XVII век, возможно, был остановлен в результате человеческой деятельности. Так, увеличение вырубки лесов и расширение сельскохозяйственных земель в сочетании с ранним этапом индустриализации, привели к увеличению выбросов CO2, который, по-видимому, замедлил или даже обратил вспять охлаждение планеты. Шведские ученые указывают на особую роль торфяников в этом процессе. Торфяники выступают в качестве естественных поглотителей углерода, то есть активно поглощают углекислый газ из атмосферы. В настоящее время торфяники занимают около 4% площади суши Земли. Большинство торфяников находятся в районах с умеренным климатом, севернее и южнее 45-й параллели. В целом торфяники являются одним из самых больших наземных поглотителей углекислого газа: ежегодно каждый квадратный метр торфяника поглощает около 20 граммов, что эквивалентно похолоданию с отбором 5 ватт на 1 кв. м. Исследователи выяснили, что в периоды межледниковья торфяниками была покрыта половина территории Швеции. Это позволяет предположить, что количество поглощаемого углекислого газа в тот период было гораздо большим, чем сегодня. Существует много свидетельств того, что мы находимся ближе к концу текущего межледниковья, однако бурная человеческая деятельность нивелирует похолодания и даже наоборот - чрезмерно нагревает планету.

Другие интересные новости:

▪ Робот-скотовод

▪ Смартфон Samsung Galaxy A7

▪ Пора кипятить белье

▪ Три человеческих мозга связали в сеть

▪ Селенидный фонон

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дом, приусадебное хозяйство, хобби. Подборка статей

▪ статья Переоценка вертикальных линий. Энциклопедия зрительных иллюзий

▪ статья Какие животные настолько территориальны, что могут умереть из-за простого соседства с сородичем? Подробный ответ

▪ статья Работник стационарных и передвижных автозаправочных станций, нефтебаз, складов ГСМ. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Направленная антенна с вертикальной поляризацией. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бестрансформаторный преобразователь напряжения, 28/150-450 вольт 1 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026