MIDI-клавіатура PIC16F84. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

MIDI-клавіатура PIC16F84. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Музиканту

Коментарі до статті

Пропонована 48-клавішна MIDI-клавіатура призначена для роботи спільно з персональним комп'ютером (ПК) або синтезаторами у безклавіатурному виконанні. Вона обслуговує 16 MIDI каналів. Вбудований регулятор може використовуватися або для керування гучністю, або для маніпулювання одним із 31 контролера. Застосування мікроконтролера (МК) PIC16F84 дозволило не тільки спростити схему пристрою, а й значно знизити вартість та складність виконання, відмовившись від традиційного в цій галузі МК i8051.

Принципова схема пропонованої MIDI-клавіатури зображено малюнку. Її основа – МК DD7, який здійснює основні операції опитування всіх маніпуляторів та організації MIDI-інтерфейсу. Мультиплексори DD1-DD6 призначені реалізації динамічного опитування клавіш. До кожного з них підключено по вісім підклавішних контактних груп, а сигнал з виходу подається на відповідний вхід порту МК DD7 (на схемі повністю показаний тільки DD1, інші включені аналогічно).

(Натисніть для збільшення)

Регулятор гучності – змінний резистор R10 – включений в RC-ланцюг одновібратора, зібраного на таймері DA2. Положення його двигуна визначається за тривалістю імпульсів, що надходять на вхід RB6 DD7. Одновібратор запускається імпульсами, що надходять з виходу RA3, який керує одночасно індикатором режиму роботи - світлодіодом HL1. Програма, яка керує роботою МК DD7, здійснює опитування клавіатури. Як тільки виявляється натискання або відпуск клавіші, відбувається виклик процедури, що надсилає відповідне MIDI-повідомлення [1]. Так як МК PIC16F84 не має вбудованого універсального асинхронного послідовного приймача (UART), програма здійснює програмну організацію MIDI-інтерфейсу за допомогою найпростіших операцій зсуву.

При обчисленні положення двигуна резистора R10 враховується його конфігурація як маніпулятора контролера або регулятора гучності. У першому випадку лічене значення порівнюється із записаним у минулий цикл опитуванням, і якщо п'ять разів поспіль встановлено відмінність, то надсилається відповідне MIDI-повідомлення. Положення двигуна резистора R10 оцифровується контролером в п'ятибітний код, і, таким чином, пристрій чутливий до 32 його різних положень. Якщо R10 "налаштований" як регулятор гучності, необхідна інформація надсилається разом із подіями натискання клавіш.

Кнопкою SB49 пристрій переводять у режим налаштування, що сигналізує світлодіод HL1. У цьому випадку повідомлення про натискання клавіш не надсилаються на вихід пристрою.

Натискання будь-якої з перших 16 клавіш (тобто підключених до мультиплексорів DD1 і DD2) призводить до перемикання MIDI-каналу, будь-який з 32 інших - до вибору відповідного номера контролера, яким буде керувати резистор R10. Якщо натиснуто клавішу SB17 (її контакт підключено до входу Х0 DD3), R10 конфігурується як регулятор гучності, інакше (при натисканні SB18, SB19 і т. д.) - як маніпулятор MIDI-koh-троллера, номер якого призначається натисканням клавіш SA18 (SA48 - контролер, SA18 - контролер 19 і т. д.).

Коди програми у вигляді hex-файлу наведені у таблиці. Перший байт рядка 9 (число 29h) – константа, що визначає номер ноти, з якої починається клавіатура. В авторському варіанті початковою є нота F3 - фа третьої октави (нота з номером 41, прийнятим у MIDI-повідомленнях). При використанні іншої клавіатури слід відкоригувати цю константу та перерахувати контрольну суму рядка 9.

Вихідний текст програми та деякі інші додаткові матеріали до статті

(Натисніть для збільшення)

Друкована плата для пристрою не розроблялася Більшість деталей (мікросхеми DD7, DA1, DA2, резистори, конденсатори, кварцовий резонатор) змонтовані на макетній платі, всі з'єднання виконані проводом МГТФ. Для зменшення довжини джгута, що йде контактів клавіш, мультиплексори DD1-DD6 встановлені безпосередньо під клавіатурою. Джерело живлення, що підключається до роз'єму ХР1, повинен мати вихідну напругу 6... 12 при струмі близько 50 мА.

З невеликими доопрацюваннями К561КП2 (DD1-DD6) можна замінити мультиплексорами К561КП1. Крім МК PIC16F84, у пристрої можна застосувати PIC16F84A або PIC16CR84. Пряма заміна на PIC16C84 або PIC16F83 неможлива. Як R10 можна використовувати будь-який змінний резистор вказаного на схемі опору з функціональною характеристикою А. Розетка XS1 -стандартна п'ятиконтактна ОНЦ-ВГ-4-5/16-р (DIN-5).

Клавіатура практично не потребує налагодження та при справних деталях та відсутності помилок у монтажі починає працювати відразу після включення живлення. Якщо положення двигуна резистора R10 визначається неправильно, слід підібрати конденсатор C3 та резистор R11. За наявності програми-секвенсора можна підключити клавіатуру до ПК і перевірити правильність роботи пристрою в цілому. Для підключення до ПК використовують перехідник, що забезпечує оптоелектронну розв'язку інтерфейсу, наприклад, подібний до описаного в [2].

При постійному використанні клавіатури з ПК для живлення можна використовувати імпульсний перетворювач [3], підключивши його до джерела +5 ігрового порту. Для зменшення споживаного струму R12 у цьому випадку бажано замінити резистором більшого опору або взагалі виключити світлодіод HL1.

література

Студнєв A. MIDI-клавіатура. – Радіо, 1993, № 11, с. 32-34.
Оборотов Н. Проста MIDI клавіатура для ПК. – Радіо, 2000, № 3, с. 25, 26, 44.
Власов Ю. Простий перетворювач із незалежним збудженням. – Радіо, 1996, № 7, с. 50.

Автор: О.Борисевич, м.Севастополь, Україна

Дивіться інші статті розділу Музиканту.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Стрес пригнічує страх 22.05.2020

Навряд чи варто доводити, що стрес і страх взаємопов'язані, але зазвичай нам здається, що вони взаємно посилюють один одного: ми злякалися і впали в стрес, і через стрес починаємо боятися ще сильніше.

Дослідники з Констанцського університету з'ясували, що у взаєминах стресу та страху є нюанси. Учасникам психологічного експерименту давали прочитати статтю про якусь сумнівну речовину. До і після статті у них питали думку про цю речовину - наскільки вони побоюються з ним зіткнутися, чи уникатимуть її, і, що найважливіше, чи збираються вони застерегти інших людей.

Половині піддослідних перед розмовами про сумнівну речовину та читанням статті влаштовували стрес: їх просили виступити з промовою перед аудиторією чи вирішити на думці складний арифметичний приклад, знову ж таки перед великою аудиторією. Якщо людина не виступає регулярно з промовами і вирішує арифметичні завдання публічно, те й інше має викликати в нього серйозний стрес. Рівень стресу оцінювали за стресовим гормоном кортизолу, рівень якого підвищується у напружених ситуаціях.

Стресовані учасники експерименту не надто гостро сприймали статтю про небезпечну речовину та мало з ким збиралися ділитися отриманою інформацією. У перекладі на більш актуальні реалії: якщо стресована людина дізнається що-небудь про нові мутації в коронавірусі, які роблять його ще більш заразним, то ці новини налякають меншою мірою, ніж якби у нього не було стресу, і ділитися новинами про коронавірус він також буде не дуже активно.

Таке ослаблення страху відповідало саме гормональній реакції на стрес. Насправді далеко не завжди, коли відчуваємо стрес, організм відповідає на нього фізіологічними перебудовами. І ось ті учасники експерименту, які, за їхніми словами, відчували стрес (але за гормонами стресу вони не мали), більшою мірою лякалися нових відомостей про небезпечну речовину і більшою мірою були готові поширювати їх серед інших людей.

Інші цікаві новини:

▪ Мікросхема дводіапазонного приймача бездротового зв'язку на 5 та 60 ГГц

▪ Складання меблів без інструментів

▪ Розумні контактні лінзи

▪ Комп'ютер для людей з вадами зору

▪ Настає ера графена

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Біографії великих вчених. Добірка статей

▪ стаття Лазар Карно. Знамениті афоризми

▪ стаття Чому кропива палиться? Детальна відповідь

▪ стаття Кабачок в'єтнамський. Легенди, вирощування, способи застосування