電子鼓電路TH3670C設(shè)計(jì)與應(yīng)用

　摘要：HT3670C是HOLTEK公司為電子鼓音響應(yīng)應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)的CMOS VLSI芯片。文中介紹了它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、功能及典型應(yīng)用，并詳細(xì)描述了它的韻律表和鼓鍵開(kāi)關(guān)等功能。

　　1 概述

　　電子鼓是一種表型樂(lè)器，它的芯片不像一般的音響IC。其設(shè)計(jì)與制作難度都較大，要求也比較荷刻。HOLTEK公司推出的HT3670C，是專為電子鼓音響應(yīng)用而設(shè)計(jì)的高品質(zhì)CMOS VLSI。

　　HT3670C本身帶有18種器械的廣泛音域，并注入了36個(gè)韻律，可提供特殊的音響柔度總量，另外，還有便于調(diào)節(jié)節(jié)拍的音量鍵控。這種高品質(zhì)的CMOS VLSI除具有重播（replay）和解調(diào)基調(diào)（demo key）功能外，還可外部音鍵墊整（keypad）調(diào)節(jié)以及對(duì)內(nèi)部音響處理電路進(jìn)行控制。HT3670嵌入了完整功能的8-bit微控制器，因而可為多變和多功能的音響輸出提供控制。其音響輸出則通過(guò)4聲道電子音調(diào)合成器（Electronic Tone Synthesizer，簡(jiǎn)寫為ETS）和2信道音響處理電路來(lái)提供。

　　2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及封裝

　　HT3670C內(nèi)部電路主要包括微控制器、控制寄存器、分配器、4信道電子音調(diào)合成器、2信道音響產(chǎn)生器、倍增器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）音頻輸出/處理（OIP）電路等，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

　　HT3670采用40腳DIP封裝，其引腳排列如圖2所示。表1給出了它的引腳功能說(shuō)明。

　　表1 引腳及焊點(diǎn)功能描述

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　　表2 敲擊器械

　　3 特點(diǎn)及功能

　　3.1 主要特點(diǎn)

　　HT3670C主要特點(diǎn)如下：

　　●低工作電壓（VDD）：3.3V～5.2V；

　　●高系統(tǒng)頻率（fosc）：3.58MHz；

　　●采用RC型振蕩器；

　　●低待機(jī)電流（ISTB）：2μA（典型值）；

　　●具有三路8-bit D/A音頻輸出；

　　●內(nèi)嵌“Holtek”8-bit微控制器；

　　●具有四信道旋律處理和兩信道音響處理能力；

　　●采用八電平主音量控制；

　　●運(yùn)用功率開(kāi)/關(guān)指示樂(lè)譜；

　　●2分鐘自動(dòng)切斷報(bào)警聲響；

　　●具有36個(gè)韻律和18種敲擊效果；

　　●具有兩個(gè)7段LED驅(qū)動(dòng)能力；

　　●節(jié)拍可調(diào)。 [!--empirenews.page--]

　　3.2 功能

　　與許多鼓樂(lè)器械相比，HT3670C電子鼓音響CMOS VLSI在產(chǎn)生鼓聲和韻律音響方面具有最佳的靈活性和實(shí)用性。在HT3670C提供的13種敲擊拍打聲（percussion pad）中，每一種 都可從18種敲擊器械中任選。利用6個(gè)選擇鍵，能夠選擇36個(gè)填滿音響（fill-in sound）的韻律，以供給附加的支持（backing）音響電路使用。利用嵌入8-bit微控制器可完成執(zhí)行多路輸入音鍵控制和內(nèi)部電子音調(diào)合成器的控制。在從音鍵接收到所需要的動(dòng)作后，微控制器將產(chǎn)生和發(fā)送正確的控制代碼，以使電子音調(diào)合成器產(chǎn)生所需的鼓響信號(hào)。音響輸出出現(xiàn)在兩個(gè)旋律輸出和一路音響輸出上，全部驅(qū)動(dòng)利用電流型D/A轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。內(nèi)部硬件電路同時(shí)也對(duì)與外部音響放大器連接在一起的兩個(gè)7段LED提供驅(qū)動(dòng)。

　　表2列出了HT3670C和18種敲擊器械。

　　表3列出了HT3670C的各個(gè)韻律，這些韻律可利用6個(gè)選擇音鍵來(lái)選擇節(jié)奏并由LED顯示。表3中的序號(hào)是不連續(xù)的，可用的實(shí)際韻律為36個(gè)（并非55個(gè)），序號(hào)6～9、26～29、36～39和46～49并不存在。

　　4 典型應(yīng)用

　　圖3和圖4為HT3670C的典型應(yīng)用電路。在圖3和圖4所示的電路中，若將OPT1接VDD，電源將自動(dòng)切斷，而將OPT2接VSS，則自動(dòng)低音頻弦向接通。旋律信道0～1從AUO1輸出，信道2～3從AUO2輸出。在圖4中，緩沖器74HC244（也可用74HC4050）用來(lái)增加7段LED的顯示亮度。為對(duì)這兩種應(yīng)用電路的工作原理有較好的理解，表4列出了電子鼓鍵片（Key pad）開(kāi)關(guān)的功能說(shuō)明。