ДИНАМИЧЕСКАЯ МIDI-КЛАВИАТУРА

Предлагаемая конструкция — динамическая. В ней предусмотрено косвенное измерение силы нажатия — по времени перемещения клавиши из одного положения в другое. Устройство способно обслуживать 16 каналов формирования звука, 128 инструментов. Можно смещать музыкальный строй на три октавы вверх или вниз, управлять громкостью, панорамой и одновременно оперировать тремя различными контроллерами. Клавиатура позволяет посылать команды сброса звучащих нот, контроллеров и всей системы, К ней можно подключить педали “Sustain’, “Sostenuto” и “Soft”, которые дублированы кнопками на панели управления.

Клавиатура запоминает все установленные режимы работы и сразу после включения питания автоматически передает команды, настраивающие текущий канал. Аналогичным образом команды настройки вновь выбранного канала передаются каждый раэ при его смене. Набирать и корректировать команды смены режимов можно и во время исполнения музыкального произведения, не внося никаких помех. Любая команда начнет действовать лишь после нажатия на кнопку “Еnter”.

собран на базе микропроцессора Z80 (DD4). Хотя его быстродействие по современным меркам невелико, удалось реализовать почти все необходимые для динамической клавиатуры функции. Правда, при этом пришлось отказаться от управления ритмом, активной проверки интерфейса и приема Мidi-сообщений. Объем ОЗУ — 2 Кбайт. Рабочая программа хранится в ПЗУ емкостью 4 Кбайт, состоящем из микросхем DS1, DS2 (К572РФ5). ПЗУ программируют в соответствии с табл. 1 (DS1) и табл. 2 (DS2).

Тактовый генератор на 8 МГц выполнен на элементах DD1.1—DD1.3. С выходов двоичного счетчика DD5 синхронизирующие импульсы необходимых частот поступают на микросхемы микропроцессора DD4, адаптера последовательного интерфейса DD9 и контроллера клавиатуры (пульта управления) и дисплея DD10. Микросхема DD8 служит дешифратором адреса. Она формирует сигналы выбора различных периферийных устройств и памяти. Низкий логический уровень на выходе дополнительного дешифратора — микросхемы DD2 — разрешает работу узла опроса состояния клавиш, состоящего из дешифратора DD3 и мультиплексоров DD6, DD7.

В отличие от большинства других конструкций она снабжена не нормально разомкнутой, а переключающей группой контактов SВ1. Это позволяет по размыканию цепи А—В фиксировать начало, а по замыканию цепи А—С — завершение процесса нажатия на клавишу исполнителем. Чем интенсивнее нажатие, тем меньшим будет интервал между этими событиями. Диоды VD1 позволяют микропроцессору избежать логических ошибок при опросе. Хотя программа микропроцессора DD4 рассчитана на обслуживание 64 клавиш, в реальной констукции их всего 60 и подключены они к выводам микросхем DD3, DD6, DD7 согласно табл. З.

Узел опроса состояния кнопок управления SВ4—SВ25 и управления светодиодными индикаторами НG1—НG4 собран на микросхеме К580ВВ79 (DD10), включенной по стандартной схеме. Это освободило микропроцессор DD4 от выполнения многих рутинных операций. Определив, что нажата одна из кнопок SВ4—SB8, SВ11—SВ25, микросхема DD10 сообщает об этом сигналом на своем выходе INT, соединенном со входом В3 мультиплексора DD7. Получив в процессе опроса клавиатуры этот сигнал, микропроцессор считывает из выходного регистра микросхемы DD10 код нажатой кнопки. Считанное значение зависит и от того, была ли нажата одна из функциональных кнопок SВ9 “Аlt1” или SВ10 “Аlt2”.

Клавиатуру питают напряжением 5 В от блока, состоящего из понижающего трансформатора мощностью 5.. .6 Вт, диодного моста КЦ407А, сглаживающего конденсатора емкостью 1000 мкФ и интегрального стабилизатора КР142ЕН5А, соединенных по стандартной схеме. Потребляемый ток не превышает 0,5 А. Схема цепей питания блока управления клавиатурой показана на рис. 3, причем нумерация элементов на ней продолжает начатую на рис. 1.

В качестве основы конструкции была использована клавиатура от электрооргана “Лель”, помещенная в корпус, согнутый из металлического листа толщиной 0,5 мм, покрытого декоративной пленкой. Об особенностях устройства неподвижных контактов клавиш было сказано выше. Подчеркнем еще раз, что особенно важно выдержать одинаковый “ход” всех клавиш.

Элементы блока управления размещены на трех печатных платах, установленных внутри корпуса. Первая из них — “системная”. На ней находятся микропроцессор DD4 с цепями сброса, синхронизации и управления, микросхемы ОЗУ и ПЗУ, контроллер последовательного интерфейса DD10. Розетки ХS1 и ХS2 выведены на заднюю панель корпуса. Вторая плата — пульт управления с кнопками SВ4—SВ25, светодиодными индикаторами НG1— НG4 и микросхемами DD10, DD11. Кнопки SВ1—SВ3 установлены отдельно. На третьей плате находятся микросхемы DD3, DD6, DD7 и резисторы R7—R14. Она размещена таким образом, чтобы длина проводов, идущих к контактам клавиш, была минимальной. В противном случае неизбежны проблемы с наводками и помехами. Разделительные диоды (VD1 по схеме, приведенной на рис. 2) размещены непосредственно у контактов клавиш. Все узлы соединены между собой с помощью многопроводных плоских шлейфов и разъемов серии IDС.

При повторении устройства транзисторы VТ1—VТ6 можно заменять любыми маломощными соответствующей структуры, а микросхемы — функциональными аналогами из других серий, в том числе мпортными. Например, К580ВВ79 — на 8279, КР58ОВВ51 — на 8251 К5З7РУ10 — на 6116, К573РФ5 — на К573РФ2 или 2716. Микросхемы ПЗУ рекомендуется устанавливать в панели. Аккумуляторная батарея GВ1 на 3,6 В — от компьютера, но подойдут и три элемента Д-00б, соединенных последовательно.

После сборки и проверки правильности монтажа необходимо подключить к клавиатуре через миллиамперметр блок питания и убедиться, что потребляемый ток не превышает указанного выше значения. Затем следует проверить работоспособность тактового генератора и измерить частоту импульсов на выходах делителя DD5. При номинальном напряжении питания логический уровень на выводе 26 микросхемы DD4 должен быть высоким, сменяясь низким при уменьшении напряжения примерно до 4,6 В. Когда внешнее питание отключено, а батарея GВ1 заряжена, напряжение между выводами 24 и 12 микросхемы DS3 должно составлять З.. .3,6 В, а между выводами питания других микросхем — отсутствовать. В остальных узлах достаточно проверить отсутствие обрывов и замы- каний. После того, как устройство заработало и по интерфейсу МIDi пошла информация, поочередно нажимая на каждую кнопку и клавишу, проверяют их работу и при необходимости регулируют контакты.