Tastiera MIDI su PIC16F84. Schema, descrizione

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Tastiera MIDI su PIC16F84. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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La tastiera MIDI proposta a 48 tasti è progettata per funzionare insieme a un personal computer (PC) o sintetizzatori senza tastiera. Serve 16 canali MIDI. La manopola integrata può essere utilizzata per controllare il volume o manipolare uno dei 31 controller. L'utilizzo del microcontrollore PIC16F84 (MCU) ha permesso non solo di semplificare il circuito del dispositivo, ma anche di ridurre significativamente i costi e la complessità di implementazione, abbandonando l'MCU i8051, tradizionale in quest'area.

Lo schema schematico della tastiera MIDI proposta è mostrato in figura. La sua base è il DD7 MK, che esegue le operazioni di base di interrogazione di tutti i manipolatori e organizzazione dell'interfaccia MIDI. I multiplexer DD1-DD6 sono progettati per implementare il polling dinamico delle chiavi. A ciascuno di essi sono collegati otto gruppi di contatti sottochiave e il segnale dall'uscita viene fornito all'ingresso corrispondente della porta B del DD7 MK (solo DD1 è mostrato per intero nello schema, il resto è incluso allo stesso modo) .

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Il controllo del volume - resistore variabile R10 - è incluso nel circuito RC del dispositivo one-shot assemblato sul timer DA2. La posizione del suo motore è determinata dalla durata degli impulsi che arrivano all'ingresso RB6 DD7. Il dispositivo one-shot viene attivato dagli impulsi provenienti dall'uscita RA3, che controlla contemporaneamente l'indicatore della modalità operativa - LED HL1. Il programma che controlla il funzionamento del DD7 MK interroga la tastiera. Non appena viene premuto o rilasciato un tasto, viene richiamata una procedura che invia il messaggio MIDI corrispondente [1]. Poiché il PIC16F84 MK non dispone di un ricetrasmettitore seriale asincrono universale (UART) integrato, il programma implementa l'organizzazione software dell'interfaccia MIDI utilizzando semplici operazioni di spostamento.

Quando si calcola la posizione del cursore del resistore R10, viene presa in considerazione la sua configurazione come manipolatore del controller o come controllo del volume. Nel primo caso il valore letto viene confrontato con il poll registrato nel ciclo precedente e se per cinque volte consecutive viene rilevata una differenza viene inviato il messaggio MIDI corrispondente. La posizione del cursore del resistore R10 viene digitalizzata dal controller in un codice a cinque bit e quindi il dispositivo è sensibile alle sue 32 diverse posizioni. Se R10 è "configurato" come controllo del volume, le informazioni necessarie vengono inviate insieme agli eventi di pressione dei tasti.

Utilizzando il pulsante SB49, il dispositivo viene commutato nella modalità di configurazione, indicata dal LED HL1. In questo caso i messaggi di pressione dei tasti non vengono trasmessi all'uscita del dispositivo.

La pressione di uno qualsiasi dei primi 16 tasti (cioè quelli collegati ai multiplexer DD1 e DD2) porta alla commutazione del canale MIDI, uno qualsiasi degli altri 32 porta alla selezione del numero di controller corrispondente, che sarà controllato dal resistore R10. Se viene premuto il tasto SB17 (il suo contatto è collegato all'ingresso X0 di DD3), R10 è configurato come controllo del volume, altrimenti (quando viene premuto SB18, SB19, ecc.) - come manipolatore troller MIDI-koh, il numero di cui viene assegnato premendo i tasti SA18-SA48 (SA18 - controller O, SA19 - controller 1, ecc.).

Nella tabella sono riportati i codici del programma sotto forma di file esadecimale. Il primo byte della riga 9 (numero 29h) è una costante che determina il numero della nota con cui inizia la tastiera. Nella versione dell'autore, la nota iniziale è Fa3 - Fa della terza ottava (nota numero 41, accettata nei messaggi MIDI). Se usi una tastiera diversa, dovresti modificare questa costante e ricalcolare il checksum della riga 9.

Testo originale del programma e alcuni altri materiali aggiuntivi per l'articolo

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Non è stato sviluppato un circuito stampato per il dispositivo - La maggior parte delle parti (chip DD7, DA1, DA2, resistori, condensatori, risonatore al quarzo) sono montate su una breadboard, tutti i collegamenti sono realizzati con filo MGTF. Per ridurre la lunghezza del cablaggio che va ai contatti dei tasti, i multiplexer DD1-DD6 sono installati direttamente sotto la tastiera. La fonte di alimentazione collegata al connettore XP1 deve avere una tensione di uscita di 6...12 V con una corrente di circa 50 mA.

Con piccole modifiche, K561KP2 (DD1-DD6) può essere sostituito con multiplexer K561KP1. Oltre al PIC16F84 MK, il dispositivo può utilizzare PIC16F84A o PIC16CR84. La sostituzione diretta con PIC16C84 o PIC16F83 non è possibile. Come R10 è possibile utilizzare qualsiasi resistore variabile indicato nel diagramma di resistenza con caratteristica funzionale A. La presa XS1 è una ONTs-VG-4-5/16-r (DIN-5) standard a cinque pin.

La tastiera praticamente non necessita di regolazioni e, se le parti sono in buone condizioni e non ci sono errori nell'installazione, inizia a funzionare subito dopo l'accensione. Se la posizione del cursore del resistore R10 è determinata in modo errato, è necessario selezionare il condensatore C3 e il resistore R11. Se disponi di un programma sequenziatore puoi collegare la tastiera ad un PC e verificare il corretto funzionamento del dispositivo nel suo insieme. Per connettersi a un PC, utilizzare un adattatore che fornisca l'isolamento optoelettronico dell'interfaccia, ad esempio, simile a quello descritto in [2].

Se utilizzi costantemente la tastiera con un PC, puoi utilizzare un convertitore di impulsi [3] per l'alimentazione collegandolo alla sorgente +5 V della porta giochi. Per ridurre il consumo di corrente di R12 in questo caso è consigliabile sostituirlo con un resistore di resistenza maggiore oppure eliminare completamente il LED HL1.

Letteratura

Studnev A. Tastiera MIDI. - Radio, 1993, n. 11, pag. 32-34.
Rev N. Una semplice tastiera MIDI per PC. - Radio, 2000, n. 3, p. 25, 26, 44.
Vlasov Yu Convertitore semplice con eccitazione indipendente. - Radio, 1996, n. 7, pag. 50.

Autore: A.Borisevich, Sebastopoli, Ucraina

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