新型鍵盤電子樂器的研究與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時間:2020-05-10 09:43
【摘要】:計(jì)算機(jī)音樂在我們的生活中是隨處可見的,當(dāng)今很多音樂的制作便脫離了真正意義上的樂器演奏,轉(zhuǎn)用計(jì)算機(jī)音樂代替了,它是借助電腦創(chuàng)造出來的音樂。鍵盤電子樂器經(jīng)歷了從傳統(tǒng)鍵盤樂器到電子鍵盤樂器的成功轉(zhuǎn)型,它無論從音色、音律及其性能各方面都會成為未來鍵盤樂器市場首選和主流的樂器。從國內(nèi)外對該技術(shù)的研究來看,電子鍵盤樂器的研究與實(shí)現(xiàn)也將成為很多設(shè)計(jì)人員青睞的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 一般的鍵盤電子樂器常常采用鋼琴鍵盤,每個8度的音域范圍內(nèi)有12個琴鍵,其中7個白鍵,5個黑鍵,每兩個相鄰琴鍵之間的音程為十二平均律的小二度,這種琴鍵可以使得電子琴能演奏任意調(diào)性的樂曲,但也有明顯的缺點(diǎn):演奏難度大,專業(yè)要求高。 設(shè)計(jì)中運(yùn)用的新型鍵盤電子樂器是這樣的:它取消了鍵盤上的黑鍵,即每個8度音內(nèi)只有7個琴鍵,這樣大大減少了琴鍵的數(shù)量。這個鍵盤上的主音“1”的位置是固定的,演奏者不需要變換指法,每個鍵上可以標(biāo)記有簡譜的音名。調(diào)性的選擇是由一組互鎖開關(guān)組成的,有C、D、#E、E、F、G、A、B等8個調(diào)性可供選擇。整個系統(tǒng)電路是由主控芯片AT89C51、串行口接口模塊、MIDI音源和鍵盤掃描矩陣模塊組成的。在經(jīng)過了硬件電路的設(shè)計(jì)、制作,軟件的模擬編程后,基本實(shí)現(xiàn)了本次設(shè)計(jì)的目的:在新型鍵盤電子樂器上演奏音樂。 本設(shè)計(jì)根據(jù)計(jì)算機(jī)音樂的相關(guān)理論知識和相關(guān)MIDI技術(shù),再加上獨(dú)特的鍵盤設(shè)計(jì)、偉福仿真器設(shè)計(jì)的功能程序,實(shí)現(xiàn)了電子琴的固有功能,在電子琴領(lǐng)域做了初步的探索。從硬件和軟件的角度來說,成果主要體現(xiàn)在以下3個方面: 1、以單片機(jī)AT89C51為主控芯片控制外圍電路工作,用兩片74LS148擴(kuò)展了14個外部中斷,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電子琴設(shè)計(jì)的個性化; 2、采用的MIDI鍵盤也是在經(jīng)過了硬件加工修改后,取消了5個黑鍵,加上了一組互鎖開關(guān)作為調(diào)性選擇按鍵,這在電子琴的設(shè)計(jì)史上是沒有前例的; 3、軟件設(shè)計(jì)時,主程序簡單、精悍。外部中斷也較多,雖然麻煩,但是也使得整個系統(tǒng)更加符合人們的使用習(xí)慣。
【圖文】:
青海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文了。如果按照鍵盤卜最高音紅l的頻率制作七個振蕩器,并將得到分別二分頻,便可得到低八度的一組音階信號;再次二分頻,就的一組音階信號。依此類推,最后,就能得到鍵盤上所有的音階代電子琴琴[26】的工作原理如下所述:它是基于MIDI技術(shù),由同一個鍵盤然后發(fā)送該音符的MIDI命令,然后經(jīng)過聲音合成器后發(fā)音。這通過振蕩、分頻、再發(fā)出聲音在本質(zhì)上不同的。盤131,意思是能輸出midi信號的鍵盤,這種鍵盤自帶了很多M。但是自己不帶任何音色?梢酝饨佑布粼椿蛘呦螺d軟件音源。其實(shí)物圖如圖2一l所示。圖2一2一般的Mll)I鍵盤主要用于音樂制作,因?yàn)樗啙嵉墓δ,可以隨意擴(kuò)展,一方面金,相對于合成器很多不實(shí)用或者不夠?qū)I(yè)的功能來說,MID工鍵面很實(shí)惠,而且現(xiàn)在很多MIDI鍵盤自帶了MIDI控制器,比如APro88,有了它,在MIDI控制的環(huán)節(jié)甚至比很多高檔合成器還要樂器的存在,音樂人從此可以不需要那些昂貴的硬件合成器或電了,只需要用一個設(shè)備來對虛擬樂器進(jìn)行觸發(fā)或演奏即可,因此了.MIDI鍵盤本身并不能夠發(fā)出聲音,只是專門用來控制虛擬樂指令控制其它電子樂器來發(fā)出聲音。而M工DI控制器則可以使演奏性化,如控制濾波器產(chǎn)生音色的明暗實(shí)時變化,或模擬一件吹奏變化。實(shí)際上,Ml川鍵盤控制器就是一個去掉了硬件音源部分的外,這類MlDJ輸入設(shè)備還有以吉他,吹管,提琴等形式存在,是子樂器演奏家的首選設(shè)備。排鍵電子琴l‘學(xué)名為電子管風(fēng)琴,因演奏方式與管風(fēng)琴相似而得使其具有了多聲部用不同音色同時演奏的可能,從而可以模仿龐果。聽上去豐富熨雜的音樂,每一個音符卻都是演奏者現(xiàn)場彈奏大的節(jié)奏編輯功能,可以自由編輯制作樂曲的打擊樂部分。它的有觸前感應(yīng),觸后感應(yīng)和水平觸鍵感應(yīng)等多種參數(shù)。這為表現(xiàn)樂間,同?
采樣 (samPling)l5][6]:對聲音的采樣,就是按采樣的頻率間隔、不斷地獲取幅度的量值,使離散的聲音波形轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字量。如果采樣頻率足夠高,恢復(fù)出的聲音應(yīng)與原始聲音沒有什么斧別。如圖3一1所示。量化(quantization):將連續(xù)的信號幅度離散化。如果幅度的劃分是等間隔的,稱為線性量化,否則為非線性量化。如圖3一2所示。聲音的數(shù)字化實(shí)際上就是聲音的采樣和量化。dt‘ J...八封山U峙月.﨏了r、、內(nèi)甘,J幾聲‘幾J‘,占一:一/一!_____{___飛一…一/一!一{一)一{一通下J,,l,J自曰心{_一{一’{二“一}一‘{_”_’{_‘_一入 123456781.7刁..山 012345678圖3一1聲音數(shù)字化采樣過程圖3一2聲音數(shù)字化量化過程 3.2.2MIDI簡介Mlol[71[8](Musie栩 strumentDigitalInter幾ee,電子樂器數(shù)字接口)是用于在各種電子樂器、音樂合成器 (MusicSynthesizers)之間以及樂器與計(jì)算機(jī)之間交換音樂信息的標(biāo)準(zhǔn)。是20世紀(jì)80年代初為解決電聲樂器之間的通信問題而提出的自問世至今
【學(xué)位授予單位】:青海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2010
【分類號】:TP368.1
本文編號:2657112
【圖文】:
青海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文了。如果按照鍵盤卜最高音紅l的頻率制作七個振蕩器,并將得到分別二分頻,便可得到低八度的一組音階信號;再次二分頻,就的一組音階信號。依此類推,最后,就能得到鍵盤上所有的音階代電子琴琴[26】的工作原理如下所述:它是基于MIDI技術(shù),由同一個鍵盤然后發(fā)送該音符的MIDI命令,然后經(jīng)過聲音合成器后發(fā)音。這通過振蕩、分頻、再發(fā)出聲音在本質(zhì)上不同的。盤131,意思是能輸出midi信號的鍵盤,這種鍵盤自帶了很多M。但是自己不帶任何音色?梢酝饨佑布粼椿蛘呦螺d軟件音源。其實(shí)物圖如圖2一l所示。圖2一2一般的Mll)I鍵盤主要用于音樂制作,因?yàn)樗啙嵉墓δ,可以隨意擴(kuò)展,一方面金,相對于合成器很多不實(shí)用或者不夠?qū)I(yè)的功能來說,MID工鍵面很實(shí)惠,而且現(xiàn)在很多MIDI鍵盤自帶了MIDI控制器,比如APro88,有了它,在MIDI控制的環(huán)節(jié)甚至比很多高檔合成器還要樂器的存在,音樂人從此可以不需要那些昂貴的硬件合成器或電了,只需要用一個設(shè)備來對虛擬樂器進(jìn)行觸發(fā)或演奏即可,因此了.MIDI鍵盤本身并不能夠發(fā)出聲音,只是專門用來控制虛擬樂指令控制其它電子樂器來發(fā)出聲音。而M工DI控制器則可以使演奏性化,如控制濾波器產(chǎn)生音色的明暗實(shí)時變化,或模擬一件吹奏變化。實(shí)際上,Ml川鍵盤控制器就是一個去掉了硬件音源部分的外,這類MlDJ輸入設(shè)備還有以吉他,吹管,提琴等形式存在,是子樂器演奏家的首選設(shè)備。排鍵電子琴l‘學(xué)名為電子管風(fēng)琴,因演奏方式與管風(fēng)琴相似而得使其具有了多聲部用不同音色同時演奏的可能,從而可以模仿龐果。聽上去豐富熨雜的音樂,每一個音符卻都是演奏者現(xiàn)場彈奏大的節(jié)奏編輯功能,可以自由編輯制作樂曲的打擊樂部分。它的有觸前感應(yīng),觸后感應(yīng)和水平觸鍵感應(yīng)等多種參數(shù)。這為表現(xiàn)樂間,同?
采樣 (samPling)l5][6]:對聲音的采樣,就是按采樣的頻率間隔、不斷地獲取幅度的量值,使離散的聲音波形轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字量。如果采樣頻率足夠高,恢復(fù)出的聲音應(yīng)與原始聲音沒有什么斧別。如圖3一1所示。量化(quantization):將連續(xù)的信號幅度離散化。如果幅度的劃分是等間隔的,稱為線性量化,否則為非線性量化。如圖3一2所示。聲音的數(shù)字化實(shí)際上就是聲音的采樣和量化。dt‘ J...八封山U峙月.﨏了r、、內(nèi)甘,J幾聲‘幾J‘,占一:一/一!_____{___飛一…一/一!一{一)一{一通下J,,l,J自曰心{_一{一’{二“一}一‘{_”_’{_‘_一入 123456781.7刁..山 012345678圖3一1聲音數(shù)字化采樣過程圖3一2聲音數(shù)字化量化過程 3.2.2MIDI簡介Mlol[71[8](Musie栩 strumentDigitalInter幾ee,電子樂器數(shù)字接口)是用于在各種電子樂器、音樂合成器 (MusicSynthesizers)之間以及樂器與計(jì)算機(jī)之間交換音樂信息的標(biāo)準(zhǔn)。是20世紀(jì)80年代初為解決電聲樂器之間的通信問題而提出的自問世至今
【學(xué)位授予單位】:青海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2010
【分類號】:TP368.1
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:2657112
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