電子鼓電路TH3670C及應用
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摘要：HT3670C是HOLTEK公司為電子鼓音響應應用而專門設計的CMOS VLSI芯片。文中介紹了它的內部結構、特點、功能及典型應用，并詳細描述了它的韻律表和鼓鍵開關等功能。
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/241608.htm關鍵詞：電子鼓VLSI 敲擊效果 韻律 HT3670C
1 概述
電子鼓是一種表型樂器，它的芯片不像一般的音響IC。
其設計與制作難度都較大，要求也比較荷刻。HOLTEK公司推出的HT3670C，是專為電子鼓音響應用而設計的高品質CMOS VLSI。
HT3670C本身帶有18種器械的廣泛音域，并注入了36個韻律，可提供特殊的音響柔度總量，另外，還有便于調節(jié)節(jié)拍的音量鍵控。這種高品質的CMOS VLSI除具有重播（replay）和解調基調（demo key）功能外，還可外部音鍵墊整（keypad）調節(jié)以及對內部音響處理電路進行控制。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4聲道電子音調合成器（Electronic Tone Synthesizer，簡寫為ETS）和2信道音響處理電路來提供。
2 內部結構及封裝
HT3670C內部電路主要包括微控制器、控制寄存器、分配器、4信道電子音調合成器、2信道音響產生器、倍增器和數模轉換器（DAC）音頻輸出/處理（OIP）電路等，其結構框圖如圖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明。
表1 引腳及焊點功能描述
| 引腳號 | 名 稱 | 輸入/輸出（I/O） | 內部連接 | 功 能 |
| 6 | LED1 | O | CMOS | 為LED驅動CMOS輸出 |
| 7 | LED2 | |||
| 38 | LEDB | |||
| 39 | LEDG | |||
| 40 | LEDA | |||
| 1 | LEDC | |||
| 2 | LEDF | |||
| 3 | LEDD | |||
| 4 | LEDDOT | |||
| 5 | LEDE | |||
| 8～11 | C0～C3 | O | CMOS | 鍵盤掃描輸出 |
| 12 | C4 | O | CMOS | 自動電源切斷控制開關（2分鐘） |
| 13 | C5 | O | CMOS | 電源開/關（power on/off） |
| 25,28～33 | NC | - | - | 不連接 |
| 14 | REST | I | CMOS | 微控制器系統(tǒng)復位輸入（有源低） |
| 15～22 | R0～R7 | I | CMOS（拉高） | 鍵盤掃描輸入 |
| 23 | VSS | - | - | 電源地 |
| 24 | OSCI | O | - | 連接RC網絡，以為內部產生系統(tǒng)時鐘 |
| 26～27 | PD0～PD1 | I | 無輸入拉高 | 自動電源切斷與低音頻弦向接頭選擇 |
| 34 | VDD | - | - | （正）電源電壓 |
| 35 | PVO | O | PMOS | 敲擊信號輸出（是電流型D/A） |
| 3637 | AUO2,AUO1 | O | PMOS | 音頻信號輸出（是電源型D/A） |
表2 敲擊器械
| 序 號 | 器 械 | 序 號 | 器 械 |
| 1 | 低音鼓 | 10 | 母牛頭鈴（Cowbell） |
| 2 | E-響弦鼓響弦（E-Snare） | 11 | 手指敲打鼓（Bongo） |
| 3 | 手掌聲 | 12 | 刮擦聲（Scratch） |
| 4 | 響弦鼓 | 13 | 康加舞音樂（Conga) |
| 5 | Hi-Hat閉合（close） | 14 | 罐鼓（Timbal） |
| 6 | Hi-Hat開路（Open） | 15 | Guiro Long |
| 7 | 撞擊鈸聲（Crash Cymbal） | 16 | Mid Tom |
| 8 | 哈（Ha） | 17 | E-Tom |
| 9 | 呀（Ya） | 18 | 號笛（Whistle） |
3 特點及功能
3.1 主要特點
HT3670C主要特點如下：
●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；
●低待機電流（ISTB）：2μA（典型值）；
●具有三路8-bit D/A音頻輸出；
●內嵌“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；
●運用功率開/關指示樂譜；
●2分鐘自動切斷報警聲響；
●具有36個韻律和18種敲擊效果；
●具有兩個7段LED驅動能力；
●節(jié)拍可調。
3.2 功能
表2列出了HT3670C和18種敲擊器械。
表3列出了HT3670C的各個韻律，這些韻律可利用6個選擇音鍵來選擇節(jié)奏并由LED顯示。表3中的序號是不連續(xù)的，可用的實際韻律為36個（并非55個），序號6～9、26～29、36～39和46～49并不存在。
4 典型應用
圖3和圖4為HT3670C的典型應用電路。在圖3和圖4所示的電路中，若將OPT1接VDD，電源將自動切斷，而將OPT2接VSS，則自動低音頻弦向接通。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）用來增加7段LED的顯示亮度。為對這兩種應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）開關的功能說明。
表3 韻律表
| 序 號 | 韻 律 | 序 號 | 韻 律 |
| 00 | 通谷舞樂曲（Dance Pop） | 30 | Reggae樂曲 |
| 01 | 民間搖擺舞曲（Folk Rock） | 31 | 搖擺與轉動（Rock Roll） |
| 02 | Casa曲 | 32 | 森巴舞（Samba） |
| 03 | 恐怖（Funk） | 33 | 熱情奔放（Soul） |
| 04 | 敲擊（Rap） | 34 | 探戈舞曲（Tango） |
| 05 | 通俗遙擺舞曲 | 35 | 扭曲（Twist） |
| 10 | 剌耳振動（hard Rock） | 40 | 華爾茲舞曲（Waltz） |
| 11 | 迪斯科晚會（Disco Part） | 41 | 曼波舞（Mambo） |
| 12 | 呼嘯（Rave） | 42 | 通俗Bossa樂曲 |
| 13 | 舞曲（Dance） | 43 | 雙人波加舞（Polka） |
| 14 | 8拍（Beat）敲擊 | 44 | 迪斯科豪放音樂 |
| 15 | 面斑牙及社交舞步音樂（Bguine） | 45 | RB |
| 20 | 人數眾多的爵士樂隊（Bigband） | 50 | 布魯士爵士音樂（Blues） |
| 21 | 一種爵士音樂（Boogie） | 51 | Merengue樂曲 |
| 22 | 節(jié)拍急促的恰恰舞（Chacha） | 52 | 16拍通俗樂曲 |
| 23 | 迪斯科流行音樂會 | 53 | 8拍輕（Light）音樂 |
| 24 | 拉丁搖擺舞（曲） | 54 | 融合（Fusion） |
| 25 | 行軍（March）曲 | 55 | 通俗曳步而舞（Shuffle） |
表4 鼓鍵開關功能
| 鼓 鍵 | 內 容 要 旨 |
| Pad1～13 | 13個鼓擊音鍵輸入 |
| Phy0～5 | 6個選擇鍵，從36種韻律中選擇需要的奏 |
| T+T- | 控制節(jié)拍快/慢。當按壓此鍵時發(fā)出“嘟嘟”（Beep）聲響，除非達到較高/較低限制 |
| V+V- | 音量控制。按壓該鍵將發(fā)“嘟嘟”聲響，除非達到較高或較低的限制 |
| Pad Left Pad Right | 為13個音鍵的每一個鍵指定18種拍擊音響的一種，按壓左/右鍵中的任何一個，然后按下對應的鼓鍵，可改變現存給定的音響對應的鼓鍵，可改變現存給定的音響 |
| Start/Stop | 肘節(jié)（toggle）功能鍵，用作開始或停止 |
| Fill-in | 注入36種韻律 |
| Rec | 內部存儲器可記錄8個鼓拍（beat） |
| ABVC | 自動低時弦向（Auto Bass Chord）開/關 |
| Intro/Ending | 在演奏韻律前，音鍵功能進入（Intro）；在演奏之后則結束 |
| Demo | 壓下解調（Demo）鍵，從00開始立即演奏所有韻律；再按一次或按下Start/Stop將停止演奏 |
| Replay | 記錄內容重復演奏 |
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