摘要:HT3670C是HOLTEK公司为电子鼓音响应应用而专门设计的CMOS VLSI芯片。文中介绍了它的内部结构、特点、功能及典型应用,并详细描述了它的韵律表和鼓键开关等功能。
关键词:电子鼓VLSI 敲击效果 韵律 HT3670C
1 概述
电子鼓是一种表型乐器,它的芯片不像一般的音响IC。其设计与制作难度都较大,要求也比较荷刻。HOLTEK公司推出的HT3670C,是专为电子鼓音响应用而设计的高品质CMOS VLSI。
HT3670C本身带有18种器械的广泛音域,并注入了36个韵律,可提供特殊的音响柔度总量,另外,还有便于调节节拍的音量键控。这种高品质的CMOS VLSI除具有重播(replay)和解调基调(demo key)功能外,还可外部音键垫整(keypad)调节以及对内部音响处理电路进行控制。HT3670嵌入了完整功能的8-bit微控制器,因而可为多变和多功能的音响输出提供控制。其音响输出则通过4声道电子音调合成器(Electronic Tone Synthesizer,简写为ETS)和2信道音响处理电路来提供。
2 内部结构及封装
HT3670C内部电路主要包括微控制器、控制寄存器、分配器、4信道电子音调合成器、2信道音响产生器、倍增器和数模转换器(DAC)音频输出/处理(OIP)电路等,其结构框图如图1所示。
HT3670采用40脚DIP封装,其引脚排列如图2所示。表1给出了它的引脚功能说明。
表1 引脚及焊点功能描述
引脚号 | 名 称 | 输入/输出(I/O) | 内部连接 | 功 能 |
6 | LED1 | O | CMOS | 为LED驱动CMOS输出 |
7 | LED2 | |||
38 | LEDB | |||
39 | LEDG | |||
40 | LEDA | |||
1 | LEDC | |||
2 | LEDF | |||
3 | LEDD | |||
4 | LEDDOT | |||
5 | LEDE | |||
8~11 | C0~C3 | O | CMOS | 键盘扫描输出 |
12 | C4 | O | CMOS | 自动电源切断控制开关(2分钟) |
13 | C5 | O | CMOS | 电源开/关(power on/off) |
25,28~33 | NC | - | - | 不连接 |
14 | REST | I | CMOS | 微控制器系统复位输入(有源低) |
15~22 | R0~R7 | I | CMOS(拉高) | 键盘扫描输入 |
23 | VSS | - | - | 电源地 |
24 | OSCI | O | - | 连接RC网络,以为内部产生系统时钟 |
26~27 | PD0~PD1 | I | 无输入拉高 | 自动电源切断与低音频弦向接头选择 |
34 | VDD | - | - | (正)电源电压 |
35 | PVO | O | PMOS | 敲击信号输出(是电流型D/A) |
3637 | AUO2,AUO1 | O | PMOS | 音频信号输出(是电源型D/A) |
表2 敲击器械
序 号 | 器 械 | 序 号 | 器 械 |
1 | 低音鼓 | 10 | 母牛头铃(Cowbell) |
2 | E-响弦鼓响弦(E-Snare) | 11 | 手指敲打鼓(Bongo) |
3 | 手掌声 | 12 | 刮擦声(Scratch) |
4 | 响弦鼓 | 13 | 康加舞音乐(Conga) |
5 | Hi-Hat闭合(close) | 14 | 罐鼓(Timbal) |
6 | Hi-Hat开路(Open) | 15 | Guiro Long |
7 | 撞击钹声(Crash Cymbal) | 16 | Mid Tom |
8 | 哈(Ha) | 17 | E-Tom |
9 | 呀(Ya) | 18 | 号笛(Whistle) |
3 特点及功能
3.1 主要特点
HT3670C主要特点如下:
●低工作电压(VDD):3.3V~5.2V;
●高系统频率(fosc):3.58MHz;
●采用RC型振荡器;
●低待机电流(ISTB):2μA(典型值);
●具有三路8-bit D/A音频输出;
●内嵌“Holtek”8-bit微控制器;
●具有四信道旋律处理和两信道音响处理能力;
●采用八电平主音量控制;
●运用功率开/关指示乐谱;
●2分钟自动切断报警声响;
●具有36个韵律和18种敲击效果;
●具有两个7段LED驱动能力;
●节拍可调。
3.2 功能
表2列出了HT3670C和18种敲击器械。
表3列出了HT3670C的各个韵律,这些韵律可利用6个选择音键来选择节奏并由LED显示。表3中的序号是不连续的,可用的实际韵律为36个(并非55个),序号6~9、26~29、36~39和46~49并不存在。
4 典型应用
图3和图4为HT3670C的典型应用电路。在图3和图4所示的电路中,若将OPT1接VDD,电源将自动切断,而将OPT2接VSS,则自动低音频弦向接通。旋律信道0~1从AUO1输出,信道2~3从AUO2输出。在图4中,缓冲器74HC244(也可用74HC4050)用来增加7段LED的显示亮度。为对这两种应用电路的工作原理有较好的理解,表4列出了电子鼓键片(Key
pad)开关的功能说明。
表3 韵律表
序 号 | 韵 律 | 序 号 | 韵 律 |
00 | 通谷舞乐曲(Dance Pop) | 30 | Reggae乐曲 |
01 | 民间摇摆舞曲(Folk Rock) | 31 | 摇摆与转动(Rock & Roll) |
02 | Casa曲 | 32 | 森巴舞(Samba) |
03 | 恐怖(Funk) | 33 | 热情奔放(Soul) |
04 | 敲击(Rap) | 34 | 探戈舞曲(Tango) |
05 | 通俗遥摆舞曲 | 35 | 扭曲(Twist) |
10 | 剌耳振动(hard Rock) | 40 | 华尔兹舞曲(Waltz) |
11 | 迪斯科晚会(Disco Part) | 41 | 曼波舞(Mambo) |
12 | 呼啸(Rave) | 42 | 通俗Bossa乐曲 |
13 | 舞曲(Dance) | 43 | 双人波加舞(Polka) |
14 | 8拍(Beat)敲击 | 44 | 迪斯科豪放音乐 |
15 | 面斑牙及社交舞步音乐(Bguine) | 45 | R&B |
20 | 人数众多的爵士乐队(Bigband) | 50 | 布鲁士爵士音乐(Blues) |
21 | 一种爵士音乐(Boogie) | 51 | Merengue乐曲 |
22 | 节拍急促的恰恰舞(Chacha) | 52 | 16拍通俗乐曲 |
23 | 迪斯科流行音乐会 | 53 | 8拍轻(Light)音乐 |
24 | 拉丁摇摆舞(曲) | 54 | 融合(Fusion) |
25 | 行军(March)曲 | 55 | 通俗曳步而舞(Shuffle) |
表4 鼓键开关功能
鼓 键 | 内 容 要 旨 |
Pad1~13 | 13个鼓击音键输入 |
Phy0~5 | 6个选择键,从36种韵律中选择需要的奏 |
T+&T- | 控制节拍快/慢。当按压此键时发出“嘟嘟”(Beep)声响,除非达到较高/较低限制 |
V+&V- | 音量控制。按压该键将发“嘟嘟”声响,除非达到较高或较低的限制 |
Pad Left & Pad Right | 为13个音键的每一个键指定18种拍击音响的一种,按压左/右键中的任何一个,然后按下对应的鼓键,可改变现存给定的音响对应的鼓键,可改变现存给定的音响 |
Start/Stop | 肘节(toggle)功能键,用作开始或停止 |
Fill-in | 注入36种韵律 |
Rec | 内部存储器可记录8个鼓拍(beat) |
ABVC | 自动低时弦向(Auto Bass Chord)开/关 |
Intro/Ending | 在演奏韵律前,音键功能进入(Intro);在演奏之后则结束 |
Demo | 压下解调(Demo)键,从00开始立即演奏所有韵律;再按一次或按下Start/Stop将停止演奏 |
Replay | 记录内容重复演奏 |
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