基于單片機的吉他輔助學習工具制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)公布了一種基于單片機的吉他輔助學習工具，由開關(guān)1、振動檢測傳感器2、定位矩陣3、單片機4、LCD顯示器5、5V直流電源6組成。該工具通過振動檢測傳感器監(jiān)視吉他是否處于演奏狀態(tài)；檢測到來自吉他的震動后啟動單片機對定位矩陣的掃描，以此確定吉他所按弦的品位；單片機根據(jù)確定的品位查詢程序中的吉他品位與音高關(guān)系表，并在LCD顯示器中將所查音高進行顯示。該識別方式能夠?qū)崿F(xiàn)吉他6根琴弦音高的同時識別。該工具的識別速度起決于單片機的工作頻率，具有較好的響應速度。

Guitar assisted learning tool based on SCM

The utility model discloses a guitar auxiliary learning tool based on SCM, comprising a switch 1, a vibration detection sensor 2, a positioning matrix 3, a singlechip 4, a LCD display 5 and a 5V DC power supply 6. The tool through the vibration detection sensor monitoring is playing the guitar; detected from Guitar shock started scanning the microcontroller on the positioning of the matrix, in order to determine the grade of the guitar strings; SCM is determined according to the grade of query program in grade and high table guitar sound, and on the LCD display will check the pitch for display. The recognition method can realize the simultaneous identification of the 6 strings of the guitar. The recognition speed of the tool depends on the working frequency of the single chip microcomputer, and has good response speed.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
基于單片機的吉他輔助學習工具
本技術(shù)涉及一種新型的吉他輔助學習工具，具體涉及單片機應用技術(shù)。
技術(shù)介紹
在吉他的學習過程中，我們根據(jù)六線譜進行吉他的彈唱，而演奏者如果不經(jīng)過針對性的學習，只通過聽覺是無法識別剛才彈響聲音的音高的。初學者想知道吉他發(fā)出的音高，一般方法為，根據(jù)自己所按琴弦品位在品位與音高關(guān)系表中查找，找出相應的音高。對于初學者來說，想知道一個又一個的音高要不斷地去查詢品位與音高關(guān)系表，這樣的學習過程，繁瑣且效率低下。當前有一種通過頻率識別來顯示音高的電子調(diào)音器。這種器材每次只能顯示一根弦的音高，當兩根以上的弦同時彈響時，這種調(diào)音器就無能為力了。而且通過對頻率進行檢測的音高識別，需要記錄一段時間內(nèi)吉他的振動次數(shù)以此來識別頻率，如果檢測時間，精度達不到要求，檢測速度慢限制了該方法只適用于吉他進行調(diào)弦，而不適用于初學者建立音準的輔助學習。這樣的背景下，需要我們對新的音高識別方法進行研究，以達到快速準確顯示彈奏者所彈響吉他弦的音高的要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為能夠快速準確識別彈奏時吉他各弦音高。本技術(shù)將單片機矩陣鍵盤檢測技術(shù)與吉他品位音高關(guān)系相結(jié)合，通過單片機對I/O口掃描識別按弦品位，根據(jù)此位置將對應音高在LCD顯示屏中顯示，以此來實現(xiàn)快速識別、并顯示音高。該基于單片機的吉他輔助學習工具的實現(xiàn)方式如下：開關(guān)、振動傳感器、定位矩陣、單片機、LCD顯示器、5V直流電源。所述的開關(guān)與單片機相連接，負責該單片機輔助學習裝置啟動與關(guān)閉的控制。所述的振動檢測傳感器與單片機的I/O口相連接，負責在開關(guān)模塊啟動裝置后，演奏者撥動琴弦吉他振動，當振動檢測傳感器檢測到吉他的振動超過閾值后，振動檢測傳感器輸出低電平。所述的定位矩陣由吉他的6根琴弦、22品柱(品柱個數(shù)由吉他類型決定)、導線所組成。其中6根琴弦與22品柱通過導線分別單片機的I/O口相連接。6根琴弦與22品柱構(gòu)成一個6*22的矩陣，對應于X-Y坐標，以此來對所按琴弦進行定位。所述的單片機模塊檢測并修改各I/O口電平狀態(tài)，進行邏輯判斷后將結(jié)果傳送至LCD顯示器進行音高的顯示。首先，單片機檢測到振動檢測傳感器輸出電平變低后，開始對定位矩陣相應I/O口進行掃描。具體掃描矩陣時，連接6根琴弦的I/O口依次給予低電平，此時22品柱對應I/O口為高電平。當演奏者所按琴弦被撥動后，與該琴弦接觸的品柱所對應I/O口電平被拉低，此時單片機得以檢測出所按琴弦的弦序數(shù)和品柱序數(shù)，由所得到的弦序數(shù)及品柱序數(shù)得以確定所按琴弦位置。考慮橫按等特殊情況，同一琴弦有兩個及以上品柱位被按下，根據(jù)吉他的發(fā)聲原理，其音高由最髙品柱位決定，此時只需要對單片機設定條件判斷即可準確定位。雖然掃描琴弦為1弦至6弦依次進行，由于單片機的工作頻率以MHz為單位，相對于人手對于吉他的操作速度，可以視為同時對六根琴弦進行掃描。所述的LCD顯示模塊與單片機相連接。當單片機與振動檢測傳感器相連接的I/O口檢測到電平變低后，開始對定位矩陣相應I/O口掃描。得到所按琴弦位置后，查詢編寫在單片機程序內(nèi)的吉他品位與音高對應關(guān)系表，得到相應的音高值，單片機控制LCD顯示器將此音高值顯示。所述的5V直流電源模塊與單片機、LCD、振動檢測傳感器相連接，對其進行供電。本專利技術(shù)的有益效果在于：1)可同時識別6根弦的音高。2)識別音高速度快。識別并顯示音高的速度取決于單片機的工作頻率。3)將查表工作交由單片機執(zhí)行，準確，避免演奏者去重復查表，提高吉他學習者對音階的學習效率。附圖說明圖1是本技術(shù)的結(jié)構(gòu)組成示意圖。圖中，1、開關(guān)；2、振動檢測傳感器；3、定位矩陣；4、單片機；5、LCD顯示器；6、5V直流電源。圖2是本技術(shù)定位矩陣示意圖。具體實施方式本技術(shù)裝置包括1、開關(guān)；2、振動檢測傳感器；3、定位矩陣(見圖2)；4、單片機；5、LCD顯示器；6、5V直流電源，見圖1。開關(guān)1啟動裝置后，振動檢測傳感器2開始檢測吉他的振動情況；當振幅超過設定閾值輸出低電平至單片機4；單片機4與振動檢測傳感器2相連的I/O口檢測到低電平，啟動對定位矩陣3相對應I/O口的掃描；單片機4根據(jù)定位矩陣3對應I/O口電平情況識別所按琴弦位置，并通過查詢品位與音高對應表得到相應的音高；單片機4控制LCD顯示器5顯示該音高。5V電源6負責給振動檢測傳感器2、單片機4、LCD顯示器5供電。執(zhí)行步驟a.開關(guān)啟動,令裝置運行。b.振動檢測傳感器檢測到吉他振動幅度超過閾值，將初始高電平轉(zhuǎn)化為低電平。c.單片機掃描與振動檢測傳感器相連接I/O口電平的變化，啟動定位矩陣I/O口掃描。d.單片機掃描定位矩陣I/O口，得到按弦位置，根據(jù)按弦位置查詢吉他品位與音高對應表，得到音高。e.單片機控制LCD顯示該音高。f.返回至a步驟依次循環(huán)執(zhí)行，當a步驟開關(guān)狀態(tài)變?yōu)殛P(guān)閉時，退出運行。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
基于單片機的吉他輔助學習工具，其特征在于：包含開關(guān)、振動檢測傳感器、定位矩陣、單片機、LCD顯示器、5V直流電源；振動檢測傳感器在檢測到吉他的振動超過閾值后輸出低電平；單片機檢測到振動檢測傳感器輸出低電平后，開始對定位矩陣相對應的單片機I/O口進行掃描；單片機對定位矩陣進行掃描得到所按琴弦位置后，查詢編寫在單片機程序內(nèi)的吉他品位與音高對應關(guān)系表，得到相應的音高值；單片機控制LCD顯示器將此音高值顯示。

【技術(shù)特征摘要】
1.基于單片機的吉他輔助學習工具，其特征在于：包含開關(guān)、振動檢測傳感器、定位矩陣、單片機、LCD顯示器、5V直流電源；振動檢測傳感器在檢測到吉他的振動超過閾值后輸出低電平；單片機檢測到振動檢測傳感器輸出低電平后，開始對定位矩陣相對應的單片機I/O口進行掃描；單片機對定位矩陣進行掃描得到所按琴弦位置后，查詢編寫在單片機程序內(nèi)的吉他品位與音高對應關(guān)系表，得到相應的音高值；單片機控制...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魏瑞鵬，沈佳，李鵬，
申請(專利權(quán))人：中國礦業(yè)大學，
類型：新型
國別省市：江蘇,32