电子鼓电路TH3670C及应用

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6LED1OCMOS为LED驱动CMOS输出7LED238LEDB39LEDG40LEDA1LEDC2LEDF3LEDD4LEDDOT5LEDE8～11C0～C3OCMOS键盘扫描输出12C4OCMOS自动电源切断控制开关（2分钟）13C5OCMOS电源开/关（power on/off）25,28～33NC--不连接14RESTICMOS微控制器系统复位输入（有源低）15～22R0～R7ICMOS（拉高）键盘扫描输入23VSS--电源地24OSCIO-连接RC网络，以为内部产生系统时钟26～27PD0～PD1I无输入拉高自动电源切断与低音频弦向接头选择34VDD--（正）电源电压35PVOOPMOS敲击信号输出（是电流型D/A）3637AUO2,AUO1OPMOS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）2E-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)5Hi-Hat闭合（close）14罐鼓（Timbal）6Hi-Hat开路（Open）15Guiro Long7撞击钹声（Crash Cymbal）16Mid Tom8哈（Ha）17E-Tom9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



与许多鼓乐器械相比，HT3670C电子鼓音响CMOS VLSI在产生鼓声和韵律音响方面具有最佳的灵活性和实用性。在HT3670C提供的13种敲击拍打声（percussion pad）中，每一种 都可从18种敲击器械中任选。利用6个选择键，能够选择36个填满音响（fill-in sound）的韵律，以供给附加的支持（backing）音响电路使用。利用嵌入8-bit微控制器可完成执行多路输入音键控制和内部电子音调合成器的控制。在从音键接收到所需要的动作后，微控制器将产生和发送正确的控制代码，以使电子音调合成器产生所需的鼓响信号。音响输出出现在两个旋律输出和一路音响输出上，全部驱动利用电流型D/A转换器来实现。内部硬件电路同时也对与外部音响放大器连接在一起的两个7段LED提供驱动。
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）30Reggae乐曲01民间摇摆舞曲（Folk Rock）31摇摆与转动（Rock & Roll）02Casa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）148拍（Beat）敲击44迪斯科豪放音乐15面斑牙及社交舞步音乐（Bguine）45R&B20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）51Merengue乐曲22节拍急促的恰恰舞（Chacha）5216拍通俗乐曲23迪斯科流行音乐会538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Pad1～1313个鼓击音键输入Phy0～56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