與個人計算機適配的樂音信號發生器的製作方法
2023-10-09 02:14:19 1
專利名稱：與個人計算機適配的樂音信號發生器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對所輸入的音樂演奏數據產生樂音信號的樂音信號發生器，尤其涉及一種備有多種類型輸入/輸出接口的樂音信號發生器。
樂器數字式接口(MIDI)如今廣泛地用來轉送如音樂演奏數據的電信號。MIDI經附有5腳DIN輸出和輸入連接器的電纜可對具有預定格式的數據進行單向性傳輸。
眾所周知，用於編輯音色或自動音樂演奏數據的個人計算機軟體也已得到實際應用。雖然個人計算機一般內部設有如RS-232和RS422的雙向串行接口，但是帶有一個MIDI連接器(5腳DIN連接器)的個人計算機尚屬少見。
在這種情況下，必須將MIDI接口板插入個人計算機的槽座中，以便對編輯的音色和音樂演奏數據進行數據轉換。並經MIDI連接器電纜可將數據在電子樂器和個人計算機之間來回傳送。安裝和連接這樣的板和電纜需要一定的人力，故費用較高。
本發明的目的在於提供一種可方便地通過個人計算機和其它電子樂器(包括音樂演奏控制器)的樂音信號發生器。
按照本發明的一個方面，提供了一種樂音信號發生器。該發生器包含一用於對輸入的音樂演奏數據產生樂音信號的樂音信號發生電路;一用於將包括音樂演奏數據的信息發送給個人計算機和接收來自個人計算機的信息的通用雙向串行通信裝置;一包括串行輸入裝置和串行輸出裝置的電子樂器串行通信裝置，其中串行輸入裝置用於接收來自電子樂器的含有音樂演奏數據的信息，而串行輸出裝置用於將含有音樂演奏數據的信息發送給另一個電子樂器;和用於將由所述雙向串行通信裝置的所輸入的上述信息輸出到所述串行輸出裝置和用於將由所述串行輸入裝置輸入的上述信息輸出到所述雙向串行通信裝置的轉發器。
該樂音信號發生器最好在產生和不產生來自樂音信號產生電路的音樂樂音之間設有進行切換的切換裝置，該音樂樂音代表由雙向串行通信裝置或串行輸入裝置輸入的音樂演奏數據。
雙向串行通信裝置可以是RS-232、RS-422等諸如此類。該電子樂器串行通信裝置是MIDI。樂音信號發生電路能利用由任一通信裝置所提供的音樂演奏數據和利用它的轉發器對樂音信號進行合成。來自個人計算機的數據轉換為其它格式的數據，並發送給樂器，或反之亦然。因此就能夠在個人計算機中不添加MIDI板而將樂音信號發生器或單元連接到個人計算機或其它同類計算機。其它一些電子樂器、個人計算機和同類計算機之間通過樂音信號發生器單元也可進行連接。利用切換裝置可使樂音信號發生電路對輸入的音樂演奏數據不產生音樂樂音，樂音信號發生器只用作為轉發器。
本發明的樂音信號產生器設有通用雙向串行通信裝置;電子樂器串行通信裝置;和切換裝置。因此，音樂演奏數據或類似數據能通過個人計算機和樂音信號發生器直接連接而轉送，且從某電子樂器所接收到的數據能發送給個人計算機。
圖1為本發明一實施例的樂音信號發生器單元的結構;
圖2示出由該實施例的樂音信號發生器單元執行的主例行程序的流程圖;
圖3示出該實施例的樂音信號發生器單元的MIDI接收中斷操作的流程圖;
圖4示出該實施例的樂音信號發生器單元的串行接收中斷操作的流程圖;
圖5示出該實施例的樂音信號發生器單元的演奏數據的緩衝過程的流程圖;
圖6示出連接到該實施例的樂音信號發生器單元的個人計算機的記錄過程的流程圖;
圖7示出連接到該實施例的樂音信號發生器單元的個人計算機的(音樂)重放過程的流程圖;
圖8示出個人計算機的接收中斷操作的流程圖。
圖1示出本發明一實施例的樂音信號發生器單元的結構的方框圖。
該樂音信號發生器單元對於經過接口從其它電子樂器和個人計算機或類似計算機輸入的演奏數據產生樂音信號。該樂音信號發生器單元能根據從其它樂器所接收的寬音域的指令來改變音色、效果等等。
樂音信號發生器單元1與個人計算機3和放音系統4相連。鍵盤型控制器2經MIDI電纜連接到樂音信號發生器單元1的MIDI接口14、且個人計算機3經雙向通信電纜連接到串行接口15。圖1B中顯示用於耦接到MIDI接口的連接器的一個例子。串行接口15是一種通用雙向串行接口如RS-232C和RS-422，它們的連接器作為舉例顯示在圖1C中。樂音信號發生器單元1由CPU10控制。CPU10經總線11連接於ROM12、RAM13、MIDI接口14、串行接口15、面板開關16、顯示器17和樂音信號發生電路18。樂音信號發生電路18在CPU10的控制下對存貯於RAM13中緩衝器BUF的音樂演奏數據產生樂音信號。與樂音信號發生電路18相連的放音系統4對所輸入的音頻信號進行放大並將它們從揚聲器等類似器件中輸出。ROM12存貯著後面將要說明的流程圖所表示的各種控制的控制程序。RAM13有如上所述的用於存貯經接口輸入的各種數據的緩衝器BUF;用於存貯通信模式標誌以便用於設定通信模式的通信模式標誌寄存器CM;存貯音符號(notenumber)的音符寄存器NC;存貯速度數據的速度寄存器VC;存貯通道號的通道寄存器i;存貯對應於通道i的音色數據的音色寄存器TCi;存貯程序號的程序號寄存器PC;和存貯操作方式的操作方式寄存器OM。面板開關16用於在音色、效果等類似功能之間進行局部轉換。顯示器17顯示當時設定的音色或方式。
圖2至圖5是表明樂音信號發生器單元的工作流程圖。
圖2是由樂音信號發生器單元執行的主例行程序的流程圖。在步驟n1進行初始化以便使樂音信號發生器單元1進入準備狀態。之後，反覆執行接收緩衝過程(步驟n2)和面板開關處理過程(步驟n3)。面板開關處理過程包括每個MIDI通道在音色和通信模式之間的轉換操作;更新節目更改表的操作;和將樂音信號發生器單元的數據轉儲到個人計算機去的操作。
圖3表明當從MIDI接口14的MIDI輸入端(IN)接收到串行數據時MIDI接收中斷操作開始的流程圖。當數據經MIDI接口14從另一電子樂器接收時，所接收的數據載入緩衝器BUF(步驟n10)。BUF中數據經MIDI輸出端(步驟n11)發送，且識別通信標誌CM(步驟12)。CM＝0是一種將所接收的數據變換為其它數據格式以便將它輸出到串行接口15的模式，不用對從樂音信號發生電路18所接收到的數據產生音調信號。CM＝1是一種將所接收的數據變換為其它格式以便將它輸出到串行接口、並將所接收的數據重放為聲音的模式。CM＝2是一種將所接收的數據重放為聲音而不用將數據輸出到串行接口15的模式。因此，如果通信模式為CM＝0，則BUF中的數據被變換為其它格式並輸出到串行接口15(步驟n13)。如果通信模式是CM＝1，則BUF中的數據變換為其它格式並被輸出到串行接口15(步驟n14)，且BUF中的數據載入演奏數據緩衝器，在此，數據被發送到樂音信號發生電路18(步驟n15)。如果通信模式是CM＝2，BUF中的數據載入演奏數據緩衝器(n16)。
圖4是串行接收中斷例行程序的流程圖，當從串行接口15接收數據時該例行程序被起動。所接收的數據載入BUF(步驟n20)。接著鑑別通信模式CM(步驟n21)。當從串行接口15接收數據時，內部命令以任意一個通信模式執行且在模式CM＝0和CM＝1時重放聲音。內部命令是通常所說的系統專用命令，它們僅限定在個人計算機3和樂音信號發生器單元1之間，例如節目改變命令和模式改變命令。如果所鑑別的通信模式是CM＝2並只有當載入BUF的數據是內部命令時，則執行對應於內部命令的操作(步驟n22)。如果模式不是CM＝2，則不管所載數據的內容如何，執行對應於BUF中的數據的操作。尤其是，BUF中的數據載入演奏數據緩衝器中，而當BUF中數據是一個內部命令時則執行一個對應於內部命令的操作。如果BUF中數據是音樂演奏數據則通過樂音信號發生電路18(步驟23)產生聲音、且演奏數據從MIDI輸出端輸出(步驟n24和n25)。
圖5為表明按照存貯在演奏數據緩衝器中的數據內容執行各種類型操作時的演奏數據緩衝過程。首先檢查是否有新的數據存貯在演奏數據緩衝器中(步驟n30)。如果沒有，則流程返回。如果已存貯，則檢查存貯數據是何種類型(步驟n31)。
如果所存貯的數據是音符接通事件數據，則發送數據的MIDI通道號存貯在寄存器i中，接通事件音符號(on-eventnote)存貯在寄存器NC中，而所存貯的速度數據載入寄存器VE中(步驟32)。該MIDI通道號i識別指定的音色數據TCi。這些數據送到樂音信號發生電路18以產生具有音色TCi、樂音音調NC、和音量VE的聲音。待分配的聲音產生通道不管MIDI信道如何是任意確定的(這稱為動態話音分配(dynamicvoiceallocation)。
如果所存貯的數據是音符斷開事件，則發送數據的MIDI通道號存貯在寄存器i中，而其音符號送入寄存器NC(步驟n34)。確定聲音產生通道以中止已產生的(舊的)聲音(步驟35)。
如果所存貯數據是節目更改數據，則節目更改的MIDI通道號送入寄存器i，且新的節目號送到寄存器PC(步驟n36)。利用這些數據作為檢索參數，則新的音色數據FOM(PC)從節目更改表或從操作方式寄存器OM中讀出並送給寄存器TCi作為新節目號PC的MIDI通道i的音色(步驟n37)。
如果所存貯的數據是一個內部命令，則執行相應的操作(步驟n38)。如果存貯的數據是另一個數據，而不是上述的數據，則也執行相應的操作(步驟n38)。內部命令包括設定寄存器CM、OM……等類同寄存器的設定命令;請求當前使用通道的音色之類的命令;和請求大量(音樂信息)轉儲數據的命令。在步驟n39執行的操作包括控制改變操作、所有音符斷開操作之類的操作。
圖6至圖8表示個人計算機3方面的操作流程圖。
圖6是記錄過程的流程圖，其中當要再現已存貯在個人計算機的存貯器中的自動音樂演奏數據時，疊加於來自控制器2手動輸入的演奏數據的自動音樂演奏數據以疊音方式記錄下來。首先，輸入音樂號碼和名稱(步驟n40)。如果是新的音樂，則請求當前設置在樂音信號發生器單元中的如音色等數據(步驟n42)。該請求作為內部命令發送。根據所接收到的各種設定數據(如節線的範圍，原始數據(速度、音色))，設定新的音樂的各種數據(步驟n43)。如果要對已存貯的音樂進行編輯，則可利用已存貯的音樂的各種設定數據並且流程可從步驟n41直接進入到步驟n44，在那裡在個人計算機的存貯器中保留著音樂數據記錄區。之後，此流程停留在那裡直到出現起動鍵或停止鍵接通事件(步驟n45)。鍵盤5的特定功能鍵指定為起動鍵和停止鍵。當停止鍵的接通事件出現時，記錄過程中止。當起動鍵的接通事件出現時，記錄操作開始。
在記錄操作中，由時鐘檢查事件的定時(步驟n47)在事件定時時，已存貯的音樂事件被讀出並送到樂音信號發生器單元1的串行接口15(步驟n49)。該事件數據在它變換成MIDI格式後送出。之後，事件數據存貯在在步驟n44中所保留的數據記錄區中(步驟n50)。從步驟n57至步驟n50的操作重複進行直至發生停止鍵接通事件為止(步驟n51)。通過重複執行步驟n47至n51的操作，在步驟n40中指定的音樂演奏數據能在樂音信號發生器單元1中再現，同時它被記錄在步驟n44中保留的數據記錄區中。
這重複操作周期稱為「一個接通記錄操作」。在該期間，由鍵盤型控制器2或類似控制器經MIDI接口提供的演奏數據也存貯在數據記錄區中(該記錄區在圖8中將詳細描述)。即，通過步驟n47至n51操作所重放的音樂及從MIDI接口14輸入的演奏數據都被記錄在數據記錄區中。對於新的音樂來說，流程從步驟n47進行到n51，記錄了來自MIDI接口14的演奏數據或來自個人計算機3的鍵盤5的演奏數據。
當出現停止鍵接通事件時，如音樂容量(所有數據的長度)的標題和記錄時間的周期被加到所記錄的音樂數據上，之後，記錄操作中止(步驟n52)。在這種流程中，如果執行了步驟n41、n42、n43和n44，則產生並記錄一個新的音樂，然而如果流程從步驟n41直接進入到步驟n44，則在已記錄的音樂上會加上一部分新的音樂(疊音)。
圖7是再生過程的流程圖，其中一個已記錄的音樂(自動音樂演奏數據)被讀出並輸出到樂音信號發生器單元1以便重放該音樂。首先，輸入音樂號和名稱(步驟n60)。如果指定是新的音樂而不是那些已存貯在個人計算機中的音樂，則流程立即中止(步驟n61)。如果指定已存貯的音樂，則流程作好準備直至出現起動鍵接通事件為止。如果停止鍵的接通先於起動鍵接通，則流程立即中止(步驟n63)。當起動鍵接通，則執行自動音樂演奏。事件的定時由時鐘識別(步驟n64)。在事件定時上讀出事件(步驟65)，該事件經串行接口輸出到樂音信號發生器單元1(步驟n66)。該串行數據變換為MIDI數據格式。這種操作繼續到停止鍵或起動鍵接通為止(步驟n67)。當停止鍵接通或當最終數據讀出時，流程中止。
圖8示出用於串行演奏數據的接收中斷操作的流程圖。
此操作根據由個人計算機3的串行接口發出的接收中斷而執行，與此同時它接收來自樂音信號發生器單元1的數據。在所接收到的數據置於輸入緩衝器IBUF之後(步驟n70)，核實CM標誌(步驟n71)。CM＝0表示存在回聲(echo-back)，CM＝1和CM＝2表示不存在回聲。在有回聲情況下，IBUF的內容經串行接口返回到樂音信號發生器單元1(步驟n72)。之後檢查它是否處於「接通記錄操作」(步驟n73)。如果處於接通記錄操作，則存貯在輸入緩衝器IBUF中的事件記錄在在步驟n44(圖6中)中保留的數據記錄區(步驟n74)。
該「接通記錄操作」在存在歌曲的情況下相應於圖6中所示從步驟n47至n51的重複操作。在疊音操作情況下，輸入緩衝區IBUF中的事件及以重複操作再生的音樂均存貯在數據記錄區中。在一個新的音樂的情況下，僅有新的音樂演奏數據存貯在數據記錄區域中。
按照上面的描述，該樂音信號發生器單元1通過使用從MIDI接口14(鍵盤型控制器2)或從串行接口15(個人計算機3)接收的數據能產生樂音信號。從MIDI接口接收的數據能經串行接口直接加給個人計算機3而不使用專用的轉換線路板。
上述實施例的樂音信號發生器單元附設有分開的鍵盤和分開的放音系統。它也可以作為一種從整體上來說包含鍵盤和放音系統的電子樂器的結構。
雖然本發明已結合較佳實施例作了描述，但是本發明不只限於那些具體實施例。例如，這是很明顯的，即本技術領域中的那些技術人員可做出種種變化、改進、組合及諸如此類等。
權利要求
1.一種樂音信號發生器單元，它包括根據輸入的音樂演奏數據產生樂音信號的樂音信號發生裝置；適於將包含音樂演奏數據的信息發送給個人計算機和接收來自個人計算機信息的通用雙向串行通信裝置；包含串行輸入裝置和串行輸出裝置的電子樂器串行通信裝置，所述串行輸入裝置適用於接收包含來自電子樂器的音樂演奏數據的信息，所述串行輸出裝置適用於將包含音樂演奏數據的信息發送給另一個電子樂器；和用於將來自所述雙向串行通信裝置的所述輸入信息輸出到所述串行輸出裝置和用於將來自所述串行輸入裝置的所述輸入信息輸出到所述雙向串行通信裝置的轉發器。
2.權利要求1所述的樂音信號發生器單元，其特徵在於，進一步包含，根據使樂音信號發生裝置產生音樂樂音的音樂演奏數據，切換所述雙向串行通信裝置和所述串行輸入裝置的切換裝置。
全文摘要
一種樂音信號發生器單元具有如RS-232C的雙向接口和MIDI接口。這種樂音信號發生器單元變換數據格式使能直接與個人計算機和另一電子樂器相連，而不需在個人計算機方面使用專門的MIDI線路板。
文檔編號G10H7/00GK1074776SQ9310101
公開日1993年7月28日 申請日期1993年1月14日 優先權日1992年1月14日
發明者平松幹裕 申請人:山葉株式會社