一種基於dsp的鋼琴電子教學裝置的製作方法

2023-05-25 17:56:36 4

專利名稱：一種基於dsp的鋼琴電子教學裝置的製作方法
技術領域：
本發明的技術方案涉及音樂教具，具體地說是一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置。
背景技術：
鋼琴因為其音域寬廣、表現力豐富和具有極佳的獨奏效果，而被稱為樂器之王，在近現代音樂教育與音樂創作過程中，發揮著不可替代的作用。然而對於鋼琴的教學而言，國內外目前大都還是採用一對一面授教學方式，但這種教學方式不僅成本高，而且往往會帶給鋼琴學習者很多不便。CN 101145288A公開了一種電子鋼琴教學系統，是一種遠程教學系統，給鋼琴學習者能帶來一定的方便，但其技術複雜，成本過高；CN 1218294C披露了一種鋼琴的自動演奏系統，但是不具備鋼琴電子教學的功能。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是:提供一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，是在傳統鋼琴的基礎上引入微機控制系統，具有授課模式和自主練習模式兩種工作模式，在授課模式下，鋼琴學習者能根據觸控螢幕上的提示練習鋼琴彈奏，從而快速和準確地掌握鋼琴彈奏技能，克服了現有鋼琴教學的一對一面授教學和遠程教學的方式所存在的成本高，而且往往會帶給鋼琴學習者很多不便的缺點。本發明解決該技術問 題所採用的技術方案是:一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，包括鋼琴本體和微機控制系統；其中，鋼琴本體除具有普通鋼琴的構成之外，其外殼的鋼琴擋板上還設置有DSP控制盒、觸控螢幕、USB2.0接口、串口母頭、模式切換開關；微機控制系統包括DSP控制模塊、電源控制模塊、音樂傳輸模塊、檢測報警模塊和觸控螢幕人機互動模塊；其中所述DSP控制模塊包括DSP控制晶片及其外圍電路，音樂傳輸模塊包括USB2.0通訊電路和藍牙收發電路，並採用USB通訊方式和藍牙通訊方式，檢測報警模塊由傳感器反饋電路和報警電路組成，觸控螢幕人機互動模塊為觸控螢幕的工作界面，該界面上包括開始按鈕、文件管理按鈕、音樂信息顯示區、暫停按鈕、實際力度顯示光柱、播放狀態顯示區、標準力度顯示光柱、錯誤提示區和虛擬琴鍵區；上述模塊的連接方式是:由電源控制模塊向DSP控制模塊、音樂傳輸模塊和觸控螢幕人機互動模塊提供不同大小的直流電壓，音樂傳輸模塊和檢測報警模塊均過DSP上的引腳與DSP控制模塊相連，觸控螢幕人機互動模塊與DSP控制模塊通過串口通訊電路通訊；上述微機控制系統的各個模塊均被集成在DSP控制盒內。上述一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，所述其外殼的鋼琴擋板上設置的DSP控制盒、觸控螢幕、USB2.0接口、串口母頭、模式切換開關的布置方式是，觸控螢幕鑲嵌並固定在鋼琴擋板的正中央，DSP控制裝盒固定在鋼琴擋板的右下方，USB2.0接口和串口母頭均位於DSP控制盒的右側面，模式切換開關位於DSP控制盒的盒面的左上角位置。上述一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，所述DSP控制晶片選用TMS320F2808 DSP晶片。
上述一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，所述USB2.0通訊電路的構成是:其核心部分是專用的USB2.0驅動晶片PHILIPS公司的TOIUSBDI2晶片，電路的連接方式是，引腳VCC接到+5V電源後經過IOOnF的電容C6接地，引腳RST經IOOnF的電容ClO接到+5V電源，引腳V3經電容IOOnF的電容C9後與GND並聯接地，XO和Xl端並聯石英晶體振蕩器Yl並通過22pF的電容C7和22pF的電容C8接地，引腳DO 引腳D7則與DSP的引腳GP106 弓I腳GP皿3相連對應相連，引腳INT、引腳WR、引腳RD和引腳AO引腳分別接到DSP的引腳GP1015、引腳GP1016、引腳GP1017和引腳GP1018,USB為USB2.0接口，其連接方式為，引腳I通過電阻R15接到+5V電源，並通過IOOnF的電容C5接地，引腳2和引腳3分別接到U7的引腳VD+和引腳VD-，引腳4接地。上述引腳均是TOIUSBDI2晶片的引腳。上述一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，所述藍牙收發電路的構成是:其核心部分是專用的藍牙收發晶片RF2968，電路的連接方式是，引腳RESET通過IOOnF的電容C22接到+3.3V電源，引腳ANI外接藍牙收發器，引腳VCC、引腳ON和引腳VCCIO並聯接到+3.3V電源並通過IOOnF的電容C20和IOOnF的電容C21接地，引腳GND1、引腳GND2、引腳GND3、弓丨腳GND4和引腳GND5並聯接地，引腳TXD、引腳RXD、引腳RTS和引腳CTS分別接到DSP的引腳GP1020、引腳GP1021、引腳GP1022和引腳GP1023。上述引腳均是藍牙收發晶片RF2968的引腳。上述一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，所述USB通訊方式採用專用的USB2.0驅動晶片HHUSBDI2實現；所述藍牙通訊方式則以藍牙收發晶片RF2968為核心來實現。上述一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，所述檢測報警模塊的傳感器反饋電路的構成是:其核心部分是兩路放大器集成晶片LM358，電路的連接方式是，聲音傳感器LI和I μ F的電容C23並聯後的一端接地，聲音傳感器LI的另一端接到引腳ΙΝΒ-，引腳INB+與GND並聯接地，引腳OUTB則接至IJ DSP的引腳ADCIN0，引腳VCC通過IOnF的電容C24接地，並與+5V電源相連。上述引腳除特別指明的之外，均是兩路放大器集成晶片LM358的引腳。上述一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，所述檢測報警模塊的報警電路的構成是:蜂鳴器LSl的一端接+5V電壓，另一端接到三極體Ql的集電極，三極體Ql的發射級接地，三極體Ql的基極通過電阻RlO接到DSP的引腳GP1024上。上述一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，所述串口通訊電路的構成是:其核心部分是專用的TTL轉RS232的電平轉換晶片SP3232EBEN，電路的連接方式是，引腳Cl+和引腳Cl-通過IOOnF的電容C15相連，引腳C2+和引腳C2-通過IOOnF的電容C16相連，引腳Vl+通過IOOnF的電容C17接到+3.3V電源，引腳V-接地；引腳Vcc通過並聯IOOnF的電容C18和IOOnF的電容C19與引腳GND相連接地，引腳Tlout和引腳Rlin分別通過IOOpF的電容C14和IOOpF的C13電容接地，並同時分別接到9針串口 DB9的引腳2和引腳3，引腳Rlout和引腳Tlin分別接到DSP的SCI串行通訊復用引腳GP1028和引腳GP1029上，引腳T2in與引腳R2out並聯接地。上述引腳除特別指明的之外，均是電平轉換晶片SP3232EBEN的引腳。上述一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，所述觸控螢幕人機互動模塊與DSP控制模塊通過串口通訊電路相連，兩者之間的通訊流程為:開始一向串口發送讀或寫請求一發送寄存器準備好嗎？ 返回發送寄存器準備好嗎？ ；1計數器減I—計數器是否為0 I返回發送寄存器準備好嗎？；丄讀取接收的數據一處理數據一結束。上述一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，通過模式切換開關來選擇該鋼琴電子教學裝置是處於授課模式或自主練習模式。上述一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，其中所涉及的元器件均是通過商購獲得的，所述DSP控制晶片的外圍電路是本技術領域的技術人員所熟知的，所有電路中元件的連接方法是本技術領域的技術人員所掌握的。DSP是數位訊號處理的英文縮寫，是本技術領域國際通用的技術術語。本發明的有益效果是:本發明鋼琴電子教學裝置克服了現有鋼琴教學的一對一面授教學和遠程教學的方式所存在的成本高而且往往會帶給鋼琴學習者很多不便的缺點，還具有下述的優點:( I)本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，開啟了一種全新的鋼琴學習方式，便於鋼琴學習者經濟、快速和方便地掌握鋼琴彈奏技巧，並且能方便地在授課模式和自主練習模式之間切換，適合不同級別學習者的需要。(2)本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，採用觸控螢幕技術，操作簡單，既能為學習者提供豐富的觸鍵方式，又能方便學習者對音樂文件的管理。(3)本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置具有聲音反饋環節和自調節能力，該裝置的自調節能力可依據不同樂曲的播放效果，設置不同的高低音等級，並作為DSP音調信息的標準，有利於學習者形象的把握鋼琴的觸鍵力度，從而演奏出完美的音質。



下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1為本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置整體外觀示意圖。圖2為本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置微機控制系統構成示意框圖。圖3為本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置所用TMS320F2808 DSP晶片外接接口示意圖。圖4為本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置的USB2.0通訊電路圖。圖5為本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置的藍牙收發電路圖。圖6為本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置的觸控螢幕人機互動模塊與DSP控制模塊通訊的串口通訊電路圖。圖7為本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置的檢測報警模塊電路圖。圖8為本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置的觸控螢幕人機互動模塊與DSP控制模塊之間的通訊流程圖。圖9為本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置的觸控螢幕工作界面構成示意圖。圖中，1.鋼琴擋板，2.觸控螢幕，3.DSP控制盒，4.USB2.0接口，5.串口母頭，6.模式切換開關，7.開始按鈕，8.文件管理按鈕，9.音樂信息顯示區，10.暫停按鈕，11.實際力度顯示光柱，12.播放狀態顯示區，13.標準力度顯示光柱，14.錯誤提示區，15.虛擬琴鍵區。
具體實施例方式圖1所示實施例表明，從本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置整體外觀可見，鋼琴本體除具有普通鋼琴的構成之外，其外殼的鋼琴擋板I上還設置有DSP控制盒3、觸控螢幕2、USB2.0接口 4、串口母頭5和模式切換開關6。觸控螢幕2鑲嵌並固定在鋼琴擋板I的正中央，DSP控制盒3固定在鋼琴擋板I的右下方，USB2.0接口 4和串口母頭5均位於DSP控制盒3的右側面。學習者可通過USB2.0接口 4導入自己需要的音樂文件，串口母頭5則用於觸控螢幕2與DSP控制盒3的通訊；模式切換開關6位於DSP控制盒3的盒面的左上角位置，便於學習者選擇鋼琴的工作模式。圖2所示實施例表明，本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置的微機控制系統包括DSP控制模塊、電源控制模塊、音樂傳輸模塊、檢測報警模塊和觸控螢幕人機互動模塊；上述模塊的連接方式是:由電源控制模塊向DSP控制模塊、音樂傳輸模塊和觸控螢幕人機互動模塊提供不同大小的直流電壓，音樂傳輸模塊和檢測報警模塊均過DSP上的引腳與DSP控制模塊相連，觸控螢幕人機互動模塊與DSP控制模塊通過串口通訊電路通訊；其中DSP控制模塊是整個微機控制系統的核心，是程序軟體運行的載體，對整個裝置起控制、協調作用；音樂傳輸模塊提供給學習者導入自己需要的音樂文件；監測報警模塊用於檢測學習者的觸鍵力度是否正確，並當檢測到錯誤時，觸動蜂鳴器報警以提示學習者調整觸鍵力度；觸控螢幕人機互動模塊便於學習者直接管理和控制音樂文件及其播放狀態，並時刻提示學習者具體的觸鍵及力度；電源控制模塊用於提供不同的電壓給其他各個模塊供電。圖3所示實施例顯示本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置所用TMS320F2808DSP晶片與其他各個功能模塊的外接接口的狀況，DSP晶片引腳上的網絡標號表明該引腳接到其他各個功能模塊的核心晶片的相同的引腳上。其餘控制引腳及相關的外圍電路為本領域技術人員的常規選擇。圖4所示實施例表明，本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置的USB2.0通訊電路構成是，其中U7為核心部分，是專用的USB2.0驅動晶片PHILIPS公司的TOIUSBDI2晶片，電路的連接方式是，引腳VCC接到+5V電源後經過IOOnF的電容C6接地，引腳RST經IOOnF的電容ClO接到+5V電源 ，引腳V3經電容IOOnF的電容C9後與GND並聯接地，XO和Xl端並聯石英晶體振蕩器Yl並通過22pF的電容C7和22pF的電容C8接地，引腳DO 引腳D7則與DSP的引腳GP106 引腳GP1013相連對應相連，引腳INT、引腳WR、引腳RD和引腳AO引腳分別接到DSP的引腳GP1015、引腳GP1016、引腳GP1017和引腳GP1018,USB為USB2.0接口，其連接方式為，引腳I通過電阻R15接到+5V電源，並通過IOOnF的電容C5接地，弓丨腳2和引腳3分別接到U7的引腳VD+和引腳VD-，引腳4接地，上述引腳均是PDIUSBDI2晶片的引腳。圖5所示實施例表明，本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置的藍牙收發電路的構成是:其中U9為核心部分，是專用的藍牙收發晶片RF2968，電路的連接方式是，引腳RESET通過IOOnF的電容C22接到+3.3V電源，引腳ANI外接藍牙收發器，引腳VCC、引腳ON和引腳VCCIO並聯接到+3.3V電源並通過IOOnF的電容C20和IOOnF的電容C21接地，引腳GNDl、引腳GND2、弓I腳GND3、引腳GND4和引腳GND5並聯接地，引腳TXD、引腳RXD、引腳RTS和引腳CTS分別接到DSP的引腳GP1020、引腳GP1021、引腳GP1022和引腳GP1023，上述引腳均是藍牙收發晶片RF2968的引腳。圖6所示實施例表明，本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置的觸控螢幕人機互動模塊與DSP控制模塊通訊的串口通訊電路的構成是:其中U2為核心部分，是專用的TTL轉RS232的電平轉換晶片SP3232EBEN，電路的連接方式是，引腳Cl+和引腳Cl-通過IOOnF的電容C15相連，引腳C2+和引腳C2-通過IOOnF的電容C16相連，引腳Vl+通過IOOnF的電容C17接到+3.3V電源，引腳V-接地；引腳Vcc通過並聯IOOnF的電容C18和IOOnF的電容C19與引腳GND相連接地，引腳Tlout和引腳Rlin分別通過IOOpF的電容C14和IOOpF的C13電容接地，並同時分別接到9針串口 DB9的引腳2和引腳3，引腳Rlout和引腳Tlin分別接到DSP的SCI串行通訊復用引腳GP1028和引腳GP1029上，引腳T2in與引腳R2out並聯接地。上述引腳除特別指明的之外，均是電平轉換晶片SP3232EBEN的引腳。圖7所示實施例表明，本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置的檢測報警模塊電路包括傳感器反饋電路和報警電路的構成，其中左邊的是傳感器反饋電路，右邊的是報警電路。上述傳感器反饋電路的構成是:其中UlO為核心部分，是兩路放大器集成晶片LM358，電路的連接方式是，聲音傳感器LI和I μ F的電容C23並聯後的一端接地，聲音傳感器LI的另一端接到引腳I NB-,引腳INB+與GND並聯接地，引腳OUTB則接到DSP的引腳ADCIN0，引腳VCC通過IOnF的電容C24接地，並與+5V電源相連，上述引腳除特別指明的之夕卜，均是兩路放大器集成晶片LM358的引腳。上述報警電路的構成是:蜂鳴器LSl的一端接+5V電壓，另一端接到三極體Ql的集電極，三極體Ql的發射級接地，三極體Ql的基極通過電阻RlO接到DSP的引腳GP1024 上。圖8所示實施例表明，本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置的觸控螢幕人機互動模塊與DSP控制模塊之間的通訊流程是:開始一向串口發送讀或寫請求一發送寄存器準備好嗎？ I返回發送寄存器準備好嗎？；丄計數器減I —計數器是否為O ^返回發送寄存器準備好嗎？ ；I讀取接收的數據一處理數據一結束。圖9所示實施例表明，本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置的觸控螢幕工作界面構成是:該界面上包括開始按鈕7、文件管理按鈕8、音樂信息顯示區9、暫停按鈕10、實際力度顯示光柱11、播放狀態顯示區12、標準力度顯示光柱13、錯誤提示區14和虛擬琴鍵區15。其中各按鈕的功能均有標註；音樂信息顯示區9用於顯示所播放的音樂的名稱和作者等信息；播放狀態顯示區12用於顯示音樂的播放進度；錯誤提示區14用於當學習者按鍵錯誤時指示其錯誤類型；虛擬琴鍵區15由與按鍵一一對應的虛擬琴鍵構成，虛擬琴鍵亮，則表示要按下對應的鋼琴琴鍵，實際力度顯示光柱11的高度則表示按鍵的力度，提示學習者按鍵力度大小，標準力度顯示光柱13的高度為供學習者參考的標準力度，若裝置出現報警聲，學習者可根據它調整自己的按鍵力度。實施例1按照上述圖1 圖9所示實施例裝置構成和調製成功本實施例的一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，其中，DSP控制模塊是整個控制部分的核心，也是程序算法的運行載體，其選型要保證控制部分的實時性和準確性；音樂傳輸模塊用於接收所要彈奏的樂曲，再送入DSP控制模塊中，並將所接收到的樂曲解碼為一系列包含音符信息的數據，其中的音符信息包含音符、音量、節拍；檢測報警模塊的音量反饋裝置和報警裝置用於採集鋼琴發出的音量大小，並反饋給DSP，並與本裝置給定的標準音量等級進行比較，從而判斷學習者觸鍵的力度是否適度，若不適度，則對應的報警裝置發出報警聲，提示學習者調整觸鍵力度；觸控螢幕人機互動模塊採用觸控螢幕控制技術，一方面設置了相關的顯示、控制按鈕，用於管理音樂文件及顯示播放狀態，另一方面設置了與鋼琴琴鍵一一對應的虛擬琴鍵以及兩條光柱，其中虛擬琴鍵用來提示學習者需要按下的琴鍵、光柱用來表示觸鍵的力度，其中一條光柱代表本裝置給定的標準音量，另一條光柱代表學習者因觸鍵力度的不同而發出的實際音量，DSP通過對解碼後的音符信息進行分析，實時計算需要按下的琴鍵和觸鍵的力度，並驅動對應的虛擬琴鍵發光，同時使上述標準力度顯示光柱達到相應的高度；觸控螢幕人機界面程序則是為人機互動界面編寫的，旨在實現學習者與裝置之間的信息互饋，從而指導學習者完成鋼琴彈奏練習。應用本實施例的一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置進行鋼琴學習教學的具體工作流程如下:(I)啟動本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，學習者將自己所要練習的音樂文件的標準演奏曲在鋼琴附近完整放一遍。此過程中，DSP控制模塊實時讀取和存儲聲音傳感器所檢測到的音量信息，從中提取出最低音量和最高音量，並根據二者的分貝數將其所構建的音量區間劃分為十個不同的等級，然後逐一確定該音樂中每個音符所對應的等級，並將這種等級以標準力度顯示光柱的高度表示，等級較高者表示音量較高，等級較低者表示音量較低，以此作為學習者按壓琴鍵力度的參考標準，因此本裝置在設置觸鍵等級方面有自學習能力，從而對於不同的樂曲設置其特有的音量等級。(2)學習者根據需要選擇一種導入音樂文件的方式，並通過開關選擇裝置的工作模式，若選擇自主練習模式，即開關切除了微機控制部分，裝置工作在普通鋼琴的模式；若選擇授課模式，則配合觸控螢幕上的文件管理按鈕選擇音樂文件，送給DSP控制模塊處理。(3)學習者按下觸控螢幕2上的開始按鈕7，啟動學習過程，按照觸控螢幕2上的琴鍵提示和音量提示進行練習。(4)學習者在整個學習過程中，聲音傳感器不斷檢測鋼琴琴鍵的實際發聲，並送到DSP控制模塊中與對應的標準音量等級比較，從而判斷學習者的觸鍵力度是否適度，若不適度則報警器報警，此時學習·者可由觸控螢幕上的暫停按鈕10，暫時停止播放過程，而調整該觸鍵力度。
權利要求
1.一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，其特徵在於:包括鋼琴本體和微機控制系統；其中，鋼琴本體除具有普通鋼琴的構成之外，其外殼的鋼琴擋板上還設置有DSP控制盒、觸控螢幕、USB2.0接口、串口母頭、模式切換開關；微機控制系統包括DSP控制模塊、電源控制模塊、音樂傳輸模塊、檢測報警模塊和觸控螢幕人機互動模塊；其中所述DSP控制模塊包括DSP控制晶片及其外圍電路，音樂傳輸模塊包括USB2.0通訊電路和藍牙收發電路，並採用USB通訊方式和藍牙通訊方式，檢測報警模塊由傳感器反饋電路和報警電路組成，觸控螢幕人機互動模塊為觸控螢幕的工作界面，該界面上包括開始按鈕、文件管理按鈕、音樂信息顯示區、暫停按鈕、實際力度顯示光柱、播放狀態顯示區、標準力度顯示光柱、錯誤提示區和虛擬琴鍵區；上述模塊的連接方式是:由電源控制模塊向DSP控制模塊、音樂傳輸模塊和觸控螢幕人機互動模塊提供不同大小的直流電壓，音樂傳輸模塊和檢測報警模塊均過DSP上的引腳與DSP控制模塊相連，觸控螢幕人機互動模塊與DSP控制模塊通過串口通訊電路通訊；上述微機控制系統的各個模塊均被集成在DSP控制盒內。
2.根據權利要求1所說一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，其特徵在於:所述其外殼的鋼琴擋板上設置的DSP控制盒、觸控螢幕、USB2.0接口、串口母頭、模式切換開關的布置方式是，觸控螢幕鑲嵌並固定在鋼琴擋板的正中央，DSP控制裝盒固定在鋼琴擋板的右下方，USB2.0接口和串口母頭均位於DSP控制盒的右側面，模式切換開關位於DSP控制盒的盒面的左上角位置。
3.根據權利要求1所說一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，其特徵在於:所述DSP控制晶片選用TMS320F2808 DSP晶片。
4.根據權利要求1所說一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，其特徵在於:所述USB2.0通訊電路的構成是:其核心部分是專用的USB2.0驅動晶片PHILIPS公司的TOIUSBDI2晶片，電路的連接方式是，引腳VCC接到+5V電源後經過IOOnF的電容C6接地，引腳RST經IOOnF的電容ClO接到+5V電源，引腳V3經電容IOOnF的電容C9後與GND並聯接地，XO和Xl端並聯石英晶體振蕩器Yl並通過22pF的電容C7和22pF的電容C8接地，引腳DO 引腳D7則與DSP的引腳GP106 引腳GP1013相連對應相連，引腳INT、引腳WR、引腳RD和引腳AO引腳分別接到DSP的引腳GP1015、引腳GP1016、引腳GP1017和引腳GP1018，USB為USB2.0接口，其連接方式為，引腳I通過電阻R15接到+5V電源，並通過IOOnF的電容C5接地，弓丨腳2和引腳3分別接到U7的引腳VD+和引腳VD-，引腳4接地，上述弓I腳均是PDIUSBDI2晶片的引腳。
5.根據權利要求1所說一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，其特徵在於:所述藍牙收發電路的構成是:其核心部分是專用的藍牙收發晶片RF2968，電路的連接方式是，引腳RESET通過IOOnF的電容C22接到+3.3V電源，引腳ANI外接藍牙收發器，引腳VCC、引腳ON和引腳VCCIO並聯接到+3.3V電源並通過IOOnF的電容C20和IOOnF的電容C21接地，引腳GNDl、弓I腳GND2、弓I腳GND3、弓I腳GND4和引腳GND5並聯接地，弓I腳TXD、弓I腳RXD、弓丨腳RTS和引腳CTS分別接至Ij DSP的引腳GP1020、引腳GP1021、引腳GP1022和引腳GP1023,上述引腳均是藍牙收發晶片RF2968的引腳。
6.根據權利要求1所說一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，其特徵在於:所述USB通訊方式採用專用的USB2.0驅動晶片TOIUSBDI2實現；所述藍牙通訊方式則以藍牙收發晶片RF2968為核心 來實現。
7.根據權利要求1所說一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，其特徵在於:所述檢測報警模塊的傳感器反饋電路的構成是:其核心部分是兩路放大器集成晶片LM358，電路的連接方式是，聲音傳感器LI和IyF的電容C23並聯後的一端接地，聲音傳感器LI的另一端接到引腳I NB-,引腳INB+與GND並聯接地，引腳OUTB則接到DSP的引腳ADCIN0，引腳VCC通過IOnF的電容C24接地，並與+5V電源相連，上述引腳除特別指明的之外，均是兩路放大器集成晶片LM358的引腳。
8.根據權利要求1所說一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，其特徵在於:所述檢測報警模塊的報警電路的構成是:蜂鳴器LSl的一端接+5V電壓，另一端接到三極體Ql的集電極，三極體Ql的發射級接地，三極體Ql的基極通過電阻RlO接到DSP的引腳GP1024上。
9.根據權利要求1所說一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，其特徵在於:所述串口通訊電路的構成是:其核心部分是專用的TTL轉RS232的電平轉換晶片SP3232EBEN，電路的連接方式是，引腳Cl+和引腳Cl-通過IOOnF的電容C15相連，引腳C2+和引腳C2-通過IOOnF的電容C16相連，引腳Vl+通過IOOnF的電容C17接到+3.3V電源，引腳V-接地;引腳Vcc通過並聯IOOnF的電容C18和IOOnF的電容C19與引腳GND相連接地，引腳Tlout和引腳Rlin分別通過IOOpF的電容C14和IOOpF的C13電容接地，並同時分別接到9針串口 DB9的引腳2和引腳3，引腳Rlout和引腳Tlin分別接到DSP的SCI串行通訊復用引腳GP1028和引腳GP1029上，引腳T2in與引腳R2out並聯接地。上述引腳除特別指明的之外，均是電平轉換晶片SP3232EBEN的引腳。
10.根據權 利要求1所說一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，其特徵在於:所述觸控螢幕人機互動模塊與DSP控制模塊通過串口通訊電路相連，兩者之間的通訊流程為:開始一向串口發送讀或寫請求一發送寄存器準備好嗎？ I返回發送寄存器準備好嗎？計數器減I —計數器是否為O I返回發送寄存器準備好嗎？ 讀取接收的數據一處理數據—結束。
全文摘要
本發明一種基於DSP的鋼琴電子教學裝置，涉及音樂教具，包括鋼琴本體和微機控制系統；其中，鋼琴本體除具有普通鋼琴的構成之外，其外殼的鋼琴擋板上還設置有DSP控制盒、觸控螢幕、USB2.0接口、串口母頭、模式切換開關；微機控制系統包括DSP控制模塊、電源控制模塊、音樂傳輸模塊、檢測報警模塊和觸控螢幕人機互動模塊，上述微機控制系統的各個模塊均被集成在DSP控制盒內，該裝置具有授課模式和自主練習模式兩種工作模式，克服了現有鋼琴教學的一對一面授教學和遠程教學的方式所存在的成本高，而且往往會帶給鋼琴學習者很多不便的缺點。
文檔編號G05B19/042GK103247200SQ20131017865
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月15日 優先權日2013年5月15日
發明者李玲玲, 魯修學, 馬東娟, 王婧, 高建森, 吉海濤, 艾子豪 申請人:河北工業大學