电子鼓电路TH3670C设计与应用

　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。 　　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 　　表2 敲击器械 　　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。