Музыкальный сигнализатор электронных устройств

Электронные звонки, часы-будильники, таймеры и многие другие устройства оснащаются музыкальными приставками. Но большинству из них присущи общие недостатки: ограниченный звуковой диапазон, небольшое время звучания мелодий и малое их количество. Существенно расширить возможности такой приставки можно, применив БИС ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), принцип работы которой описан в [1].

Предлагаемый музыкальный сигнализатор воспроизводит восемь мелодий, каждая из которых продолжительностью по 16 с, минимальная длительность нот ¹/₁₆ с, музыкальный диапазон три октавы (1-я, 2-я, 3-я). Выбор мелодии осуществляется тремя переключателями в двоичном коде. В устройстве используется репрограммируемое ПЗУ (РПЗУ) с ультрафиолетовым стиранием К573РФ2 или К573РФ5, обладающее объемом памяти 2 кбайта. Программирование ПЗУ производят с помощью промышленного программатора или программатора, совместимого с компьютером Радио-86РК [1].

Принципиальная схема музыкального сигнализатора приведена на рис. 1. Тактовый генератор на элементах DD1.1, DD1.2 вырабатывает импульсы с частотой 16 Гц, которые поступают в адресный счетчик на микросхемах DD2, DD3, а он последовательно адресует первые 256 байт ПЗУ DD4. Весь объем ПЗУ разбит на 8 блоков по 256 байт в каждом. Адресация 2-го блока памяти осуществляется переключателем SA1, 3-го блока — переключателем SA2, 4-го — одновременно переключателями SA1 и SA2 и т. д. Следовательно, выбор мелодии происходит комбинациями переключателей SA1 — SA3 в двоичном коде.

Выбранный блок памяти будет считываться постоянно до выключения источника питания; Если требуется однократное воспроизведение мелодии, то с выхода Q3 счетчика DD3 через счетный триггер сигнал переполнения должен выключать питание устройства, останавливать тактовый генератор или сбрасывать в нулевое состояние адресный счетчик. При включении питания адресный счетчик обнуляется через цепочку С2, R2.

С выхода ПЗУ DD4 сигналы шести младших разрядов (DO — D5) поступают в октавный делитель на микросхеме DD5, а двух старших (D6, D7) — в мультиплексор DD8 для коммутации октав. Октавный делитель DD5 делит частоту задающего генератора, собранного на элементах DD1.3, DD1.4, на коэффициенты, необходимые для получения 12 нот октавы. Эти. коэффи-

циенты и соответствующие им двоичные коды на выходах -DO — D5 ПЗУ сведены в табл. Г.

Счетчик DD6 делит выходную частоту октавного делителя дополнительно на 10, что необходимо для выравнивания .скважности выходных импульсов. С выхода микросхемы DD6 импульсы поступают на вход счетчика DD7 и делятся на 4, 8 и 16 для получения сигналов трех октав. На выходе Q1 микросхемы DD7 формируются сигналы 3-й октавы, на выходе Q2 — 2-й октавы, на выходе Q3—1-й октавы. Коммутация октав осуществляется мультиплексором DD8, который адресуется -выходами D6 и D7 ПЗУ DD4 в соответствии с табл. 2.

Пользуясь табл. 1 и 2, можно составить шестнадцатиричные коды нот трех октав для программирования ПЗУ (табл. 3).

При составлении программ необходимо придерживаться следующих рекомендаций. Каждая мелодия должна занимать не более 256 байт. Длительность ноты определяется числом ячеек памяти, заполненных кодом этой ноты. Одна ячейка соответствует ¹/₁₆ с. Если мелодия занимает меньше 256 байт, то до адреса FF программируемого блока все ячейки нужно заполнить кодом паузы 00.

Начальные и конечные адреса всех блоков памяти следующие:

1. 000 — OFF 5. 400 — 4FF

2. 100— IFF 6. 500 —5FF

200 — 2FF 7. 600 — 6FF

300 — 3FF 8. 700 — 7FF

По начальному адресу каждого блока также записывается код паузы 00.

Для примера в табл. 4 приведены программы двух мелодий: Полонез Огинского записан в 1-м блоке памяти (000 —OFF), Танец маленьких лебедей Чайковского — во 2-м (100—IFF).

Для возможно точного воспроизведения мелодии частота задающего генератора (DD1.3, DD1.4) должна быть 80,83 кГц, а частота тактового генератора (DD1.1, DD1.2) —16 Гц. Генераторы можно настроить и без частотомера.

Задающий генератор настраивают без ПЗУ, при этом на выходе микросхемы DD8 должен быть сигнал, соответствующий ноте Си 1-й октавы. Делают это подстроенным резистором R3, подгоняя частоту генератора в унисон с любым музыкальным инструментом. Тактовый генератор настраивают с ПЗУ, длительность мелодии должна быть 16 с, что достигается подстроенным резистором R1.

Печатная плата показана на рис. 2. Микросхему ПЗУ DD4 обязательно устанавливают на контактной панельке. Подстроечные резисторы типа СП5-2, оксидный конденсатор С1 типа К50-6. Остальные детали могут быть любого типа. Блок питания должен быть рассчитан на. ток нагрузки не менее 500 мА при напряжении 5 В.

Сигнал с выхода микросхемы DD8 подают на вход любого усилителя 3Ч. Для придания сигнализатору более естественного звучания между ним и усилителем 3Ч можно включить формирователь атаки и затухания сигнала [2]. В этом случае при составлении программы после каждой ноты записывают код паузы 00, как это сделано в табл. 4.