M208B1是一种专为中档电子琴设计的大规模集成电路,由于在一片电路中基本上完成了电子琴的多种功能,所以人们把它叫做单片电子琴集成电路。本文将详细介绍它的应用方法,并给出用这种集成电路组成的电子琴的原理图。
主要功能
1.供给61键电子琴的音源和键盘开关的时分割控制。
2.可以有两种基本工作状态:一是61键应用,即象一般61键风琴的方式进行弹奏。二是(17+44)键应用,即高音区44键按常规风琴方式演奏,而低音区17键可以实现大三、小三、七和弦和减七和弦等的自动和弦及自动贝司分解和弦伴奏。
M208B1采用标准大规模集成电路的40腿管壳封装,管腿排列见图1, 各腿的功能如下:

1 腿为电源输入端,接电源负。
2 腿为复位信号输入端,用与V\(_{DD}\)等电位的正脉冲作为复位信号。
3~7腿为低音区17个键按下时对应的三个呎律的音频信号和自动伴奏应用时的自动和弦音输出端。当61键应用时,第4腿输出4'音;第5腿输出8'音;第6腿输出16'音。当(17+44)键应用时,第3腿输出8度(或7度)音;第4腿输出5度音;第5腿输出3度音;第6腿输出根音;第7腿输出贝司分解音。每一个键按下时,三个呎律信号同时输出的波形见图4。

8~10腿为贝司分解和弦控制数据输入端。根据所选择的和弦模式和音乐进行的速度,把外部花样存储器中的数据按拍节送至这三腿,这样在第7腿就可得到所需要的贝司分解和弦伴奏音。
11~15腿为按键信号输出端。这些信号有的为直流电平,有的为触发脉冲(宽度约为9ms),用于包络调制器的触发或控制。
16~18腿为高音区44键按下时各键对应的16'、8'、4'三个呎律的音频信号的输出端。
19腿为检测端,应用中直接与V\(_{DD}\)接通。
20腿为电源输入端,接电源正。电压标准值为正12V,允许变化±0.6V。IDD的额定值为30mA,最大值为45mA。
21~32腿为F-\(_{12}\)、F-11等12个矩阵时分割脉冲信号输出端。典型的时分割信号波形见图3。

33~38腿为B\(_{6}\)5等6个时分割信号输入端。
39、40腿为时钟脉冲输入端,第39腿为音源发生器时钟脉冲输入端;第40腿为键盘开关矩阵时分割扫描时钟脉冲输入端。应用中这两腿并接,并送入1000.12kHz的方波信号。时钟脉冲波形应满足图2的条件。

应用的M208B1典型外部电路
为了使M208B1能启动工作,尚需要设计一些外部支援电路。
1、时钟脉冲发生器 为M208B1专门设计的时钟脉冲发生器电路见图5。图中j\(_{1}\)为石英晶体,用来产生1000.12kHz的标准频率。B1为晶体管收音机中波振荡线圈,作为主脉冲振荡器的线圈。由BG\(_{1}\)组成的振荡电路与收音机中的本振电路基本相同,只是取消了可变电容器,在振荡回路中接入变容二极管D。这样在6~9Hz的三角波电压控制下,可以实现对BG1输出频率的颤音调制,从而给出可产生颤音效果的主脉冲频率。IC\(_{1}\)1\(_{1}\)、C1三个反向器把BG\(_{1}\)集电极输出的信号进行放大和整形,以得到图2所要求的波形。IC1的D\(_{1}\)、E1、F\(_{1}\)三个反向器产生6~9Hz的方波振荡输出。W1可以对其频率进行微调。从IC\(_{1}\)的F1反向器输出的方波,经过R\(_{11}\)和D1在C\(_{7}\)两端形成近似的三角波。这个三角波再经过R12、R\(_{13}\)衰减后加至变容管D的负极。IC2的C\(_{2}\)和D2两个与非门组成标准音的振荡器,A\(_{2}\)2两个与非门用作输出控制。当K\(_{1}\)扳向“1”点时,输出颤音调制的时钟脉冲;当K1扳向“2”点时,输出标准音时钟脉冲。IC\(_{2}\)2门输出的1000.12kHz信号送到M208B1的第39脚。

2.自复位电路 M208B1内部有很多计数逻辑电路,当开机供电时,电源从零加至12伏之前,过渡过程有可能使其为任意状态。这样开机后工作就会造成逻辑混乱和时分割控制失灵。自复位电路就是为此而设计的。图6为自复位电路图。图7为电源开关接通后复位电路各点电压的变化波形。在图6中K\(_{2}\)代表电源开关,接通前电容器C的端电压为零,刚接通瞬间,充电电流很大,在R上产生正脉冲,把它送至M208B1的2脚,使整个电路复位;当电容器C充完电后,R的端电压为零伏,整个电路转入正常演奏状态。

3.矩阵排列及时分割开关电路M208键盘电路采用时分割扫描方式,它仅用18条线就可以完成61个键演奏时的音源选通。这是它的一个主要特点。
键盘和功能控制的时分割扫描矩阵排列见表1。其中C\(_{1}\)代表键盘的最低音键,相当于大字组C音,C6代表键盘的最高音键,相当于小字组c\(^{4}\)音。B\(_{6}\)作为输入的F-2到F\(_{9}\),用于自动伴奏的各种功能控制,这部分用面板开关来控制。具体每个触点的控制功能,可从表1查得,在设计整机时,按照实际需要选用。F-9通过二极管直接与B6接通,其作用是为贝司音花样存储器ROM提供高电平。F-\(_{8}\)与B6之间不接通,此时M208内部消噪功能电路起作用,这样可以减小演奏时触键的“喀喀”声。F-\(_{6}\)与F-7通过一个双刀开关同时与B\(_{6}\)接通,选择为17+44键工作方式和自动和弦伴奏。其余F-2~F-\(_{5}\)分别用单刀开关与B6接通,控制“合弦”、“保持”、“锁存”。(未完待续)(刘彦茂)
