自动节奏电路，亦称自动节拍产生器，是电子乐器所特有的功能电路之一，它能根据演奏者的要求自动地奏出各种乐曲的节奏。本人在实践中尝试了用单片EPROM和一些中小规模集成电路做成一种自动节奏电路，该电路由节奏脉冲产生、花样选择、音源三部分组成，其特点可概括为：①可随意编排节奏规律，硬件电路则不必做任何改动。②利用EPROM大容量的特点，在每个节奏循环期内最多可安排32组节奏脉冲的条件下，共可实现64种节奏花样。③节奏花样选择采用动态扫描电路，面板开关用简单的簧片或导电橡胶触点开关即可。并有相应的发光二极管指示，避免了用多级互锁琴键开关带来的麻烦。④共可驱动七种打击乐音源电路。此外，该电路具有较高的性能价格比，适合一般业余爱好者制作。
一、节奏脉冲产生电路
图1为节奏脉冲产生电路。图中IC\(_{3}\)是EPROM2716（可擦式只读存储器），采用24脚双列封装，容量为2K字节（2048×8位），现将IC3各引脚功能介绍如下：脚1～8、23、22、19为地址线A\(_{0}\)10；脚9～11、13～17为三态数据输出线；脚20为片选端CS-，当它为高电平时数据线呈高阻；脚18、21分别为编程脉冲输入端PG-和编程电源端V\(_{PP}\)，当芯片处于编程状态时，若在PG-端加一宽26ms的正脉冲并在VPP端加+25V电源，数据线上的内容就可以写入地址线所对应的存储单元中去。当芯片处于读状态时，PG-与CS-一起接低电平，V\(_{PP}\)与脚24电源端Vcc一起接+5V；脚12为接地端V\(_{ss}\)。IC2为一双四位二进制计数器，将第一个计数器高位输出端IQ\(_{3}\)和第二个计数器时钟输入端2CP级联后可组成一八位二进制计数器，这里仅用其低五位作为EPROM低位地址线A0\(_{4}\)的扫描信号。
电路的工作原理如下：首先将EPROM的存储区分为64个区域，每个区域都包含连续32个字节的存储单元。区域地址由高位地址线A\(_{5}\)0所加六位二进制码来决定，此码由节奏花样选择电路提供，区域内各个字节单元地址由双四位二进制计数器IC\(_{2}\)的1Q0～1Q\(_{3}\)和2Q0提供。对于每种节奏，如果事先将不同时刻触发各种打击乐音源电路（本例为七种）的触发规律分别用一组二进制码来代替，然后依触发时间的先后将这些二进制码存入EPROM某个区域内，每个区域所存内容代表一个或数个完整节奏循环期（小节）的触发规律。由于不同节奏其节拍长短不一，因此各个区域所占字节多少也不相同，为了使自动节奏能连续地演奏下去，可在下一字节单元中某一位填入一结束标志码，这样当地址线A\(_{0}\)4选中该单元并读出此码时，可以立刻识别出该小节已结束，并将此码做为计数器IC\(_{2}\)的清除信号，使计数器在此时刻从00000重新计数，开始下一小节的演奏。当电路开始工作时，若地址线A5\(_{1}\)0正好选中已存入所需节奏码的区域，并且此时IC2从00000开始计数，则在EPROM数据输出端（D\(_{1}\)～D7位）就可以得到所需的节奏码。若将这些节奏码分别去触发相应的音源电路，这样就可以模拟出实际自动节奏的效果了。
图1中，反相器1、2、3及阻容元件R\(_{1}\)、R2、W\(_{1}\)、C1组成节奏脉冲时钟振荡器，调节W\(_{1}\)可以产生零点几至十几赫兹的时钟信号，如果以四个时钟周期为一拍，可以满足每分钟40～240拍节奏速度的要求。一路时钟信号经计数器IC2 后产生五位二进制数供给EPROM地址线A\(_{0}\)4，并在A\(_{1}\)端接一由R4、R\(_{5}\)、Q1和LED\(_{1}\)组成的节奏速度显示器,1端高电平时LED\(_{1}\)点亮，可显示节奏速度（拍速）。另一路时钟信号经由反相器4、与非门15、7及电阻R3、电容C\(_{2}\)组成的上升沿鉴别电路，在每次时钟上升沿后产生约5ms宽正脉冲。该脉冲经启动开关K1后加至由门8～14组成的触发脉冲选通门电路，选通门上窄脉冲的通断由EPROM数据端D\(_{1}\)～D7来控制。EPROM的数据端D\(_{0}\)经反相器5、6提高驱动能力后加至IC2复位端2Cr和1Cr，电阻R\(_{6}\)为上拉电阻，使D0端平时处于高电位。该部分电路工作过程如下：启动开关K\(_{1}\)未按下时，IC3的CS-和PG-端均经电阻R\(_{8}\)接高电平，此时EPROM未选中，其数据端D0～D\(_{7}\)均呈高阻抗，并且计数器被复位到零状态，与非门8～14输入端经K1接地，其输出端均为高电平。当K\(_{1}\)按下后，IC3被选中，由于此时计数器输出为零状态，所以EPROM数据端D\(_{1}\)～D7按高位地址线A\(_{5}\)10所选区域先输出第一组节奏脉冲码，并且D\(_{0}\)端输出低电平允许IC2计数。随着计数器输出端状态的改变，EPROM数据端D\(_{1}\)～D7得到了预先编好的节奏脉冲码，同时在门8～14输出端得到了与之对应的负触发脉冲，然后将这些脉冲加至相应的音源电路，就可以模拟出实际的自动节奏效果。速度的快慢可通过LED\(_{1}\)来观察。一个或数个节奏周期结束后，IC3的D\(_{0}\)端按预先编码输出高电平，计数器立即复位并重新开始计数，重复上述过程。图2为主要点工作波形图。（待续）（李孝昌）
