こんばんは、デジタルとしえです。

あるものを作りたいなーーーーという構想がありまして、そのためには音源が必要なのです。PSG音源のICなんかも買ってはみたのですが、音を出すためにはコマンドを送らないとダメで、めんどくさいわけです。

わたしとしては、ドとミとソのスイッチをONにしたら、ドとミとソがすぐに鳴って欲しいわけです。いちいち、分周率をチャンネルごとにセットしてからドン☆とトリガして音を出すみたいなのはやってらんないのです。

ないものは仕方がないので、自分で作ります。今回は久々にマイコンを使います。

【仕様】
・6チャンネル用意する
・各チャンネルには固定した音程を割り振る
・6チャンネルに対応したピンをLレベルにするとその音が鳴る（負論理）
・複数のピンをLレベルにすると和音になる
・波形はデューティー比50%の矩形波
・エンベロープはかけない
・ビブラートもかけない
・ノイズも付加しない

これを2個作って12チャンネルにすれば、1オクターブの12セミトーンがカバーできます。（15個作れば理論上は90音出せるので、88鍵盤をカバーできます。しかし、クロックの都合で高い音の精度が出ないので実際にはムリです。）

というわけで、回路図ドン☆


真ん中のPIC16F84A（U2）が今回の要となるマイコンです。上の抵抗たち（R9～R16）はラダー型の4ビットD/Aコンバータになっています。とりあえず今回は、鍵盤代わりにDIPスイッチ（SW1）を繋いでいます。クロック周波数は手持ちの水晶（X1）の都合で12MHzにしました。C3とC4の容量はイイカゲンです。


これマイコンですから、これだけじゃ動きません。ファームウェアが必要です。今回の開発環境はMPLABを使い、アセンブリ言語でコーディングしました。

【アルゴリズム】
(1) 6チャンネル分のカウンタ（CNT0～CNT6）、カウンタ（OCT0～OCT6）を用意する
(2) 出力信号レベルを計算するためのカウンタ（OUT）を用意する
(3) 各カウンタCNTxに（とりあえず）値1をセット、OUTはクリア
(4) 各カウンタCNTxをデクリメント
(5) CNTxが0になったら、CNTxに分周率をセットし、OCTxをインクリメント
(6) PORTBをスキャンし、Lレベルのピンを探す
(7) Lレベルのピンnを発見したら、OCTnのLSBをチェック
(8) LSBがHレベルならOUTをインクリメント
(9) PORTBの第0～5ビットをチェックし終えるまで(6)～(8)を繰り返し
(10) OUTの値（値域0～6）をPORTAの第0～3ビットに出力（←実は3ビットで足りるが）
(11) (4)へ戻る

PIC16F84Aはクロック周波数（今回は12MHz）の1/4の周波数が1サイクルになります。よって、1サイクルあたり1/3000000秒です。上のアルゴリズムの(4)～(11)のループ1周で84サイクルあります。また、波形のデューティー比を50%にするため、波形を2分周しています。

よって、周波数fの音を出すためには、分周率Nを


とすればよいことがわかります。


んで、土曜日に秋葉原の秋月電子通商さんで買った下の機械でPICにファームを書き込みます。そして、基板にPICを挿してテスト。


実測値は設計値にほぼ一致しました。すばらしい！ ただし、比較的低い周波数を分周していますので、どうしても（設計値自体が）誤差を含んでしまいます。Dの音が約+8.8セント、Ais (B)の音が約-8.7セントずれています。音痴のわたしにはまったく無縁の話ですが♪

ほんとは、1個めのチップに {C, C#, D, D#, E, F} の6音を、2個めのチップに {F#, G, G#, A, A#, H} の6音を割り当てるつもりなのですが、とりあえずデモ用に {C, D, E, F, G, A} （ドレミファソラ）の6音が出るようにしてチップを焼きました。

音を出してみた♪

単音でも、和音でも、全部同時に鳴らしても、一応大丈夫そうです♪

ファームウェアのソースコード

じゃ、寝るわ☆

（ソースコードの説明は追記にございます。）

というわけで、大きな画像ですみません。


以上で～す♪

「電気・電子」の前後記事

• 食塩水レイディオ / Low-Power AM (MW) Radio
• 寿司冷マシーン計画…失敗
• 6和音出るワンチップ音源作った （この記事）
• バ回路（ばかいろ）そのII
• バ回路（ばかいろ）そのI

テーマ:オーディオ | ジャンル:趣味・実用

何だか　〇×△×＃・・・・
じぇんじぇん分かんないでしゅが・・・・？？？？(・・
スゴイ！！(@^^)v

チビとこさん、おはようございます♪
すみません、またデムパヲタク記事を書いてしまいました。

ここのところのモノづくりは、ヒカリものと鳴りものばかりでマンネリなので、なんか別の系統のモノも作ってみたいのですが…。
イケメン執事ロボットとか♪ ^^;

最近の休日は、インドア or アキバ往復になってます。文字どおりのヲタ生活ですね…。
ああ、デートに誘われて外を歩いてみたいものです…。

ちゃーんと鳴ってますね。すんばらしいっ！
でも・・・何に使う音源？？
「あるもの」が気になります。

そして、、、分周率ってなんだろう？？？
まぁ、いいや、わかんないけど、デジタルとしえさんはやっぱりすごいや！

nekomocaさん、こんにちは♪

「あるもの」とは、いよいよ来週の月曜日に活躍するアレですよぉ♪
憧れの 分 周率さま に贈るの♪ (*^_^*)
　　　（↑どこの国の男やねん！）
このように病みすぎですので、きょうは病院に行ってきました。

分周（ぶんしゅう）は、繰り返しの頻度を2回に1回とか、3回に1回に間引くことです♪
「ペットボトルの回収は隔週です。」と言う代わりに、「毎週の頻度を2分周した頻度でペットボトルは回収される。」と言います。

分周とは逆に、頻度を何倍かにすることは、「逓倍（ていばい）」と言います♪
「お茶を飲みすぎちゃって、お手洗いの頻度が3逓倍よ♪」のように使います。

だいじょうぶです！(^_-)-☆
・・・・また　ナンパ！　されますよっ(^_^)v

チビとこさん、こんばんは☆

＞・・・・また　ナンパ！　されますよっ(^_^)v
ありがとうございます♪
ん…？？ 何げにすごいこと仰ってません？！ (*^_^*)

あまり受け身でもアレですので、こんどは逆ナ(ry

としえちゃん、すごい！！！！
文系の私には、さっぱりわからないけどすごい！！！
私、自分で何かを作ろうって思うことが無いからなぁ。。。

みくりやせりこちゃん、おはよー！！
もっとちゃんとしたものを作りたんだけどね…。「お嬢様お帰りなさいませ」みたいな執事ロボットとか。あぁ、ダメだ、発想がアキハバラだ…。

今週末はキッチンに引きこもります♪
（また、風邪ひいちゃって…。）

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