arduino
Comunicazione MIDI

introduzione

MIDI THRU Esempio

MIDI Thru è semplice e facile da testare. Quando si lavora correttamente, sarà possibile installare il progetto Arduino tra due dispositivi MIDI, MIDI IN su MIDI OUT e sarà possibile verificare che i due dispositivi funzionino insieme. Se hai la capacità di misurare la latenza, vedrai un aumento dovuto alla cattura del buffer seriale e alle istruzioni di ritrasmissione.

// This is a simple MIDI THRU.  Everything in, goes right out.
// This has been validate on an Arduino UNO and a Olimex MIDI Shield  

boolean byteReady; 
unsigned char midiByte;

void setup() {
    // put your setup code here, to run once:
    //  Set MIDI baud rate:
    Serial.begin(31250);
    byteReady = false;
    midiByte = 0;  
}

// The Loop that always gets called...
void loop() {
   if (byteReady) {
        byteReady = false;
        Serial.write(midiByte);
    }
}

// The little function that gets called each time loop is called.  
// This is automated somwhere in the Arduino code.
void serialEvent() {
  if (Serial.available()) {
    // get the new byte:
    midiByte = (unsigned char)Serial.read();
    byteReady = true;
  }
}

MIDI Thru con coda

// This is a more complex MIDI THRU.  This version uses a queue.  Queues are important because some
// MIDI messages can be interrupted for real time events.  If you are generating your own messages,
// you may need to stop your message to let a "real time" message through and then resume your message.


#define QUEUE_DEPTH 128

// Queue Logic for storing messages
int headQ = 0;
int tailQ = 0;
unsigned char tx_queue[QUEUE_DEPTH];

void setup() {
    // put your setup code here, to run once:
    //  Set MIDI baud rate:
    Serial.begin(31250);
}

// getQDepth checks for roll over.  Folks have told me this 
// is not required.  Feel free to experiment.
int getQDepth() {
int depth = 0;
    if (headQ < tailQ) {
        depth = QUEUE_DEPTH - (tailQ - headQ);
    } else {
        depth = headQ - tailQ;
    }
    return depth;
}

void addQueue (unsigned char myByte) {
    int depth = 0;
    depth = getQDepth();

    if (depth < (QUEUE_DEPTH-2)) {
        tx_queue[headQ] = myByte;
        headQ++;
        headQ = headQ % QUEUE_DEPTH; // Always keep the headQ limited between 0 and 127
    }
}

unsigned char deQueue() {
    unsigned char myByte;
    myByte = tx_queue[tailQ];
    tailQ++;
    tailQ = tailQ % QUEUE_DEPTH;  // Keep this tailQ contained within a limit
    // Now that we dequeed the byte, it must be sent. 
    return myByte;
}

void loop() {
   if (getQDepth>0) {
        Serial.write(deQueue());
    }
}

// The little function that gets called each time loop is called.  
// This is automated somwhere in the Arduino code.
void serialEvent() {
  if (Serial.available()) {
    // get the new byte:
    addQueue((unsigned char)Serial.read());;
  }
}

MIDI Clock Generation

// This is a MiDI clk generator.  This takes a #defined BPM and 
// makes the appropriate clk rate.  The queue is used to let other messages 
// through, but allows a clock to go immediately to reduce clock jitter

#define QUEUE_DEPTH 128
#define BPM 121
#define MIDI_SYSRT_CLK 0xF8

// clock tracking and calculation
unsigned long lastClock;
unsigned long captClock;
unsigned long clk_period_us;

// Queue Logic for storing messages
int headQ = 0;
int tailQ = 0;
unsigned char tx_queue[QUEUE_DEPTH];

void setup() {
    //  Set MIDI baud rate:
    Serial.begin(31250);
    clk_period_us = 60000000 / (24 * BPM);
    lastClock = micros();
}

// getQDepth checks for roll over.  Folks have told me this 
// is not required.  Feel free to experiment.
int getQDepth() {
int depth = 0;
    if (headQ < tailQ) {
        depth = QUEUE_DEPTH - (tailQ - headQ);
    } else {
        depth = headQ - tailQ;
    }
    return depth;
}

void addQueue (unsigned char myByte) {
    int depth = 0;
    depth = getQDepth();

    if (depth < (QUEUE_DEPTH-2)) {
        tx_queue[headQ] = myByte;
        headQ++;
        headQ = headQ % QUEUE_DEPTH; // Always keep the headQ limited between 0 and 127
    }
}

unsigned char deQueue() {
    unsigned char myByte;
    myByte = tx_queue[tailQ];
    tailQ++;
    tailQ = tailQ % QUEUE_DEPTH;  // Keep this tailQ contained within a limit
    // Now that we dequeed the byte, it must be sent. 
    return myByte;
}

void loop() {
    captClock = micros();
    
    if (lastClock > captClock) {
        // we have a roll over condition - Again, maybe we don't need to do this.
        if (clk_period_us <= (4294967295 - (lastClock - captClock))) {
            // Add a the ideal clock period for this BPM to the last measurement value
            lastClock = lastClock + clk_period_us;
            // Send a clock, bypasing the transmit queue
            Serial.write(MIDI_SYSRT_CLK);
        }
    } else if (clk_period_us <= captClock-lastClock) {
        // Basically the same two commands above, but not within a roll over check
        lastClock = lastClock + clk_period_us;
        // Send a clock, bypasing the transmit queue
        Serial.write(MIDI_SYSRT_CLK);
    }

    if (getQDepth>0) {
        Serial.write(deQueue());
    }
}

// The little function that gets called each time loop is called.  
// This is automated somwhere in the Arduino code.
void serialEvent() {
  if (Serial.available()) {
    // get the new byte:
    addQueue((unsigned char)Serial.read());;
  }
}

Messaggi MIDI definiti

In generale, il protocollo MIDI è suddiviso in "messaggi". Esistono 4 classi generali di messaggi:

• Channel Voice
• Modalità Canale
• Sistema comune
• Messaggi in tempo reale del sistema

I messaggi iniziano con un valore di byte sopra 0x80. Qualsiasi valore inferiore a 0x7F è considerato dati. Significato efficace del fatto che 127 è il valore massimo che può essere codificato in un singolo byte di dati MIDI. Per codificare valori più grandi, sono necessari due o più byte di dati MIDI.

Va sottolineato che i messaggi devono essere inviati dall'inizio alla fine senza interruzioni ... TRANNE ... messaggi in tempo reale del sistema, che sono un singolo byte, che può essere iniettato nel mezzo di qualsiasi messaggio.

Messaggi vocali del canale

Messaggi in modalità canale

Messaggi comuni di sistema

Messaggi in tempo reale del sistema