arduino
MIDI通信

前書き

MIDI THRUの例

MIDI Thruはシンプルで簡単にテストできます。正しく動作すると、ArduinoプロジェクトをMIDI INからMIDI OUTの2つのMIDIデバイスの間にインストールすることができ、2つのデバイスが一緒に動作することを確認することができます。レイテンシを測定する機能を持っている場合は、シリアルバッファのキャプチャと再送信の指示が増えます。

// 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;
  }
}

キューを使用したMIDIスルー

// 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クロック生成

// 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());;
  }
}

定義されたMIDIメッセージ

一般に、MIDIプロトコルは「メッセージ」に分類されます。メッセージには4つの一般的なクラスがあります。

• チャンネル音声
• チャンネルモード
• システムコモン
• システムのリアルタイムメッセージ

メッセージは0x80より上のバイト値で始まります。 0x7F以下の値はデータと見なされます。 127が単一のMIDIデータバイトにエンコードできる最大値を意味することを効果的に意味します。大きな値をエンコードするには、2つ以上のMIDIデータバイトが必要です。

メッセージは、中断することなく開始から終了までに送信されなければならないことを指摘しておきましょう。EXCEPT ...システムのリアルタイムメッセージ。メッセージの真ん中に挿入できる1バイトです。

チャネル音声メッセージ

チャネルモードメッセージ

システム共通メッセージ

システムのリアルタイムメッセージ