arduino
MIDI-коммуникация

Вступление

Пример MIDI THRU

MIDI Thru прост и удобен в тестировании. При правильной работе вы сможете установить проект Arduino между двумя MIDI-устройствами, MIDI IN и MIDI OUT, и вы сможете убедиться, что оба устройства работают вместе. Если у вас есть возможность измерять задержку, вы увидите увеличение из-за команд последовательного буфера и повторной передачи.

// 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 with Queue

// 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());;
  }
}

Генерация MIDI-часов

// 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());;
  }
}

Определенные MIDI-сообщения

В общем, протокол MIDI разбит на «сообщения». Существует 4 общих класса сообщений:

• Голос канала
• Режим канала
• Общая система
• Системные сообщения в реальном времени

Сообщения начинаются с байтового значения выше 0x80. Любое значение ниже 0x7F считается данным. Фактически это означает, что 127 - это максимальное значение, которое может быть закодировано в один байт данных MIDI. Для кодирования больших значений требуется два или более байта данных MIDI.

Следует отметить, что сообщения должны быть отправлены, чтобы начать завершение без перерыва ... ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ ... Системные сообщения в режиме реального времени, которые представляют собой один байт, который может быть введен в середине любого сообщения.

Канальные голосовые сообщения

Сообщения режима канала

Общие сообщения системы

Системные сообщения в реальном времени