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使用ArduinoMicro控制MIDI设备
1.MIDI协议简介
MIDI（MusicalInstrumentDigitalInterface）是一种用于电子音乐设备之间通信的标准协议。它允许乐器、计算机、音频设备等通过发送和接收MIDI消息来控制音符、控制变化、系统消息等。MIDI消息包括许多不同类型的数据，如音符开/关、控制变化、程序变化、通道压力、音轮等。
MIDI协议使用串行通信，通常通过MIDI接口（5针DIN连接器）进行传输。MIDI消息以字节的形式发送，每个字节包含8位数据。MIDI消息分为三类：
状态消息：指示消息的类型和MIDI通道。状态消息的第一个字节的最高位为1。
数据消息：跟随状态消息，提供具体的参数信息。数据消息的第一个字节的最高位为0。
系统消息：用于传输系统级信息，如时钟同步、歌曲选择等。
常见的MIDI消息类型包括：
NoteOn：音符开启。
NoteOff：音符关闭。
ControlChange：控制变化，如音量、弯音等。
ProgramChange：程序变化，用于选择不同的音色。
PitchBend：弯音变化，用于细微调整音高。
2.ArduinoMicro的MIDI接口
ArduinoMicro是一种基于ATmega32U4微控制器的开发板，具有内置的USB接口，可以直接通过USB与计算机通信。这使得ArduinoMicro非常适合用于MIDI设备的开发，因为它可以模拟MIDI设备并通过USB发送和接收MIDI消息。
2.1硬件连接
要使用ArduinoMicro控制MIDI设备，您需要以下硬件：
ArduinoMicro开发板
MIDI接口（5针DIN连接器）
6N138光耦合器用于隔离MIDI输入信号
220Ω电阻用于限流
10kΩ电阻用于上拉
二极管用于保护
MIDI电缆
2.2电路图
以下是将ArduinoMicro连接到MIDI接口的电路图：
MIDIInput(5-pinDIN):
1.Pin4(MIDIIn)-6N138Anode
2.Pin5(Ground)-6N138Cathode
3.6N138Output-10kΩResistor-ArduinoMicroD1(RX1)
4.6N138Output-ArduinoMicroD2(RX2)
5.220ΩResistor-ArduinoMicroD1(RX1)
6.10kΩResistor-ArduinoMicroD2(RX2)
7.Pin2(MIDIOut)-220ΩResistor-ArduinoMicroD1(TX1)
8.Pin2(MIDIOut)-10kΩResistor-ArduinoMicroD2(TX2)
9.Pin5(Ground)-ArduinoMicroGND
2.3代码示例
以下是一个简单的代码示例，演示如何使用ArduinoMicro发送MIDINoteOn和NoteOff消息。
//定义MIDI输出引脚
constintmidiTxPin=1;//使用D1引脚作为MIDI输出
voidsetup(){
//初始化MIDI输出
Serial.begin(31250);//MIDI通信波特率为31250
pinMode(midiTxPin,OUTPUT);
}
voidloop(){
//发送MIDINoteOn消息
sendNoteOn(0x90,60,127);//通道1，音符60（C4），最大音量127
delay(1000);//持续1秒
//发送MIDINoteOff消息
sendNoteOff(0x90,60,0);//通道1，音符60（C4），音量0
delay(1000);//持续1秒
}
//发送MIDINoteOn消息
voidsendNoteOn(bytestatus,bytenote,bytevelocity){
Serial.write(status);//状态字节，最高位为1，表示NoteOn
Serial.write(note);//音符号
Serial.write(velocity);//音量
}
//发送MIDINoteOff消息
voidsendNoteOff(byte