arduino与MIDI控制器

前言：作为一个吉他手和伪电工以及穷苦人民，一直喜欢使用吉他软件效果器（如amplitube3),以及其他的DAW(数字音频工作站）软件 ，这些音乐软件都有一个十分普及的通讯协议--MIDI通讯协议，各种midi键盘、midi控制发出的midi信号可以对软件进行全方位的控制，midi外设在演出中特别重要

电吉他演奏中，常常需要对于效果器的参数进行控制，例如最常用的哇音踏板，就是通过脚踩踏板输出不同的音色效果。手头正好有一个超声波测距模块，再看了叉叉同志的超声波测距贴，就打算用超声波测量手的运动之后输出midi信号去控制效果器软件。
首先去研究了midi协议

MIDI(Musical Instrument Digital Interface)乐器数字接口 ，是20 世纪80 年代初为解决电声乐器之间的通信问题而提出的。MIDI 传输的不是声音信号， 而是音符、控制参数等指令, 它指示MIDI 设备要做什么，怎么做， 如演奏哪个音符、多大音量等。它们被统一表示成MIDI 消息(MIDI Message) 。传输时采用异步串行通信, 标准通信波特率为31.25×( 1±0.01) KBaud。

MIDI文件有很多信息构成的指令。一些信息，只由1字节构成，有些有2个字节，还有一些有3个字节。有一类的MIDI信息，甚至可以包含无限的字节数。所有的信息有一点是共同的，那就是第一个字节的信息是状态。
状态字节的0x80到0xef是可以在16个MIDI通道的任何一个出现的信息。正因为如此，这些是所谓的声音信息。这些状态字节有8位二进制数，可以把8个二进制位分成两个 4位，即一个高位和一个低位 。例如，一个状态字节的0x92可细分成9 （高位 ）和2 （低位 ） 。高位告诉你是什么类型的MIDI信息，低位说明信息操作的MIDI通道序号。以下是所有可能的高位值，每个代表的声音信息类型：
8 =停止发声
9 =开始发声
a =轮指
b =改变控制器
c =改变音色
d =通道演奏压力（可近似认为是音量）
e =音高


看得出，midi只是一个简单的串行通讯而已，主要问题就是要解决传输数据是什么，在网上没有太多的信息，就直接使用了一个midi监视器，研究了一下我原来的一个midi控制器的midi数据


第一个数据 B0   B是控制器，0代表通道，后一位数据 07 还是通道 最后data2 是控制器的值，在0到127之间，这里就打算使用超声波测距的数据送到data2的midi信号。

然后开始搞程序....

#define LED 13    // LED pin on Arduino board
#define switch1 10              // 1st Switch
#define switch2 6               // 2nd Switch
#define MIDI_COMMAND_CONTROL_CHANGE 0xB0
#define MIDI_COMMAND_NOTE_ON 0x90
#define MIDI_COMMAND_NOTE_OF 0x80

//Variables
int switch1LastState = 0;
int switch1CurrentState = 0;
int switch2LastState = 0;
int switch2CurrentState = 0;
                                                                     //照抄了叉叉同学的帖子

int ssgnd = 5; //首先为了程序看着方便，定义若干针脚。gnd是5, echo是4, trig 是3, vcc是2.
int ssecho = 4;
int sstrig = 3;
int ssvcc = 2;
//前缀ss是supersonic的意思，不加也可以。

void setup() {                
  pinMode(ssgnd,OUTPUT); 
  pinMode(sstrig,OUTPUT);
  pinMode(ssecho,INPUT); //除了echo脚设成输入模式(INPUT)，其他都设为输出模式。因为我们要检测echo脚的电平变化，所以设成输入模式。
  pinMode(ssvcc,OUTPUT);

  pinMode(LED, OUTPUT);
  pinMode(switch1,INPUT);
  pinMode(switch2, INPUT);
  Serial.begin(31250);
  
  blinkLed(3);


  digitalWrite(ssvcc,HIGH);
  }
  
int supersonicread() 
//这里我定义了一个函数，叫做supersonicread，顾名思义就是读取超声波传感器数值。
//函数前面的int表示这个函数返回一个整数。
{
   digitalWrite(sstrig,HIGH); // 将trig脚电压设为高
  digitalWrite(sstrig,LOW); //将trig脚电压设为低，这样就向模块发送了一个信号，让模块发射超声波。
  int echotime=pulseIn(ssecho,HIGH);
   return echotime; //return 命令 表示把一个数作为这个函数的返回值。我们把echotime，也就是回声时间，作为这个函数返回的数值。
}


// the format of the message to send Via serial 
typedef union {
    struct {
uint8_t command;
uint8_t channel;
uint8_t data2;
uint8_t data3;
    } msg;
    uint8_t raw[4];
} t_midiMsg;


void blinkLed(byte num) {  // 当有midi数据发送的时候led闪烁
  for (byte i=0;i<num;i++) {
    digitalWrite(LED,HIGH);
    delay(50);
    digitalWrite(LED,LOW);
    delay(50);
  }
}


void loop() {
  int microseconds=supersonicread(); //定义一个叫microseconds变量，令它的值等于supersonicread函数的返回值。我们知道supersonicread的返回值，是超声波从发射到回声所经过的时间，单位是微秒。所以现在microseconds变量里面就保存了这个时间。
  
int value=microseconds*0.084;//定义了value变量，value在0-127之间，而超声波控制的距离打算在20cm左右，即1500毫秒，1500除以127既得0.084
  delay(100); //延迟100毫秒，然后循环。
t_midiMsg midiMsg1;  // MIDI message for Switch 1
t_midiMsg midiMsg2;  //MIDI message for Swtich 2
switch1CurrentState = digitalRead(switch1);
switch2CurrentState = digitalRead(switch2);

if (switch1CurrentState == 1){
    
                  midiMsg1.msg.command = MIDI_COMMAND_CONTROL_CHANGE;
           midiMsg1.msg.channel = 1;
           midiMsg1.msg.data2   = value;
           midiMsg1.msg.data3   = 0; /* Velocity */

           /* Send note on */
           Serial.write(midiMsg1.raw, sizeof(midiMsg1));                           
         blinkLed(2);           
                                 }
switch1LastState = switch1CurrentState;

if (switch2CurrentState == 1){
   
                  midiMsg2.msg.command = MIDI_COMMAND_CONTROL_CHANGE;  //这里是打算做第二个脚踏
           midiMsg2.msg.channel = 2;
           midiMsg2.msg.data2   = 127;
           midiMsg2.msg.data3   = 0; /* Velocity */

           /* Send note on */
           Serial.write(midiMsg2.raw, sizeof(midiMsg2)); //发送数据                           
         blinkLed(2);           
                                 } 
    switch2LastState = switch2CurrentState;
}
复制代码

使用视频



下一步？
下一步主要会提高整体的稳定性（舞台上对于稳定性的要求是很高的），制作一个符合人机工学的外壳（实用才是正道），以及制作无线midi接口等~~~
欢迎讨论~~

(不想当吉他手的贝司手不是好程序员）