USB MIDI 适配器

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Arduino IDE

关于这个项目

我在网上搜索了如何使用 Arduino 构建 USB 到 MIDI 适配器，但不幸的是，我只找到了不太好的解决方案（糟糕的 MIDI 软件或硬件实现）。所以我决定自己构建并将结果放在 hackster.io 上。

我使用带有面包板的 Arduino Leonardo 来构建第一个原型。一切正常后，我使用 Arduino Micro 构建了一个焊接版本。两者都基于 ATmega32u4，它具有原生 USB，允许它作为 USB MIDI 接口呈现给您连接到的 PC。

MIDI 使用光耦合器和一些电阻器来创建完全隔离的电流回路。该电路非常标准，我使用了 6n137，因为它速度快且应用广泛。如电路图所示，只有MIDI OUT接口的2脚接地，这是MIDI的标准配置。

一些最终结果的照片：

在软件方面，我决定使用出色的 Control Surface 库。与其他一些库或手动编码的实现不同，Control Surface 可以正确处理有点复杂的 MIDI 协议的所有不同方面。

Control Surface 还可以让您添加各种附加功能。例如，您可以添加一些连接到模拟/数字输入的电位器、踏板或按钮，以添加额外的 MIDI 控件。只需查看 Control Surface 网站了解更多信息，这真的很容易！

您还可以注册回调，以便您可以在从 MIDI 传递到 USB 或其他方向之前处理数据。就我而言，我用它来修复我的 Roland D50 合成器损坏的 MIDI 实现。每次按下最后一个键时，D50 都会发送“所有音符关闭”命令。现代实现，例如我使用的大多数 VST 乐器，将其解释为所有运行音符持续的立即硬截断。通过过滤“所有音符关闭”，D50 再次成为有用的主键盘。

我在使用 Control Surface 库时遇到的一个问题是它不能很好地处理大型 SysEx 包。这导致尝试使用 D50 编辑器/图书馆员时出错，因为它发送了相当大的 SysEx 包。我在源代码的注释标题中添加了有关如何解决此问题的说明。编写库的人表示，这个问题会在2.x版本出来后修复。

我包括了基本的 USB 到 MIDI 接口源代码和一个带有“所有音符关闭”过滤的版本。

当然，您也可以使用其他库或编写自己的 MIDI 实现，硬件应该可以与任何支持 USB MIDI 和串行 MIDI 的 MIDI 库一起使用。

故障排除提示：如果您似乎无法使用此接口与外部 MIDI 设备通信，那么您可能交换了引脚 4 和 5。有时连接器引脚图可能会令人困惑 因为它们并不总是清楚地表明您正在查看连接器的哪一侧。

我希望原理图和源代码对这里的任何人都有用。如果您喜欢这个项目，请给我一个赞，如果您有任何问题，请随时在下面发表评论。

代码

• 基本 MIDI 到 USB 接口的源代码
• 带有“所有音符关闭”过滤器的 MIDI 到 USB 适配器的源代码

基本MIDI到USB接口的源代码Arduino

/* * USB MIDI 适配器。 * * --- * * 要允许更大的 sysex 包，请按如下方式修改控制表面库： * * 在： * src\MIDI_Parsers\MIDI_MessageTypes.hpp * 更改： * uint8_t 长度； * to:* size_t 长度； * * 在：* src/Settings/Settings.hpp * 更改：* constexpr size_t SYSEX_BUFFER_SIZE =128; * to:* constexpr size_t SYSEX_BUFFER_SIZE =320; * * 这应该会在 Control Surface 2.x 发布时修复。 * * --- * * 要使用不同的 USB 设备名称，请使用管理员权限编辑 Arduino IDE 安装中的硬件/arduino/avr/boards.txt。 * 更改：* leonardo.build.usb_product="Arduino Leonardo" * 为： * leonardo.build.usb_product="..." * 在将项目上传到您的 Arduino 设备后将其更改回来。 */#include  // 包含控制表面库USBMIDI_Interface midiusb;// 使用这个来将所有MIDI 数据转储到串行监视器// USBDebugMIDI_Interface midiusb;HardwareSerialMIDI_Interface midiser ={Serial1, MIDI_BAUD};// 创建MIDI 管道工厂，用于将 MIDI 接口相互连接并连接到 Control SurfaceMIDI_PipeFactory<5> 管道；// 添加额外控制器的示例：// CCPotentiometer pot ={ A0, MIDI_CC::Expression_Controller };// 电源引脚LED 已连接const int ledPin =10;// setup codevoid setup() { Serial.begin(115200); // 打开电源 LED pinMode(ledPin, OUTPUT);数字写入（ledPin，高）； // 将 MIDI USB 转发到 MIDI 串行 midiusb>> 管道>> midiser; // 将 MIDI 串行转发到 MIDI USB midiser>> 管道>> midiusb; // 仅将控制表面消息发送到 MIDI USB Control_Surface>> 管道>> midiusb; // 将 MIDI USB 和串口连接到控制面 midiser>> 管道>> Control_Surface; midiusb>> 管道>> Control_Surface; // 初始化 Control Surface _after_ 连接接口 Control_Surface.begin();}// 主处理 loopvoid loop() { Control_Surface.loop();}

带有“所有音符关闭”过滤器的 MIDI 到 USB 适配器的源代码Arduino

/* * USB MIDI 适配器带有“所有音符关闭”过滤器。 * * --- * * 要允许更大的 sysex 包，请按如下方式修改控制表面库： * * 在： * src\MIDI_Parsers\MIDI_MessageTypes.hpp * 更改： * uint8_t 长度； * to:* size_t 长度； * * 在：* src/Settings/Settings.hpp * 更改：* constexpr size_t SYSEX_BUFFER_SIZE =128; * to:* constexpr size_t SYSEX_BUFFER_SIZE =320; * * 这应该会在 Control Surface 2.x 发布时修复。 * * --- * * 要使用不同的 USB 设备名称，请使用管理员权限编辑 Arduino IDE 安装中的硬件/arduino/avr/boards.txt。 * 更改：* leonardo.build.usb_product="Arduino Leonardo" * 为： * leonardo.build.usb_product="..." * 在将项目上传到您的 Arduino 设备后将其更改回来。 */#include  // 包含控制表面库USBMIDI_Interface midiusb;// 使用这个来将所有MIDI 数据转储到串行监视器// USBDebugMIDI_Interface midiusb;HardwareSerialMIDI_Interface midiser ={Serial1, MIDI_BAUD};// 创建MIDI 管道工厂，用于将 MIDI 接口相互连接并连接到 Control SurfaceMIDI_PipeFactory<4> 管道；// 添加额外控制器的示例：// CCPotentiometer pot ={ A0, MIDI_CC::Expression_Controller };// 电源引脚LED is connectedconst int ledPin =10;// 打印传入消息的自定义 MIDI 回调。struct MyMIDI_Callbacks :MIDI_Callbacks { // 通道消息（音符、控制变化、弯音等）的回调。 void onChannelMessage(Parsing_MIDI_Interface &midi) override { ChannelMessage cm =midi.getChannelMessage(); if (cm.header ==0xb0 &&cm.data1 ==0x7b) { // 忽略“所有音符关闭”消息返回； } else if (cm.header ==0x90 &&cm.data2 ==0x00) { // 将速度为 0 的“note on”消息转换为“note off”消息 cm.header =0x80; midiusb.send(cm); } // 系统独占消息的回调 void onSysExMessage(Parsing_MIDI_Interface &midi) override { SysExMessage se =midi.getSysExMessage(); // 转发系统独占消息而无需更改 midiusb.send(se); } // 实时消息回调 void onRealTimeMessage(Parsing_MIDI_Interface &midi) override { RealTimeMessage rt =midi.getRealTimeMessage(); // 转发实时消息而无需更改 midiusb.send(rt); } } callbacks;// setup codevoid setup() { Serial.begin(115200); // 打开电源 LED pinMode(ledPin, OUTPUT);数字写入（ledPin，高）； // 将 MIDI USB 转发到 MIDI 串行 midiusb>> 管道>> midiser; // 仅将控制表面消息发送到 MIDI USB Control_Surface>> 管道>> midiusb; // 将 MIDI USB 和串口连接到控制面 midiser>> 管道>> Control_Surface; midiusb>> 管道>> Control_Surface; // 初始化 Control Surface _after_ 连接接口 Control_Surface.begin(); // 设置回调方法 midiser.setCallbacks(callbacks);}// 主要处理 loopvoid loop() { Control_Surface.loop();}

示意图