2.4. Интерфейс midi

Цифровой интерфейс музыкальных инструментов MIDI (Musical Instrument Digital Interface)является двунаправ­ленным последовательным асинхронным интерфейсом с ча­стотой передачи 31,25 Кбит/с. Этот интерфейс, разработан­ный в 1983 году, стал фактическим стандартом для сопряжения компьютеров, синтезаторов, записывающих и воспроизводящих устройств, микшеров, устройств специаль­ных эффектов и другой электромузыкальной техники.

В интерфейсе применяется таковая петля 10 мА(возможно 5 мА) с гальванической развязкой входной цепи. Это исклю­чает связь «схемных земель» соединяемых устройств через интерфейсный кабель, устраняя помехи, крайне нежелатель­ные для звуковой техники. Снижению интерференционных помех служит и выбор частоты передачи, которая совпадает с одним из значений частот квантования, принятых в циф­ровой звукозаписи.

Асинхронная посылкасодержит старт-бит, 8 бит информации и 1 стоп-бит, контроль четности отсутствует. Старший бит посылки является признаком «команда/данные». Его нуле­вое значение указывает на наличие семи бит данных в млад­ших разрядах. При единичном значении биты [6:4] содер­жаткод команды,а биты [3:0] —номер канала.Команды могут быть как адресованными конкретному каналу, так и широ­ковещательными безадресными. К последней группе отно­сятся команды старта, стопа и отметки времени, обеспечи­вающие синхронизацию устройств (система синхронизацииMIDI SyncиМТС - MIDI Time Code).

Интерфейс определяет три типа портов: MIDI-In, MIDI-Out nMIDI-Thru.

Входной порт MIDI-Inпредставляет собой вход интерфейса «токовая петля 10 мА», гальванически развязанного от при­емника оптроном с быстродействием не хуже 2 мкс. Устрой­ство отслеживает информационный поток на этом входе и реагирует на адресованные ему команды и данные.

Выходной порт MIDI-Outпредставляет собой выход источ­ника тока 10 мА, гальванически связанного со схемой уст-

ройства. Ограничительные резисторы предохраняют выход­ные цепи от повреждения при замыкании на землю или ис­точник 5 В. На выход подается информационный поток от данного устройства. В потоке может содержаться и транс­лированный входной поток.

Транзитный порт MIDI-Thru(не обязателен) служит для ре­трансляции входного сигнала.

В качестве разъемов применяются 5-контактные разъемы DIN, распространенные в бытовой звуковой аппаратуре. На всех устройствах устанавливаются розетки, на кабелях — вилки. Все соединительные кабели MIDIунифицированы (рис. 2.14). Контакт 2 — экран кабеля — соединяется с общим проводом только на стороне передатчика (на разъемах MIDI-OutиMIDI-Thru).

В маркировке входов и выходов, указанной около разъемов, бывают разночтения. Одни производители пишут «In»или«Out»в соответствии с функцией разъема данного устрой­ства (и это) правильно), тогда любой кабель соединяет «In»и«Out».Другие считают, что подпись должна обозначать функ­цию подключаемого устройства. Тогда кабель будет соединять разъемы с обозначениями «In»— «In»и «Out» — «Out».

Интерфейс позволяет объединить группу до 16 устройств в локальную сеть. Топология должна подчиняться правилу:

вход MIDI-Inодного устройства должен подключаться к выходуMIDI-OutилиMIDI-Thruдругого. При планирова­нии MIDI-сети необходимо руководствоваться информа­ционными потоками и связью устройств. Управляющие устройства — клавиатуры, секвенсоры (в режиме воспроиз-

ведения), источники синхронизации — должны находиться перед управляемыми. Если устройства нуждаются в двуна­правленном обмене, они соединяются в кольцо. Возможно применение специальных мультиплексоров, позволяющих логически коммутировать несколько входных потоков в один выходной. Вырожденным случаем кольца является двуна­правленное соединение двух устройств. Несколько вариан­тов соединения приведено на рис. 2.15.

В PCMIDI-порт имеется на большинстве звуковых адапте­ров, его сигналы выведены на неиспользуемые контакты (12 и 15) разъема игрового адаптера. Для подключения устройствMIDIтребуетсяпереходной адаптер,реализующий интер­фейс «токовая петля». Переходной адаптер обычно встраи­вается в специальный кабель, схема которого приведена на рис. 2.16. Некоторые модели PCимеют встроенные адапте­ры и стандартные 5-штырьковые разъемы MIDI.

В PCдля интерфейса MIDIприменяются порты, совмести­мые с контроллером MPU-401 (Roland)в режиме UART. В пространстве ввода/выводаMPU-401занимает два смеж­ных адреса MPU(обычно 330h)и MPU+1:

'»Порт DATA(адрес MPU+0) —запись и считывание байт, передаваемых и принимаемых по интерфейсу MIDI.

Порт STATUS/COMMAND(адрес MPU+1) -чтение со­стояния / запись команд (запись — только для интеллек­туального режима). В байте состояния определены сле­дующие биты:

Бит 7 - DSR (Data Set Ready)- готовность (DSR-0)при­нятых данных для чтения. Бит устанавливается в «I», когда все принятые байты считаны из регистра данных.

Бит 6 - DRR (Data Read Ready)- готовность (DRR=0) UARTк записи в регистр данных или команд. Условие готовности к записи не возникнет, если приемник имеет непрочитанный байт данных.

На некоторых системных платах применяются БИС контрол­леров интерфейсов, в которых UART, используемая для СОМ-порта, конфигурированием через BIOS SETUP может быть переведена в режим MIDI-порта.