midi连接线的焊接方法与原理

本文详细介绍了MIDI公母头定义、MIDI公对公线的引脚功能,强调最大传输距离为15米。内容涵盖MIDI电路中光电耦合器的应用,如6N137等型号,以及信号逻辑,包括UART的起始位、数据位和停止位。文中还解释了从输出到输入的信号传输过程,通过光电隔离器实现电位隔离,防止地环路。最后讨论了MIDI接口的发展,提出3.5mm耳机接口可能成为新的标准。

1、MIDI公母头定义

 

2、MIDI公对公线的引脚定义

 

MIDI Cable Wiring
First ConnectorCableSecond Connector
Pin 1No Connection (不连接)Pin 1
Pin 2Shield (接地)Pin 2
Pin 3No Connection (不连接)Pin 3
Pin 4Voltage Reference Line (参考电压)Pin 4
Pin 5Data Line (数据,低电平有效)Pin 5

The spec defines a maximum cable length of 50 feet (15 meters).

最大传输距离为15米。

3、MIDI电路

光电耦合器可以用典型的6N137、6N138、6N139。

4、信号逻辑

上述原理图中的UART信号位于逻辑层。当它处于空闲状态时,它处于一个逻辑高的状态。每个字节都有一个起始位(总是0),然后是8个数据位,然后是一个停止位(总是高)。MIDI不使用奇偶校验位。

 

5、从输出到输入

发送逻辑高电平,在输出端,pin 4通过一个小电阻被拉高,而pin 5是缓冲的UART传输线路。在输入端,这些线与光电隔离器中LED的阳极和阴极相连。由于UART的输出在不传输时是高的,所以4和5都处于相同的电压,没有电流流过LED,因此没有被照亮。当LED暗时,光电晶体管关闭,而UART则通过拉升接收电压,从而产生一个逻辑电路。

 

当UART开始传输一个字节时,起始位将拉引脚5拉低,电流通过LED,照亮它。当LED灯打开时,光电晶体管打开,将其拉起,将UART的输入拉到地面,并发出一个零信号。

我们应该注意到LED是发射电路的一部分。电流从发射机流出,穿过LED,再回到发射机,形成电流回路(如图蓝色所示)。发射机与接收机之间没有实际的电气连接,只有光隔离器内的光路。这有助于避免地环路。

总结上文,我们可以搜索到很多MIDI相关的电路图,但是他们都没有说明究竟是公头还是母座,无论接公头还是母头,针脚标号都是一样的,4脚都是作为参考电压,5脚用于数据,有数据时电位下拉形成回路。

 

6、MIDI大5芯已经不能适应当下越做越小的电子设备,新的MIDI接口将由3.5mm耳机接口取代,最新公布的规范定义了3.5mm母座转MIDI大5芯母座的接法

 

 

无论如何请遵循文章第一点公母头的定义,任何没有标注公母头或者没有标注该接口从哪个方向看进去的电路图,按照第一点去做肯定是正确的。

基于Arduino Micro或Leonardo的简单USB转MIDI适配器,可以过滤MIDI数据(可选)。 硬件部件: Arduino Micro × 1个 6n137光耦合器× 1个 1N4148 –通用快速开关 × 1个 电容100 nF × 1个 电阻220欧姆 × 3 电阻10k欧姆 × 1个 通孔电阻,470欧姆 × 1个 LED(通用) × 1个 LED支架× 1个 DIN音频/视频连接器,5触点 × 2个 一块通用PCB× 1个 PCB安装座× 1个 软件应用程序和在线服务: Arduino IDE 我在网上搜索了如何使用Arduino构建USB转MIDI适配器的方法,但不幸的是,我只找到了效果不佳的解决方案(不良的MIDI软件或硬件实现)。因此,我决定自己构建一个并将结果放在hackster.io上。 我使用带有面包板的Arduino Leonardo构建了第一个原型。一切正常后,我改用Arduino Micro构建了焊接版本。两者均基于ATmega32u4,后者具有本地USB,可将其作为USB MIDI接口呈现给您所连接的PC。 MIDI使用光耦合器和一些电阻器来创建完全隔离的电流环路。该电路是非常标准的电路,我使用了6n137,因为它的速度很快且广泛可用。如电路所示,只有MIDI OUT连接器的引脚2接地,这是MIDI的标准配置。 最终结果的一些照片: 在软件方面,我决定使用出色的Control Surface库。某些其他库或手动编码的实现不同,Control Surface可以正确处理稍微复杂的MIDI协议的所有不同方面。 Control Surface还允许您添加各种附加功能。例如,您可以添加一些电位计,踏板或连接到模拟/数字输入的按钮,以添加额外的MIDI控件。只需在Control Surface网站上查看更多信息,它就很容易做到! 您还可以注册回调,以便可以在从MIDI传递到USB或其他方向之前处理数据。就我而言,我使用它来修复Roland D50合成器的MIDI实施损坏。每次按下最后一个键时,D50都会发送“关闭所有音符”命令。现代实现(例如我使用的大多数VST乐器)都将其解释为所有运行中音符延音的立即硬性中断。通过过滤掉“所有音符”,D50可以再次用作主键盘。 我在Control Surface库中遇到的一个问题是,它不能很好地处理大型SysEx软件包。尝试使用D50编辑器/书管理员时,这会导致错误,因为它发送了相当大的SysEx软件包。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。编写该库的人表示,一旦2.x版本问世,此问题将得到解决。 我提供了基本的USB到MIDI接口的源代码,以及带有“所有音符已关闭”过滤功能的版本。 当然,您也可以使用其他库或编写自己的MIDI实现,该硬件应任何具有USB MIDI和串行MIDI支持的MIDI库一起使用。
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