MIDI 键盘。方案、说明

MIDI 键盘。无线电电子电气工程百科全书

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这里描述的键盘的一个特征是它的输出不是声音，如传统的 EMI，而是数字音乐接口 MIDI 的输出。当然，各种乐器都可以连接到这样的键盘，前提是它们具有该接口的输入。许多工业合成器，例如 Yamaha 的 PSS 系列，都具有较小的键盘，演奏起来并不总是舒适，而带有全尺寸按键的 MIDI 键盘可以让您显着扩展其演奏能力。当然，在这种情况下，不需要对乐器进行任何改动或设计改进 - 您只需使用 MIDI 电缆将键盘与合成器的 MIDI IN 输入连接起来，并对其进行编程以接收 MIDI 信号。

所提议的设备还可以成为您家庭 MIDI 工作室的一部分，或者与无键盘“机架”版本中的声音模块和采样器一起使用。

（点击放大）

1982 年出现的 MIDI 数字音乐接口使得分离乐器的演奏（主控）部分和发声（演奏）部分成为可能 [1-3]。它们之间传输的信息采用简单命令的形式，常见于键盘、指板、风和其他 EMP。命令反映了演奏者对乐器的影响，例如“打开音符”、“更改调节器的位置”。尽管演奏乐器的方法和技巧不同，但 MIDI 命令是通用的，这使您可以连接不同类型的 EMP 并获得前所未有的性能和声音可能性组合。

表演设备的任务是尽可能全面、正确地感知和传达音乐表演中最微妙的色调。现代 EMR 键盘被称为动态键盘，因为它们不仅记录按键的事实，还记录按键的力度或速度 [5]，这会影响声音的音量和音色，具体取决于 EMR 的编程方式。更重要的是，速度可以控制音效的激活，甚至切换音调。例如，在“软”演奏时，乐器会发出一种音色，而在演奏“硬”音色时，乐器会发出另一种音色。该技术经常用于采样器乐器。假设他们在采样器中记录钢琴上强敲击和弱敲击琴键的声音，然后根据按下的速度按比例混合声音。这使您可以模拟天然钢琴的动态和音色范围，并在演奏时灵活控制。

然而，许多原声乐器至少多了一层音色控制。指板、管乐器可以让您在记下音符后在很大程度上改变声音。演奏弓形乐器时，电吉他包含了整个音符声音中的支撑、颤音和其他演奏效果的艺术。对于键盘手来说，使用自然而活泼的手指而不是自动的“颤音”或通过输入调制来恢复和弦而不用将手指离开琴键是多么诱人）触敏键盘可以让您做到这一切，因为它可以测量音乐家手指在整个音符声音中的压力。也许将来会有可以测量所有三个方向上琴键压力的键盘 - 音乐家肯定会想要使用这一切。

当然，所有测量的参数必须通过接口传输并控制所有连接的 EMR。为此，MIDI 标准提供了手段，其本质如下表所示。 1、“ON NOTE”命令携带按下键盘各键的力度或速度信息。所有动态键盘都会在 0（无声音）到 127（强音）范围内测量和传输此参数。类似地，命令“关闭音符”指示释放音符的速度。很少有键盘测量这个参数，因此经常使用零速下的“ON NOT”命令来代替，这在MIDI标准中并没有禁止。命令“PRESSURE ON THE KEY”仅由某些动态键盘传输 - 那些在敲击音符后感知音乐家手指在琴键上的压力的键盘。当音调改变轮旋转时，“WHEEL POSITION”命令被发送，当然，如果有的话。

表1
命令（十六进制代码） 状态字节（n - 通道号） 第一个数据字节 (0...7Fh) 第二个数据字节 (0...7Fh)
启用注释 9n 注释编号速度 (1...7Fh)
关闭笔记 8n
9n 注释编号
注释编号释放速度
速度=0
按键压力 0安注释编号压力
车轮位置 0恩低 7 位高 7 位
管理层变动 0亿 0 - 控制器 0
1 - 控制器 1
（调制轮）
*
*
*
1Fh - 调节器 31
20h - 控制器 0
21h - 控制器 1
（调制轮）
*
*
*
3Fh - 调节器 31
40h - 开关 0
41h - 开关 1
*
*
*
5Fh - 开关 31
高 7 位
高7位 ---- 高7位
低 7 位
低 7 位
----低7位
0 关闭，7Fh 开启
0 关闭，7Fh 开启
---0 关闭，7Fh 开启

一大组命令“CHANGE CONTROL”被保留用于任何离散和连续操作的控制。特定开关和控件与传输和接收命令代码的绑定对于每个仪器都是单独的。它们还包括调制轮，您可以在游戏过程中控制颤音效果。

建议的 MIDI 键盘是最简单的。它仅在 63 个 MIDI 通道中的任何一个中传输两个命令 -“ON-OFF NOTE”。由于键盘不是动态的，因此按下释放速度始终以 300 的相同速度传输。此外，每 XNUMX ms 传输一次“ACTIVE TEST”命令（OFEh 字节），有时用于测试 MIDI 电气连接。

单片机K1816BE35（DD6）使得大大简化了装置的电路成为可能。 ROM K537RF5（DS1）包含微型计算机执行的程序代码（表2）。表中的空白可以用任何代码填充。寄存器K580IR82（DD7）用于存储ROM地址的低位部分[4]。 “MIDI OUT”输出端的信号由软件生成，因此传输速率直接取决于ZQ1石英谐振器的频率。其频率范围为 8820 ... 8990 kHz - 例如，它非常适合用于 PAL 解码器中频率为 8,86 MHz 的谐振器。

       表 2 地址 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 abcdef K.S. 0000 23 ff 3a 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 5d5c 0010 b00 00 ba 00 bb 00 f00 00c 00 00c 00 00 00 00 bc34e 80 f64 b74 7c eb 0020 a00 8 ea 20 ef 08 b08 fe 0 2 39 2f97c 36 50e ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff 67e1f 0030 a6 0 e1 29 0 18 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff aca26 20 9d b34 00f f04 9 9 a0040 1 1 fc 0 0050 a7 67 6 b80 04b32f 0 0080f 2 9 3d 1 03 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff d90cc 9b34 00d b03 24f f9 34 00 a9 8 3 FC 0090 3 a34 00 2 b04 32b6f 00c0 2f 9 3 1d 03 80 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff d9cc 34 00 03 24a f9 e34 e00 e9 e7 b2 00 0 3 34 00 2 04 b32b6 0100 23 00 3 9 7 7a 7 7 9 08 00 00 00 00 00 00 8 b3b0110 00 00 00 00 3 77 e00 00 00 ff 00a b00 00a e00 00b 00 ff ff b00b1 1 b0120 00f b00 00 b 00 9 b14 23 b3 9 0 e9 2 bb 83 fb 7a1f 0180 8 3 0 00 eb 8f 20 9 b08 0f a00 18 9a 88 ff ff ff f10f4

微电脑的SB1“复位”按钮用于对MIDI通道号进行编程。连接到多路复用器 K1KP64 (DD155-DD1) 的键盘触点 S1-S4 按顺序询问以检测按下的按键。这些微电路的输出由 K555KP2 (DD5) 多路复用器进行切换。轮询触点的状态固定在微型计算机DD1 的测试输入TO（引脚6）处。键盘采用5V直流电源供电，电流消耗不大于0,5A。

该设备的印刷电路板尚未开发。为了减少线束的长度，多路复用器 DD1-DD4 直接位于键盘下方。可以使用带有附在按键上的磁铁的簧片开关来代替机械触点 S1-S64。触点 S1 对应底部琴键（注意 C 表示大八度），S64 - 对应顶部琴键。连接器 X1（通过它将 MIDI 电缆连接到 MIDI 键盘）是标准五针插座 СШ5 (DIN-5)，其中针脚 1 和 3 未使用。

K1816BE35芯片可以用K1816BE39代替，K573RF5可以用K573RF2代替，K555KP2可以用K555KP12代替。多路复用器DD1-DD5可以是任何类似的系列K133、K555、K533、K1533。

在已知良好部件和无错误安装的情况下，键盘在打开电源后立即开始工作。然而，如果这种情况没有发生，首先检查所有微电路上是否存在电源电压。使用示波器观察 DD11 芯片引脚 6 处的时钟脉冲。没有振荡是该微电路或 ZQ1 谐振器发生故障的标志。

接下来，将 1 芯片 DD6 的输出导体与 DD9 芯片的引脚 5 断开，并将其连接到公共线。将耳机连接到连接器 X5 的插槽 4 和 1 - 应听到频率约为 3 Hz 的喀哒声 - 这是传输的字节 OFEh“主动检查”。如果它们不存在，则 DD6、DD7 或 DS1 微电路之一有故障。然后重新连接DD1和DD9的引脚6和5。现在，每次按下和释放按键时，手机中都应该能听到咔哒声。如果不是这种情况，则故障出在DD1-DD5微电路组件上，或者键盘触点之间存在常闭触点。

按照 [3] 中给出的建议将键盘连接到仪器。当电源打开时，键盘会自动调谐到第一个 MIDI 通道。要更改通道号，请按 SB1“重置”按钮，然后按住带有所需通道序列号的键，不要松开该按钮。先松开按钮，然后再松开按键。在设备电路进行这种切换之后，所有命令都将通过具有所需数量的通道进行传输。

文学

Subbotkin M. MIDI。 - 进/出，1992 年，N1，第 18 页。
Kudeev Yu. MIDI-oobsobyaiya。 - 进/出，1992 年，N 2，第 66、67 页。
Studnev A. 什么是 MIDI？ - 电台，1993 年，N 1，第 32、33 页；第 2 页，第 23 页。 25-XNUMX。
Stashin VV、Urusov AV、Mologontseva OF 在单芯片微控制器上设计数字设备。 - M.：Energoatomizdat，1990。
Kuznetsov L.A. 电子乐器的理论、设计、生产和维修基础知识。 - M.：轻工和食品工业，1981 年。

作者：阿列克谢 Studnev，茹科夫斯基；出版：cxem.net

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