ラズパイPico MIDI I/F テストプログラムのソースコード
こんばんは！！
今日も暑い日でした
それでは本題です
今回の目的
MIDI I/F のテスト用にコーディングしたプログラムについて ソースコードと関連ファイルを示す
テストプログラムの動作
キャラクターコンソールの表示
MIDIデータ表示行 先頭の８桁の数字は RP2040の64bitフリーランカウンター 3 の下位32bitを読み出して 100us の桁に切り上げて表示している
時間表示は常時更新して プログラムが継続動作しているか確認する
上は 音名C(ノート番号 0x30) D(0x32) E(0x34) F(0x35) G(0x37) のノートオン・ノートオフを受信して表示している例である
疑似的なMIDIデータの送信は 音名を割り付けたキーボードのキー（z x d c f v b h n j m , ）を押すとノートオンが送出される
スペースキー を押すと 最後の音のノートオフが送出される
プロジェクトフォルダの作り方は別の記事を参照
次項以降にプログラムのソースコードと関連ファイルを示す 4
ソースコード uart_midi_test.c に 以下の関数を記述した
main()関数
UART_Init()関数
- UART、GPIO の初期化
_debug_midi_tx()関数
uart_midi.h
/**
* UART MIDI I/F test programe (10.Jul.2024)
* Copyrught (c) 2024 id:yk-hiro(on Hatena blog)
*
* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
*/
#define MIDI_UART_ID uart1
#define MIDI_BAUD_RATE 31250
#define MIDI_UART_TX_PIN 4
#define MIDI_UART_RX_PIN 5
void UART_Init(void);
void _debug_midi_tx( void );
uart_midi_test.c
/**
* UART MIDI I/F test programe (10.Jul.2024)
* Copyrught (c) 2024 id:yk-hiro(on Hatena)
*
* portion of this program by Copyright (c) 2020 Raspberry Pi (Trading) Ltd.
*
* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
*/
#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"
#include "hardware/uart.h"
#include "pico/util/datetime.h"
#include "uart_midi.h"
#define mPrint_time printf( "%08d: " , time_us_32() / 100 )
int main(void) {
stdio_init_all();
// In a default system, printf will also output via the default UART
sleep_ms( 2000 ); // Picoリセット後にターミナルコンソールのCOM再接続時間を待つため（ざっくり２秒を設定）
printf( "\x1b[2J" ); printf( "\x1b[1;1H" ); printf( "\x1b[?25l" ); // 画面クリア,カーソルを1行目1桁目に移動,カーソルoff
UART_Init();
printf( "\nStart UART MIDI Test\n" );
mPrint_time;
while (true) { // 無限ループ ： 時間表示しながら受信データを待つ
wchar_t midi_message_byte; // 受信したMIDIデータを記録する変数
_debug_midi_tx(); // デバッグ用にダミーのMIDI送信を行う
if ( uart_is_readable_within_us( MIDI_UART_ID , 0 ) ) {
// 受信データがあるとき
do {
midi_message_byte = uart_getc(MIDI_UART_ID); // 1byte 受信FIFOから読み出し
//This function will block until the character has been read
// uart_putc(MIDI_UART_ID ,midi_message_byte); // ローカルループバックテスト時はコメントにしておく
// MIDIの送信FIFOに書き込み
// 送信FIFOの空きチェックは割愛、受信と送信は同じbit rateなので...
if ( (midi_message_byte & 0x80) == 0x80 ) { // bit8 = 1 -> MIDI Status Byteの場合
printf( "\n" );
mPrint_time;
}
printf( "%02X " , midi_message_byte ); // CONSOLE(stdout)にMIDIデータを出力
} while ( uart_is_readable_within_us( MIDI_UART_ID , 0 ) ); // 受信データがなくなるまでループする
printf( "\n" );
}
printf( "\r" );
mPrint_time; // １ループごとに時間表示
}
uart_deinit(MIDI_UART_ID); // 一回も通らないが忘れないように入れておく
}
void UART_Init(void) {
// Raspberry Pi Pico C/C++ SDKマニュアル P.180 の 4.1.23. hardware_uart 参照
uint baudrate;
uint32_t *pad_cntl_reg_adrs = 0;
// Set up our UART with the required speed.
// Set the TX and RX pins by using the function select on the GPIO
baudrate = uart_init(MIDI_UART_ID, MIDI_BAUD_RATE);
uart_set_format( MIDI_UART_ID , 8 , 1 , UART_PARITY_NONE );
gpio_set_function(MIDI_UART_TX_PIN, GPIO_FUNC_UART);
gpio_set_function(MIDI_UART_RX_PIN, GPIO_FUNC_UART);
// 受信入力ピンのプルアップ・ダウンは off にする（外部回路で対応している）
gpio_set_pulls( MIDI_UART_RX_PIN , false , false );
printf( "MIDI baudrate : %d\n",baudrate);
// 出力バッファの電流制限値を変更する
printf( "MIDI TX Pin(%02d) Pad Control register address %08x\n" ,
MIDI_UART_TX_PIN ,
pad_cntl_reg_adrs = (uint32_t *) (PADS_BANK0_BASE + 0x04 + MIDI_UART_TX_PIN * 0x04 ) );
printf( " Current Pad control register value : %08x \n" , *pad_cntl_reg_adrs );
*pad_cntl_reg_adrs = 0x00000064;
printf( " New pad control register value : %08x \n" , *pad_cntl_reg_adrs );
//RP2040 Datasheet 2.19.6.3. Pad Control - User Bank (p.299)
//
//The User Bank Pad Control registers start at a base address of 0x4001c000 (defined as PADS_BANK0_BASE in SDK).
// PADS_BANK0: GPIO0, GPIO1, …, GPIO28, GPIO29 Registers
// Offsets: 0x04, 0x08, …, 0x74, 0x78
//
//[Pad control register]
// |Bits| Name | Description |Type|Reset|
// |----|----------|------------------------------------------------------------------------|----|-----|
// |31:8|(Reserved)| - | - | - |
// |7 | OD |Output disable. | RW | 0x0 |
// | | | Has priority over output enable from peripherals | | |
// |6 | IE |Input enable | RW | 0x1 |
// |5:4 | DRIVE |Drive strength. 0x0(b00):2mA 0x1(b01):4mA 0x2(b10):8mA 0x3(b11):12mA | RW | 0x1 |
// |3 | PUE |Pull up enable | RW | 0x0 |
// |2 | PDE |Pull down enable | RW | 0x1 |
// |1 | SCHMITT |Enable schmitt trigger | RW | 0x1 |
// |0 | SLEWFAST |Slew rate control. 1 = Fast, 0 = Slow | RW | 0x0 |
//
// default 0x00 00 00 56
// 0x56 = 0101 0110
// |||| ||||-Slew rate control [slow]
// |||| |||-Enable schmitt trigger [enable]
// |||| ||-Pull down enable [pull-down on]
// |||| |-Pull up enable [pull-up off]
// ||||-Drive strength [01:4mA]
// ||-Input enable [on]
// |-Output disable [off]
//
// 変更：1) Drive strength [01:4mA] -> [10:8mA] に変更する
// 2) pull-down->off
// 0x64 = 0110 0100
//
}
void _debug_midi_tx( void ) { // debugのために MIDIの送信FIFOにダミーデータを書き込み
static char midi_note_prev = 255; // static宣言で 送信したノート番号を保存できる様にする
char midi_note = 255;
char in_key = ' ';
if ( PICO_ERROR_TIMEOUT == ( in_key = getchar_timeout_us( 0 ) ) ) {
// キーイン タイムアウト（= キーインなし）
return;
}
// キー入力あり → キー判定 ノート番号のセット
switch ( in_key ) {
case 'z' : // B
midi_note = 47; // note number
break;
case 'x' : // C
midi_note = 48;
break;
case 'd' : // C#
midi_note = 49;
break;
case 'c' : // D
midi_note = 50;
break;
case 'f' : // D#
midi_note = 51;
break;
case 'v' : // E
midi_note = 52;
break;
case 'b' : // F
midi_note = 53;
break;
case 'h' : // F#
midi_note = 54;
break;
case 'n' : // G
midi_note = 55;
break;
case 'j' : // G#
midi_note = 56;
break;
case 'm' : // A
midi_note = 57;
break;
case 'k' : // A#
midi_note = 58;
break;
case ',' : // B
midi_note = 59;
break;
case '.' : // C
midi_note = 60;
break;
case ' ' : // スペースキー入力で（前回のノート番号があれば）ノートオフ送信 -> returnする
if ( midi_note_prev != 255 ) {
uart_putc(MIDI_UART_ID , 0x80 ); // note off
uart_putc(MIDI_UART_ID , midi_note_prev ); // note number
uart_putc(MIDI_UART_ID , 90 ); // off velocity
}
return;
default : // 該当するキーがないときは なにも送信せずreturnする
return;
} // end switch
// 次のノート発音の前に 前回のノート番号（があれば）ノートオフする
if ( midi_note_prev != 255 ) {
uart_putc(MIDI_UART_ID , 0x80 ); // note off
uart_putc(MIDI_UART_ID , midi_note_prev ); // note number
uart_putc(MIDI_UART_ID , 90 ); // off velocity
}
// ノートオン送信
uart_putc(MIDI_UART_ID , 0x90 ); // note on
uart_putc(MIDI_UART_ID , midi_note ); // note number
uart_putc(MIDI_UART_ID , 90 ); // on velocity
midi_note_prev = midi_note; //発音したノート番号を保存しておく
return;
}
CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.13)
# initialize the SDK based on PICO_SDK_PATH
# note: this must happen before project()
include(pico_sdk_import.cmake)
project(uart-midi)
# initialize the Raspberry Pi Pico SDK
pico_sdk_init()
# rest of your project
add_executable(uart-midi
uart_midi_test.c
)
# Add pico_stdlib library which aggregates commonly used features
target_link_libraries(uart-midi pico_stdlib)
# enable output = 1, disable output = 0
pico_enable_stdio_usb(uart-midi 1)
pico_enable_stdio_uart(uart-midi 1)
# create map/bin/hex/uf2 file in addition to ELF.
pico_add_extra_outputs(uart-midi)
次回はソースコードの説明
ソースコードおよび関連ファイルの内容を説明する
