MIDI通信协议

概述
- MIDI命令字节
- - MIDI通道
- MIDI数据字节

原文：https://blog.csdn.net/weixin_43572492/article/details/84966690
【修订记录】
1、20210810，翻译文本本地化
2、20230430，文本优化

概述

音乐数字接口（Musical Instrument Digital Interface，简称MIDI）是电脑CPU为8bit时期的产物，MIDI数据以字节为单位进行单项传输。（高端的MIDI芯片可能同时支持发送和接收）
MIDI数据以UART通信：波特率=31250，数据位=8b，开始位=1b，停止位=1b，无校验。
通常，MIDI数据包由两部分组成：①命令字节，②数据字节；但也有一些MIDI数据包不含数据字节。

表1 MIDI数据包的组成

进制	命令字节	数据字节
十进制	[128，255]	[0，127]
二进制	0b1XXXXXXX	0b0XXXXXXX
十六进制	[0x80，0xFF]	[0x00，0x7F]

命令字节的最高位为1，数据字节的最高位为0，可见，用二进制或十六进制来查看更直观。
命令字节是MIDI消息序列的第一个字节，后面跟着一定数量的MIDI数据字节。数据字节用于传送诸如音高、音量、音色、力度等信息。
例如，以第100级力度演奏C4的MIDI数据包是：0x90→0x3C→0x64。0x80是命令字节，它表示“演奏”。后跟有2个数据字节：前者是“C4”的常数，后者是“以第100级力度”的常数。
注意：A4=440（Hz）

MIDI命令字节

命令字节可按照高低位，拆分为表示命令的高4位、表示某条通道的低4位。如前文所述的“演奏”命令，高4位是0b1001，表示“演奏”，低4位是0b0000，表示“在通道1上”，所以0x90的完整意思是“在通道1上演奏”，进而，上述数据包的完整意思是“在通道1上，以第100级力度演奏C4”。
　　
表2 命令字节的分解

进制	高4bits	低4bits
二进制	1XXX	XXXX
十六进制	[0x8，0xF]	[0x0，0xF]

MIDI通道

要使用多条音轨发声时，往往要用到MIDI通道。即：将不同的声部交给不同的通道去处理和演奏。可以像理解电视频道一样去理解MIDI通道的概念。
表3 命令字节简表

命令类型	命令字节的内容	数据字节1的内容	数据字节2的内容
关闭音符	80+CH	音符音高	关闭力度
开启音符	90+CH	音符音高	打开力度
触后压力	A0+CH	音符音高	触后压力值
控制器	B0+CH	控制器编号	控制的数值
音色切换	C0+CH	音色编号	-
通道压力	D0+CH	该通道全部键盘的触后压力	-
弯音轮	E0+CH	弯音轮低位数据	弯音轮高位数据
系统普通信息、实时信息、及高级信息代码	F0+CH	0或若干个数据字节

MIDI数据字节

参见下列文章
MIDI数据字节：找到中央C（音名：C4）
MIDI数据字节：GM1旋律乐器音色库（带中文名称）
MIDI数据字节：GM1打击乐器音色库（带乐器中文名称）

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