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用M5Stack学习Arduino（五）BLE-MIDI

2019-9-2 16:00:24 5490

0 `` M5Stack支持蓝牙，本节就利用BLE功能来做一个蓝牙MIDI外设,通过M5Stack的按键触发MIDI事件，这里仅抛砖引玉，当然你还可以外接更多不同类型的传感器，实现有创意的交互体验。一、认识MIDI MIDI(Musical Instrument Digital Interface)乐器数字接口，是20 世纪80 年代初为解决电声乐器之间的通信问题而提出的。MIDI是编曲界最广泛的音乐标准格式，可称为“计算机能理解的乐谱”。它用音符的数字控制信号来记录音乐，目前的电子类乐器基本都支持MIDI接口，MIDI接口有常用的标准MIDI接口，也有USB-MIDI接口，还有虚拟MIDI接口WIFI-MIDI和BLE-MIDI，今天使用的就是BLE-MIDI，BLE-MIDI好处就是距离远，连接方便，可以做到小型化，甚至可以作为可穿戴的控制系统，任何数据都有可能转变为音乐数据。二、MIDI数据格式简要说明 MIDI文件由头文件和数据组成，有兴趣的网友可以自行了解，这里只讲重点，也就是接下来程序里需要用到的控制内容。程序中用到的重要参数有三个， 1. MIDI通道： MIDI文件支持16轨道，发送消息需要指定发送的通道 2. 消息类型：指定要发送的MIDI操作，见下表 3. MIDI参数： MIDI的详细数据，如力度大小、效果器参数我们发送的MIDI数据一共5个字节，包括头文件两字节 0x80，0x80，数据3字节（通道，音调/控制器号，力度/控制器参数）三、BLE BLE服务的建立依赖于GATT，那什么是GATT呢？所有蓝牙低功耗设备使用“通用属性规范”（GATT）。蓝牙低功耗提供该应用程序接口了解到操作系统通常基于GATT概念。GATT具有以下术语：客户端一个发出GATT命令和请求的设备，然后接受响应。例如一个计算机或智能手机。服务器一个接受GATT命令和请求的设备，然后返回响应。例如我们的M5Stack。特征在客户端与服务器间传递的数据，例如MIDI事件。服务有关特征的收集，具有一系列操作来执行特定功能。例如，MIDI事件的提供的服务。描述符描述符提供有关特征的其他信息。简单来说要使用BLE需要进行以下几部：建立BLE服务器，开启指定服务，声明BLE特征，查找指定服务UUID，查找指定UUID特征，发现指定UUID服务广播，建立连接。代码实现基本的LBE框架都在代码里，按照建立BLE服务器的步骤来执行，有两点需要注意，代码中的两处UUID是MIDI设备唯一的识别特征，不可更改 ABC按键分别对应0x3C，0x40和0x43（C3，G3，C4） #include <BLEDevice.h> #include <BLEServer.h> #include <BLEUtils.h> #include <BLE2902.h> #include <M5Stack.h> ///// Button const uint8_t buttonPins[3] = {39, 38, 37, }; //A, B, C boolean buttonFlags[3] = {false, false, false}; uint8_t buttonNote[3] = {60, 64, 67}; BLECharacteristic pCharacteristic; bool deviceConnected = false; #define MIDI_SERVICE_UUID "03b80e5a-ede8-4b33-a751-6ce34ec4c700" #define MIDI_CHARACTERISTIC_UUID "7772e5db-3868-4112-a1a9-f2669d106bf3" void printConnectionStatus(const char message){ M5.Lcd.fillRect(0, 210, 320, 20, BLACK); M5.Lcd.setTextSize(2); M5.Lcd.setCursor(160,210); M5.Lcd.printf("%13s", message); } BLEServer pServer; // ■ BLESecurity pSecurity; //■ class MyServerCallbacks: public BLEServerCallbacks { void onConnect(BLEServer* pServer) { deviceConnected = true; printConnectionStatus("connected"); Serial.println("connected"); } void onDisconnect(BLEServer* pServer) { deviceConnected = false; printConnectionStatus("disconnected"); Serial.println("disconnected"); } }; void noteOn(uint8_t channel, uint8_t pitch, uint8_t velocity) { uint8_t midiPacket[] = {0x80, 0x80, (uint8_t)(0x90 \| channel), pitch, velocity }; pCharacteristic->setValue(midiPacket, 5); // packet, length in bytes pCharacteristic->notify(); } void noteOff(uint8_t channel, uint8_t pitch, uint8_t velocity) { uint8_t midiPacket[] = {0x80, 0x80, (uint8_t)(0x80 \| channel), pitch, velocity }; pCharacteristic->setValue(midiPacket, 5); // packet, length in bytes) pCharacteristic->notify(); } void controlChange(uint8_t channel, uint8_t control, uint8_t value) { uint8_t midiPacket[] = {0x80, 0x80, (uint8_t)(0xB0 \| channel), control, value }; pCharacteristic->setValue(midiPacket, 5); // packet, length in bytes) pCharacteristic->notify(); } void setup() { M5.begin(); //LCD BLEDevice::init("M5EasyMIDI"); //Device Name ■ // Create the BLE Server pServer = BLEDevice::createServer(); // ■ pServer->setCallbacks(new MyServerCallbacks()); BLEDevice::setEncryptionLevel((esp_ble_sec_act_t)ESP_LE_AUTH_REQ_SC_BOND); // Create the BLE Service BLEService pService = pServer->createService(BLEUUID(MIDI_SERVICE_UUID)); // Create a BLE Characteristic pCharacteristic = pService->createCharacteristic( BLEUUID(MIDI_CHARACTERISTIC_UUID), BLECharacteristic::ROPERTY_READ \| BLECharacteristic::ROPERTY_NOTIFY \| BLECharacteristic::ROPERTY_WRITE_NR ); pCharacteristic->setAccessPermissions(ESP_GATT_PERM_READ_ENCRYPTED \| ESP_GATT_PERM_WRITE_ENCRYPTED); // Create a BLE Descriptor pCharacteristic->addDescriptor(new BLE2902()); // Start the service pService->start(); // Start advertising pSecurity = new BLESecurity(); pSecurity->setAuthenticationMode(ESP_LE_AUTH_REQ_SC_BOND); pSecurity->setCapability(ESP_IO_CAP_NONE); pSecurity->setInitEncryptionKey(ESP_BLE_ENC_KEY_MASK \| ESP_BLE_ID_KEY_MASK); pServer->getAdvertising()->addServiceUUID(MIDI_SERVICE_UUID); pServer->getAdvertising()->start(); for (int i = 0; i < 3; i++) { pinMode(buttonPins, INPUT); M5.Lcd.setTextDatum(MC_DATUM); M5.Lcd.drawString("M5 Easy MIDI", 160, 0, 4); } } //setup void loop() { for (int i = 0; i < 3; i++) { int buttonValue = digitalRead(buttonPins); if (buttonValue == LOW && buttonFlags == false) { if (deviceConnected) { // noteOn noteOn(0, buttonNote, 127); } M5.Lcd.setTextSize(3); M5.Lcd.fillRect(0, i 32 + 32, 100, 24, RED); //delay(500); M5.Lcd.setCursor(0, i * 32 + 32); M5.Lcd.printf("%2d On", buttonPins); delay(100); // buttonFlags = true; } //if if (buttonValue == HIGH && buttonFlags == true) { if (deviceConnected) { // noteOff noteOff(0, buttonNote, 127); } //M5.Lcd.setTextSize(3); M5.Lcd.fillRect(48, i * 32 + 32, 64, 24, BLUE); M5.Lcd.setCursor(48, i * 32 + 32); M5.Lcd.printf("Off"); delay(100); M5.Lcd.fillRect(0, i * 32 + 32, 320, 24, BLACK); buttonFlags = false; } // if } //for } 复制代码 `` 0
2019-9-2 16:00:24　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 用M5Stack学习Arduino（四）WebServer服务 3872 • Bareboat Necessities的M5Stack坚韧Arduino船展示 0 • 用于M5Stack的Arduino大型国际象棋 1 • 基于M5Stack的PID控制学习平台 0 • StickC M5Stack LED闪烁 0 • M5Stack圣诞雪球开源分享 0 • 用M5Stack设备装饰圣诞树 0 • 配备M5Stack的智能工厂 0 • 带Blynk的M5Stack 0 • 一款BLE-MIDI的蓝牙MIDI模块 5323