[發明專利]基于單片機的MIDI音樂播放電路和方法

在審

• 申請號: 202010734490.3
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111933099A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 張洋;張虎
• 申請（專利權）人: 北京愛其科技有限公司
• 主分類號: G10H7/00
• 分類號: G10H7/00
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 李世喆

本申請公開了基于單片機的MIDI音樂播放電路和方法。所述電路的一具體實施方式包括：單片機、MIDI芯片、功率放大電路、揚聲器，其中，單片機與MIDI芯片電連接，通過UART接口通信，MIDI芯片與功率放大器電連接，功率放大器與揚聲器電連接；單片機解析MIDI消息，確定通道的個數及各個通道內音符的播放時間，然后，循環執行如下步驟：定時器的值每增加1，則將定時器當前的值依次與各個通道待播放音符的播放時間進行比較，如果相等，向MIDI芯片發送控制指令，MIDI芯片根據控制指令，確定播放的音頻信號，并將音頻信號發送給功率放大器進行功率放大，功率放大器用放大后的音頻信號驅動揚聲器發聲。該實施方式實現了采用低成本的單片機播放MIDI音樂。

技術領域

本申請涉及音樂播放領域，具體涉及基于單片機的MIDI音樂播放電路和方法。

背景技術

MIDI(Musical Instrument Digital Interface，樂器數字接口)是20世紀80年代初為解決電聲樂器之間的通信問題而提出的。另外，可以把MIDI理解成是一種協議、一種標準、或是一種技術。MIDI是編曲界最廣泛的音樂標準格式，可稱為“計算機能理解的樂譜”。它用音符的數字控制信號來記錄音樂。MIDI傳輸的不是聲音信號，而是音符、播放時間、播放時長、控制參數等指令。因MIDI文件本身并不包含聲音波形數據，所以MIDI文件非常小巧，且易于編輯，被廣泛應用。

現在有技術中，播放MIDI文件需要用到聲卡。硬聲卡價格昂貴，軟聲卡需要對MIDI進行合成，目前主要使用調頻(frequency modulation，FM)合成法或波形表(Wave table)合成法，上述兩種合成法對硬件的運算等資源要求高，一般需運行于Linux、Windows、安卓等操作系統，即采用操作系統加音頻處理軟件的播放方式。這種播放方式雖然能夠帶來較高的音樂體驗，但是不適用于單片機，對于低端消費者而言，成本太高。

發明內容

本申請的目的在于提出一種改進的基于單片機的MIDI音樂播放電路和方法，來解決以上背景技術部分提到的技術問題。

第一方面，本申請提供了一種基于單片機的MIDI音樂播放電路，所述電路包括：單片機、MIDI芯片、功率放大電路、揚聲器，其中，所述單片機與所述MIDI芯片電連接，所述MIDI芯片與所述功率放大器電連接，所述功率放大器與所述揚聲器電連接；所述單片機解析MIDI消息，確定通道的個數及各個通道內音符的播放時間，然后，循環執行如下步驟：定時器的值每增加1，則將定時器當前的值依次與各個通道待播放音符的播放時間進行比較，如果相等，向所述MIDI芯片發送控制指令，所述MIDI芯片根據所述控制指令，確定播放的音頻信號，并將所述音頻信號發送給所述功率放大器進行功率放大，所述功率放大器用放大后的音頻信號驅動所述揚聲器發聲。

在一些實施例中，所述單片機確定通道的個數及各個通道內音符的播放時間后，為每個通道創建一個任務，然后，循環執行如下步驟：定時器的值每增加1，依次執行各個任務，每個任務被配置用于：如果所述定時器當前的值小于當前任務中待播放音符的播放時間，跳轉下一個任務；如果所述定時器當前的值等于當前任務中待播放音符的播放時間，則向所述MIDI芯片發送控制指令，然后跳轉下一個任務。

在一些實施例中，所述單片機的每個任務還被配置用于：如果所述定時器當前的值大于當前任務中待播放音符的播放時間，則選取下一個待播放音符的播放時間與定時器當前的值進行比較。

在一些實施例中，所述單片機的型號為STM32F103。

在一些實施例中，所述MIDI芯片的型號為ISD9160。