🤛🏼 👐🏽 📎 ATMEGA8 पर एक साधारण संगीत सिंथेसाइज़र का विकास 👩‍🎤 ✌🏻 🤷

कुछ साल पहले, मैंने ATmega8 माइक्रोकंट्रोलर पर एक अलार्म घड़ी बनाई, जहां मैंने एक एकल-स्वर (एकल-स्वर) सरल राग सिंथेसाइज़र लागू किया। इस विषय पर शुरुआती लोगों के लिए इंटरनेट पर कई लेख हैं। एक नियम के रूप में, एक 16-बिट टाइमर का उपयोग आवृत्ति (नोट्स) उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जिसे एक निश्चित तरीके से कॉन्फ़िगर किया जाता है, जिससे एमसी के एक विशिष्ट पिन पर एक मेन्डियर के रूप में सिग्नल जारी करने के लिए हार्डवेयर स्तर पर मजबूर किया जाता है। दूसरे (8-बिट) टाइमर का उपयोग नोट या ठहराव की अवधि को लागू करने के लिए किया जाता है। प्रसिद्ध फ़ार्मुलों के अनुसार नोटों की तुलना आवृत्तियों के साथ की जाती है, और वे बदले में, कुछ 16-बिट संख्याओं के साथ तुलना की जाती हैं, जो आवृत्तियों के विपरीत आनुपातिक हैं जो टाइमर गिनती अवधि निर्दिष्ट करते हैं।

अपने डिजाइन में, मैंने तीन धुनें प्रदान कीं जो एक ही कुंजी और स्केल में लिखी गई थीं। इस प्रकार, मुझे सीमित और निश्चित संख्या में नोटों का उपयोग करना पड़ा, जिससे मॉडलिंग आसान हो गई। इसके अलावा, तीनों धुनों को एक ही गति से बजाया गया। नोट कोड और इसकी अवधि कोड आसानी से एक बाइट में फिट होते हैं। इस मॉडल की एकमात्र कमी बहुमुखी प्रतिभा की कमी थी, माधुर्य को जल्दी से संपादित करने, बदलने या पूरक करने की क्षमता। एक राग रिकॉर्ड करने के लिए, मैंने पहले इसे कंप्यूटर पर एक म्यूजिक एडिटर में स्केच किया, फिर नोट्स और उनकी अवधि को कॉपी किया, जिसकी संख्या के साथ मैंने पहले से निर्णय लिया और फिर परिणामी बाइट्स का गठन किया। मैंने एक्सेल प्रोग्राम का उपयोग करके आखिरी ऑपरेशन किया था।

भविष्य में, मैं उपर्युक्त कमियां को खत्म करना चाहता था, डिजाइन को एक निश्चित सार्वभौमिकता को धोखा देना और माधुर्य को लागू करने के लिए समय कम करना। ऐसा विचार था कि एमके कार्यक्रम प्रसिद्ध संगीत प्रारूपों में से एक के बाइट्स को पढ़ता है। सबसे लोकप्रिय और आम मिडी प्रारूप है। और अधिक शाब्दिक रूप से, यह पूरे "विज्ञान" के रूप में इतना प्रारूप नहीं है जिसे इंटरनेट पर पढ़ा जा सकता है। मिडी विनिर्देश इसी भौतिक अंतरफलक पर वास्तविक समय के संदेशों को प्रसारित करने के लिए प्रोटोकॉल को परिभाषित करता है और बताता है कि मिडी फ़ाइलों को कैसे व्यवस्थित किया जाता है जिसमें ये संदेश संग्रहीत किए जा सकते हैं। मिडी प्रारूप संगीत-उन्मुख है, इसलिए यह संबंधित क्षेत्र में एप्लिकेशन ढूंढता है। यह ध्वनि उपकरण, रंगीन संगीत, संगीत सिंथेसाइज़र और रोबोट, आदि का एक समकालिक नियंत्रण है। घरेलू क्षेत्र में, मिडी प्रारूप मोबाइल फोन के विकास की शुरुआत के युग में सामने आया था। इस मामले में, किसी विशेष नोट को शामिल करने या निष्क्रिय करने के बारे में संदेश, एक संगीत वाद्ययंत्र के बारे में जानकारी, ध्वनि नोटों की मात्रा और इतने पर मिडी फ़ाइल में दर्ज की जाती हैं। ऐसी फ़ाइल को चलाने वाले मोबाइल फ़ोन में एक सिंथेसाइज़र होता है जो वास्तविक समय में इस फ़ाइल में मिडी संदेशों की व्याख्या करता है और मेलोडी चलाता है। शुरुआती चरणों में, फोन केवल एकल-टोन धुनों को चलाने में सक्षम थे। समय के साथ, तथाकथित पॉलीफोनी दिखाई दी।

इंटरनेट पर, मुझे एमके पर एक पॉलीफोनिक सिंथेसाइज़र के कार्यान्वयन के बारे में लेख मिले, जो मिडी फ़ाइलों को पढ़ता है। इस मामले में, कम से कम, एक पूर्व-गठित "लहर तालिका" (ध्वनि तरंग रूपों की एक सूची) का उपयोग एमके की स्मृति में संग्रहीत प्रत्येक संगीत वाद्ययंत्र के लिए किया जाता है। और मेरे विशेष मामले में, हम एक सरल मॉडल के कार्यान्वयन पर ध्यान केंद्रित करेंगे: एक एकल-टोन (एकल-आवाज़) सिंथेसाइज़र।

शुरुआत करने के लिए, मैंने मिडी फ़ाइल की संरचना का सावधानीपूर्वक अध्ययन किया, और इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि, नोटों के बारे में आवश्यक जानकारी के अलावा, इसमें अतिरिक्त अतिरेक जानकारी शामिल है। इसलिए, मिडी फ़ाइल को अपने प्रारूप में बदलने के लिए एक सरल कार्यक्रम लिखने का निर्णय लिया गया। कई मिडी फ़ाइलों के साथ काम करने वाला कार्यक्रम न केवल प्रारूपों को परिवर्तित करता है, बल्कि उन्हें एक निश्चित तरीके से व्यवस्थित भी करता है। अग्रिम में, मैंने रॉम मेमोरी (EEPROM 24XX512) में कई धुनों के भंडारण को व्यवस्थित करने का निर्णय लिया। हेक्स संपादक में विज़ुअलाइज़ेशन की सुविधा के लिए, मैंने सुनिश्चित किया कि प्रत्येक मेलोडी सेक्टर की शुरुआत से शुरू होती है। एसडी कार्ड (उदाहरण के लिए) के विपरीत, एक सेक्टर की अवधारणा उपयोग किए गए रॉम पर लागू नहीं होती है, इसलिए मैं खुद को सशर्त रूप से व्यक्त करता हूं। सेक्टर का आकार 512 बाइट्स है। और रॉम का पहला सेक्टर प्रत्येक राग की शुरुआत के क्षेत्रों के पते के लिए आरक्षित है। यह माना जाता है कि राग कई क्षेत्रों को ले सकता है।

मिडी फ़ाइल प्रारूप का एक पूर्ण विवरण, निश्चित रूप से, यहां करने लायक नहीं है। मैं केवल सबसे आवश्यक और आवश्यक बिंदुओं को छूऊंगा। एक मिडी फ़ाइल में 16 चैनल होते हैं, जो एक नियम के रूप में, अक्सर एक या दूसरे संगीत वाद्ययंत्र से मेल खाते हैं। हमारे मामले में, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह किस प्रकार का साधन है, और केवल एक चैनल की आवश्यकता है। हेडर के साथ प्रत्येक चैनल की सामग्री को एक मिडी फ़ाइल में एक सिद्धांत के अनुसार तैयार किया जाता है, जो एक AVI कंटेनर में वीडियो और ऑडियो स्ट्रीम के भंडारण को व्यवस्थित करने के समान है। मैंने अपने एक लेख में बाद के बारे में लिखा था। मिडी फ़ाइल हेडर कुछ मापदंडों का एक सेट है। ऐसा ही एक पैरामीटर समय संकल्प है। यह प्रति तिमाही (PPQN) "टिक" (एक प्रकार का पिक्सेल) की संख्या में व्यक्त किया गया है। एक तिमाही एक समय अवधि है जिसके दौरान एक चौथाई नोट खेला जाता है। राग के गति के आधार पर, तिमाही की अवधि भिन्न हो सकती है। इसलिए, एक "पिक्सेल" (नमूना अवधि) की अवधि टेम्पो और पीपीक्यूएन पर निर्भर करती है। किसी घटना के समय के बारे में सभी जानकारी इस अवधि के लिए सटीकता के साथ निर्धारित की जाती है।

इसके अलावा, हेडर में MIDI फ़ाइल का प्रकार (टाइप 0 या टाइप 1) और चैनलों की संख्या होती है। विवरण में जाने के बिना, हम टाइप 1, चैनलों की संख्या 2 के साथ काम करेंगे। एकल-टोन राग के साथ एक मिडी फ़ाइल, तार्किक रूप से, एक चैनल होता है। लेकिन "टाइप 1" की मिडी फ़ाइल में, मुख्य एक के अलावा, एक और "गैर-संगीत" चैनल है जिसमें अतिरिक्त जानकारी दर्ज की जाती है जिसमें नोट नहीं होते हैं। यह तथाकथित मेटाडेटा है। विवरण में जाने की भी आवश्यकता नहीं है। एकमात्र जानकारी जो हमें वहां चाहिए वह है गति के बारे में जानकारी, और एक असामान्य प्रारूप में: प्रति तिमाही माइक्रोसेकंड। भविष्य में, यह दिखाया जाएगा कि पीपीक्यूएन के साथ मिलकर इस जानकारी का उपयोग कैसे करें, एमके टाइमर को कॉन्फ़िगर करने के लिए, जो टेम्पो के लिए जिम्मेदार है।

नोट्स के साथ मुख्य चैनल ब्लॉक में, हम केवल नोटों को चालू और बंद करने की घटनाओं के बारे में जानकारी में रुचि रखते हैं। नोट सक्षम घटना के दो पैरामीटर हैं: नोट संख्या और वॉल्यूम। कुल में, 128 नोट्स और 128 वॉल्यूम स्तर प्रदान किए जाते हैं। हम केवल पहले पैरामीटर में रुचि रखते हैं, क्योंकि इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि नोट की मात्रा क्या है: एमके मेलोडी खेलते समय सभी नोट्स एक ही वॉल्यूम पर ध्वनि करेंगे। और, ज़ाहिर है, माधुर्य में "अतिव्याप्त" नोट नहीं होने चाहिए, अर्थात, किसी भी समय, एक से अधिक नोट एक ही समय में ध्वनि नहीं होनी चाहिए। नोट्स लेने (चालू करने) की घटना का कोड 0x90 है। नोट ऑफ इवेंट कोड 0x80 है। हालाँकि, कम से कम Cakewalk Pro ऑडियो 9 संपादक 0x80 कोड के साथ ईवेंट का उपयोग नहीं करता है जब रचना को मिडी प्रारूप में निर्यात करता है। इसके बजाय, 0x90 की घटना पूरे संगीतमय भाग में होती है, और जिस नोट को बंद किया जाता है, वह इसकी शून्य मात्रा है। यही है, "नोट बंद करें" घटना "शून्य वॉल्यूम वाले नोट चालू करें" घटना के बराबर है। शायद यह अर्थव्यवस्था के कारणों के लिए किया जाता है। विनिर्देश के अनुसार, यदि इस घटना को दोहराया जाता है तो घटना कोड को फिर से नहीं लिखा जा सकता है। घटनाओं के बीच, समय अंतराल के बारे में जानकारी एक चर लंबाई प्रारूप में दर्ज की जाती है। ये ऊपर वर्णित "टिक्स" की संख्या के पूर्णांक मान हैं। सबसे अधिक बार, एक बाइट समय अंतराल रिकॉर्ड करने के लिए पर्याप्त है। यदि दो घटनाएं एक के बाद एक का पालन करती हैं, तो उनके बीच समय अंतराल स्पष्ट रूप से शून्य के बराबर है। उदाहरण के लिए, यह पहले और दूसरे नोट को शामिल करने के बाद, अगर इसके बीच कोई ठहराव (स्थान) नहीं है, तो इसे निष्क्रिय कर देता है।

आइए कार्यक्रम "काकवॉक प्रो ऑडियो 9" का उपयोग करके नोट्स का एक क्रम लिखने की कोशिश करें। कई संपादक हैं, लेकिन मैं पहले वाले पर बस गया।

सबसे पहले आपको प्रोजेक्ट सेटिंग्स कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता है। इस संपादक में आप समय (PPQN) में रिज़ॉल्यूशन सेट कर सकते हैं। मैं 48 के बराबर न्यूनतम मूल्य का चयन करता हूं। बहुत बड़ा मूल्य अर्थहीन है, क्योंकि आपको आकार में 1 बाइट से अधिक बड़ी संख्या के साथ काम करना होगा। लेकिन 48 का न्यूनतम मूल्य काफी संतोषजनक है। लगभग हर राग में, 1/32 से छोटे नोट नहीं पाए जाते हैं। और यदि प्रति तिमाही "टिक" की संख्या 48 है, तो नोट या 1/32 को 48 / (32/4) = 6 "टिक" की अवधि होगी। यही है, 1/32 नोट को 2 से पूरी तरह से विभाजित करने की एक सैद्धांतिक संभावना है, और यहां तक कि 3. हम डिफ़ॉल्ट रूप से प्रोजेक्ट गुण विंडो में शेष मापदंडों को छोड़ देते हैं।

अगला, पहले ट्रैक की संपत्ति खोलें और इसे 1 के बराबर एक चैनल संख्या असाइन करें। अपने स्वाद के लिए, एक पैच का चयन करें जो संपादक में एक राग खेलते समय एक संगीत वाद्ययंत्र से मेल खाता है। पैच नंबर, निश्चित रूप से, अंतिम परिणाम को प्रभावित नहीं करेगा।

मेलोडी टेम्पो को संपादक टूलबार पर प्रति मिनट क्वार्टर की संख्या में सेट किया गया है। डिफ़ॉल्ट टेम्पो का मूल्य 100 बीपीएम है।

माइक्रोकंट्रोलर में 8-बिट टाइमर होता है, जो कि पहले से ही उल्लेख किया गया है, इसका उपयोग साउंडिंग नोट्स और पॉज़ की अवधि को नियंत्रित करने के लिए किया जाएगा। यह तय किया गया था कि इस तरह के टाइमर के आसन्न संचालन (व्यवधान) के बीच का समय अंतराल एक "टिक" के अंतराल के अनुरूप होगा। मेलोडी के टेम्पो के आधार पर, इस बार के अंतराल का मूल्य अलग होगा। मैंने ओवरफ्लो टाइमर इंटरप्ट का उपयोग करने का निर्णय लिया। और प्रारंभिक टाइमर प्रारंभिक पैरामीटर के आधार पर, यह उसी समय अंतराल को समायोजित करना संभव है, जो मेलोडी के टेम्पो पर निर्भर करता है। अब गणना पर चलते हैं।

एक नियम के रूप में, व्यवहार में, औसतन, गीतों का टेम्पो 50 से 200 के क्रम में होता है। यह पहले ही कहा जा चुका है कि मिडी फ़ाइल में टेम्पो एक चौथाई भाग माइक्रोसेकंड में सेट है। टेम्पो 50 के लिए, यह मान 60,000,000 / 50 = 1,200,000 है, और टेम्पो 250 के लिए यह 240,000 होगा। चूंकि, परियोजना के अनुसार, एक तिमाही में 48 टिक होते हैं, न्यूनतम टेम्पो के लिए टिक की लंबाई 1,200,000 (48 = 25,000 μs) होगी। और अधिकतम गति के लिए, यदि आप उसी तरह की गणना करते हैं, - 5000 μs। 8 मेगाहर्ट्ज की एक क्वार्ट्ज आवृत्ति और 1024 के अधिकतम प्रारंभिक टाइमर डिवाइडर के साथ एमके के लिए, हम निम्नलिखित प्राप्त करते हैं। न्यूनतम गति के लिए, टाइमर की गणना 25000 / (1024/8) = 195 बार की जानी चाहिए। परिणाम निकटतम पूर्णांक मान के लिए गोल है, गोल त्रुटि त्रुटि व्यावहारिक रूप से परिणाम को प्रभावित नहीं करती है। अधिकतम गति के लिए - 5000 / (1024/8) = 39। यहां, राउंडिंग त्रुटि सभी को अधिक प्रभावित नहीं करती है, क्योंकि 39 का एक गोल मूल्य पड़ोसी टेम्पो मूल्यों के लिए 248 से 253 तक भी प्राप्त किया जाता है। तदनुसार, टाइमर को एक व्युत्क्रम मूल्य के साथ आरम्भ किया जाना चाहिए: न्यूनतम टेम्पो के लिए - (256-195) = 61, और अधिकतम के लिए - (256 -39) = 217। वर्तमान एमके कॉन्फ़िगरेशन में टाइमर जिस न्यूनतम गति पर प्रदान किया जाएगा वह 39 बीपीएम है। इस मान के साथ, टाइमर को 250 बार गिना जाना चाहिए। और 38 के मान के साथ - पहले से ही 257, जो टाइमर की सीमा से परे जाता है। मैंने न्यूनतम गति के लिए 40 बीपीएम का मूल्य और अधिकतम के लिए 240 रुपये लेने का फैसला किया।

टिक्स की संख्या की गणना करने के लिए, पूर्वगामी पर आधारित एक आभासी टाइमर का उपयोग किया जाएगा। यह एक नोट या ठहराव की अवधि निर्धारित करने वाली टिक की संख्या है, जैसा कि पहले ही ऊपर उल्लेखित है।

नोटों के प्लेबैक को लागू करने के लिए, एक दूसरे, 16-बिट टाइमर का उपयोग किया जाता है। मिडी विनिर्देश के अनुसार, कुल 128 नोट प्रदान किए जाते हैं। लेकिन व्यवहार में उनका उपयोग बहुत कम किया जाता है। इसके अलावा, सबसे कम (लगभग 50 हर्ट्ज की आवृत्तियों के साथ) और उच्चतम (लगभग 8 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्तियों के साथ) ऑक्टेव्स को माइक्रोकंट्रोलर द्वारा सामंजस्यपूर्ण रूप से पुन: पेश नहीं किया जाएगा। लेकिन इस सब के लिए, एक 16-बिट टाइमर एक निश्चित विभक्त के साथ मिडी द्वारा प्रदान किए गए नोटों की लगभग पूरी रेंज को कवर करता है, अर्थात्, पहले 35 के बिना। लेकिन मैंने शुरुआत को 37 नंबर के साथ नोट के रूप में चुना (इसका कोड 36 है, क्योंकि एन्कोडिंग शून्य से आता है)। यह सुविधा के लिए किया जाता है, क्योंकि यह संख्या "सी" नोट से मेल खाती है, पारंपरिक पैमाने पर पहले नोट के रूप में। यह 65.4 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ मेल खाती है, और आधा चक्र है - 1 / 65.4 / 2 = 0.00764 सेकंड। 8 मेगाहर्ट्ज की एक एमके आवृत्ति पर इस समय अवधि और एक विभक्त 1 (यानी, एक विभक्त के बिना) लगभग टाइमर को 0.00764 / (1/8000000) = 61156 बार के रूप में गिना जाएगा। 35 वें नोट के लिए, यदि आप गणना करते हैं, तो यह मान 68645 होगा, जो 16-बिट टाइमर की सीमा से परे है। लेकिन, यहां तक कि अगर 36 वें से नीचे के नोट चलाने की आवश्यकता होती है, तो आप 8. के बराबर पहले उपलब्ध टाइमर डिवाइडर में प्रवेश कर सकते हैं, लेकिन इसके लिए कोई व्यावहारिक आवश्यकता नहीं है, जैसे कि शीर्ष नोट्स को खेलने के लिए भी कोई नहीं है। फिर भी, ऊपर 128 नोट के लिए, 12,543.85 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ "जी" नोट, टाइमर मूल्य है, अगर इसी तरह से गिना जाता है, 319। उपरोक्त सभी गणनाओं की बारीकियों को टाइमर मोड के विशिष्ट कॉन्फ़िगरेशन द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिसे बाद में दिखाया जाएगा।

अब मेरे पास कोई कम महत्वपूर्ण सवाल नहीं है: टाइमर के लिए नोट नंबर और कोड के बीच संबंध कैसे प्राप्त करें? किसी नोट की आवृत्ति को उसकी संख्या द्वारा गणना करने के लिए एक प्रसिद्ध सूत्र है। और एक ज्ञात आवृत्ति के लिए टाइमर कोड की गणना आसानी से की जाती है, जैसा कि उदाहरणों में ऊपर दिखाया गया है। लेकिन 12 वीं डिग्री की जड़ नोट पर आवृत्ति की निर्भरता के लिए सूत्र में दिखाई देती है, और सामान्य तौर पर, मैं इस तरह की कम्प्यूटेशनल प्रक्रियाओं के साथ नियंत्रक को लोड नहीं करना चाहूंगा। दूसरी ओर, सभी नोटों के लिए टाइमर कोड की एक सरणी बनाना भी तर्कसंगत नहीं है। और मैंने निम्नलिखित करने का फैसला किया, एक मध्य मैदान का चयन किया। यह पहले 12 नोटों के लिए टाइमर कोड की एक सरणी बनाने के लिए पर्याप्त है, जो एक सप्तक हैं। और निम्नलिखित सप्तक के नोटों को पहले सप्तक के नोटों की आवृत्तियों को 2 से गुणा करके प्राप्त किया जाना चाहिए। या, एक ही बात, क्रमिक रूप से टाइमर कोड के मूल्यों को 2 से विभाजित करके। एक और सुविधा यह है कि संयोग से, अष्टक संख्या, बिटवाइड शिफ्ट के अधिकार में एक तर्क है () »), जिसका उपयोग दो की शक्तियों द्वारा विभाजन के संचालन के रूप में किया जाएगा। मैंने इस ऑपरेटर को संयोग से नहीं चुना, क्योंकि इसका तर्क भाजक की शक्ति (2 द्वारा विभाजन की संख्या) के प्रतिपादक को दर्शाता है। और यह अष्टक संख्या है। मेरे नोट्स के सेट के लिए, कुल 8 सप्तक शामिल हैं (अंतिम सप्तक अधूरा है)। मिडी फ़ाइल में एक नोट एक बाइट के साथ एन्कोड किया गया है, अधिक सटीक, 7 बिट्स। एमके में नोट्स खेलने के लिए, उपरोक्त विचार के अनुसार, आपको पहले नोट कोड का उपयोग करके ओक्टेव संख्या और ओक्टेव में नोट संख्या की गणना करनी होगी। इस ऑपरेशन को मिडी फ़ाइल को सरलीकृत प्रारूप में परिवर्तित करने के चरण में किया जाता है। आठ सप्तक तीन बिट्स में एन्कोड किए जा सकते हैं, और एक ऑक्टेव में 12 नोटों को चार में एन्कोड किया जा सकता है। कुल मिलाकर, यह पता चला है कि नोट मिडी फ़ाइल के समान ही सात बिट्स में एन्कोडेड है, लेकिन केवल एमके के लिए सुविधाजनक एक अलग प्रतिनिधित्व में। इस तथ्य के कारण कि 16 बिट्स को 4 बिट्स के साथ एन्कोड किया जा सकता है, और 12 के ऑक्टेव में नोट, अप्रयुक्त बाइट्स हैं।

अंतिम आठवें बिट का उपयोग नोटों को सक्षम या अक्षम करने के लिए एक मार्कर के रूप में किया जा सकता है। एमके के मामले में, मेलोडी की सर्वसम्मति के कारण, म्यूट नोट के बारे में जानकारी बेमानी होगी। राग में नोट के सीधे परिवर्तन के साथ, "टर्न-ऑन-टर्न-ऑन" नहीं है, लेकिन नोट का "स्विच" है। और ठहराव की स्थिति में, "चुप्पी चालू है", जिसके लिए आप अप्रयुक्त बाइट्स के सेट से एक विशेष बाइट का चयन कर सकते हैं, और नोट को बंद करने के बारे में जानकारी का उपयोग बिल्कुल भी नहीं करें। ऐसा विचार अच्छा है कि यह रूपांतरण के बाद परिणामी माधुर्य का आकार बचाता है, लेकिन आमतौर पर मॉडल को जटिल बनाता है। मैंने इस विचार का पालन नहीं किया, क्योंकि पहले से ही बहुत मेमोरी है।

मिडी फ़ाइल में मेलोडी नोट्स के बारे में जानकारी "अंतराल-घटना-अंतराल-घटना ..." दृश्य में संबंधित चैनल के ब्लॉक में संग्रहीत की जाती है। परिवर्तित प्रारूप में, ठीक यही सिद्धांत लागू होता है। किसी घटना को रिकॉर्ड करने के लिए (नोट को चालू या बंद करके), जैसा कि ऊपर बताया गया है, एक बाइट का उपयोग किया जाता है। पहला बिट (सबसे महत्वपूर्ण बिट 7) ईवेंट के प्रकार को एन्कोड करता है। मान "1" नोट पर है, और मूल्य "0" नोट बंद है। अगले तीन बिट्स ओक्टेव नंबर को एनकोड करते हैं, और सबसे कम चार बिट्स ऑक्टेव में नोट नंबर को एनकोड करते हैं। एक बाइट का उपयोग समय अंतराल को रिकॉर्ड करने के लिए भी किया जाता है। मूल मिडी प्रारूप में, इसके लिए एक चर लंबाई प्रारूप का उपयोग किया जाता है। इसकी छोटी खामी यह है कि केवल 7 बिट्स समय अंतराल ("टिक्स" की संख्या) को एनकोड करते हैं, और आठवां बिट निरंतरता का संकेत है। यही है, एक बाइट के साथ, वास्तव में, आप 128 टिकों के अंतराल को एन्कोड कर सकते हैं। लेकिन चूंकि वास्तविक और सरल धुनों में घटनाओं के बीच समय अंतराल कभी-कभी 128 से अधिक होता है, लेकिन लगभग कभी भी 256 से अधिक नहीं होता है, मैंने चर-लंबाई प्रारूप को छोड़ दिया और एक बाइट के साथ प्रबंधित किया। यह 256 टिक तक के समय अंतराल को एन्कोड करता है। चूंकि परियोजना प्रति तिमाही 48 टिक का उपयोग करती है, या 48 * 4 = 192 प्रति चक्र टिक, एक बाइट का उपयोग 256/192 = 1 अवधि के अंतराल को एन्कोड करने के लिए किया जा सकता है। (3) (एक पूरे और एक तिहाई) चक्र, जो। काफी पर्याप्त है।

जिस मूल प्रारूप में मिडी फ़ाइल में कनवर्ट किया जाता है, मैंने एक छोटे हेडर, 16 बाइट्स आकार में भी लगाए। पहले 14 बाइट्स में राग का नाम होता है। स्वाभाविक रूप से, नाम 14 वर्णों से अधिक नहीं होना चाहिए। फिर एक शून्य स्थान आता है। अगले अंतिम बाइट एमके के लिए सुविधाजनक दृश्य में राग के गति को दर्शाता है। यह मान रूपांतरण चरण में परिकलित किया जाता है और एमके टाइमर को आरंभ करने के लिए कार्य करता है, जो गति के लिए जिम्मेदार है। इसकी गणना कैसे की जाती है, ऊपर कुछ पैराग्राफ में चर्चा की गई है।

17 वीं बाइट से शुरू, राग की सामग्री। प्रत्येक विषम बाइट एक समय अंतराल से मेल खाती है, और प्रत्येक बाइट एक घटना (नोट) से मेल खाती है। पहला बाइट शून्य होगा यदि माधुर्य नोट के साथ शुरू होता है, मिडी फ़ाइल की शुरुआत से, प्रारंभिक विराम के बिना। राग के अंत का एक संकेत दो बाइट्स 0xFF का एक लेबल है। कार्य में एक माइक्रोकंट्रोलर द्वारा एक राग का चक्रीय प्रजनन शामिल है। लय में मेलोडी के लिए ताल के दृष्टिकोण से सामंजस्यपूर्ण ध्वनि के लिए, इसे सही ढंग से लूप किया जाना चाहिए। ऐसा करने के लिए, यदि आवश्यक हो, तो अंतिम नोट के बाद आपको एक निश्चित लंबाई को थामने की आवश्यकता होती है, आमतौर पर जब तक अंतिम उपाय नहीं भरा जाता है। और इसके लिए आपको संबंधित घटना को मोड़ना होगा। मैंने बाइट 0x0F का उपयोग किया, जिसका उपयोग एन्कोडिंग नोट्स में नहीं किया जाता है। यह पहले सप्तक में 16 वें नोट को बंद करने से मेल खाता है, जो बेतुका है,चूँकि एक सप्तक में केवल 12 नोट हैं। इस प्रकार, यह बाइट एक "साइलेंट नोट" को एनकोड करता है, जिसमें से उच्च बिट भी इस मामले में जानकारी के अतिरेक के बावजूद, एक संकेत पर या बंद के रूप में काम कर सकता है। मिडी संपादक में इस नोट को सेट करने के लिए, मैंने पहला या दूसरा नोट (उनमें से कोई भी) लिया। आपको याद दिला दें कि मॉडल में पहले 36 नोटों का उपयोग नहीं किया गया है। इस प्रकार, मेलोडी के सही समापन के लिए पहले (या दूसरे) नोट को आवश्यक रूप से उपयोग किया जाता है, ताकि लूप में खेलते समय लय टूट न जाए।मिडी संपादक में इस नोट को सेट करने के लिए, मैंने पहला या दूसरा नोट (उनमें से कोई भी) लिया। आपको याद दिला दें कि मॉडल में पहले 36 नोटों का उपयोग नहीं किया गया है। इस प्रकार, पहले (या दूसरे) नोट का उपयोग मेलोडी के सही समापन के लिए आवश्यक के रूप में किया जाता है, ताकि लूप में खेलते समय लय टूट न जाए।मिडी संपादक में इस नोट को सेट करने के लिए, मैंने पहला या दूसरा नोट (उनमें से कोई भी) लिया। आपको याद दिला दें कि मॉडल में पहले 36 नोटों का उपयोग नहीं किया गया है। इस प्रकार, पहले (या दूसरे) नोट का उपयोग मेलोडी के सही समापन के लिए आवश्यक के रूप में किया जाता है, ताकि लूप में खेलते समय लय टूट न जाए।

"काकेवॉक प्रो ऑडियो 9" के संपादक के रूप में काम करना जारी रखते हुए, हम एक मनमाने संगीत की रचना करेंगे। नीचे दिए गए आंकड़े मेलोडी नोट्स दिखाते हैं जो मैंने इंटरनेट पर मौजूद चित्रों में से एक में लिखा था। नोटों की छवियां दो शैलियों में प्रस्तुत की जाती हैं: "पियानो रोल" की शैली में और शास्त्रीय शैली में। पहला एक कंप्यूटर माउस का उपयोग करके धुन लिखने और संपादित करने के लिए बहुत सुविधाजनक है। यही मैं उपयोग करता हूं।

जैसा कि आप आंकड़ा से देख सकते हैं, अंत में सबसे कम (पहला) नोट चक्रीय पैटर्न को सही ढंग से व्यवस्थित करने के लिए सही समय अंतराल पर चुप्पी के संकेत के लिए लागू किया जाता है। और माधुर्य की शुरुआत में, एक स्पर्श की उपस्थिति के मद्देनजर, पहले नोट से पहले एक चौथाई का संकेत है।

संपादक तालिका फॉर्म में घटनाओं को प्रदर्शित करने के लिए एक मोड प्रदान करता है।

जैसा कि आप आंकड़े से देख सकते हैं, नोट लेने के अलावा, घटनाओं की सूची में कुछ भी नहीं है, जैसा कि कभी-कभी एक संगीत परियोजना पर अनावश्यक जोड़-तोड़ के साथ होता है। यदि, फिर भी, अनावश्यक घटनाएं जो नोटों से संबंधित नहीं हैं, तो किसी कारण से सूची में शामिल हैं, उन्हें डेल कुंजी दबाकर हटाया जा सकता है। यद्यपि, रूपांतरण के चरण में, सभी अनावश्यक घटनाओं को अनदेखा किया जाता है, और डेल्टा समय "जमा" होता है। वैसे, मैंने डिबगिंग चरण में इस फ़ंक्शन को प्रोग्राम में जोड़ा। जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, तालिका अन्य गुणों के साथ-साथ प्रत्येक नोट के ऑन-टाइम और अवधि को दर्शाती है जिसकी हमें आवश्यकता नहीं है। यही है, तालिका में एक पंक्ति के साथ दो मिडी घटनाओं को एक बार में व्यक्त किया जाता है: नोटों को चालू और बंद करना।

"मिडी 1" प्रारूप में माधुर्य को बचाएं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।

सहेजी गई फ़ाइल को हेक्स संपादक में खोलें। यह तुरंत ध्यान दिया जाना चाहिए कि, समान एवी फाइलों के विपरीत (जैसा कि मैंने पहले लिखा था), मिडी फ़ाइल में संख्यात्मक मानों के बाइट्स को रिवर्स ऑर्डर में नहीं, बल्कि वरिष्ठता (बड़े एंडियन) के अनुसार प्रस्तुत किया जाता है।

आकृति में, मैंने मार्करों को केवल वांछित बाइट्स के साथ चिह्नित किया। सबसे पहले, एक बोल्ड रेड फ्रेम प्रत्येक में दो बाइट्स के तीन समूहों को रेखांकित करता है। यह, क्रमशः मिडी प्रारूप (1), चैनलों की संख्या (2) और प्रति तिमाही (48) टिकों की संख्या है। यह इन मूल्यों है कि इन तीन स्थिरांक परिवर्तन कार्यक्रम के आगे काम के लिए होना चाहिए। बैंगनी आर्क्स दो चैनलों में से प्रत्येक की शुरुआत को चिह्नित करते हैं। पहले चैनल में, 6 बाइट्स को एक ग्रे फ्रेम के साथ चिह्नित किया जाता है, जिसके अंदर तीन बाइट्स को नीले फ्रेम के साथ हाइलाइट किया जाता है। ये 6 बाइट्स कोड 0x51 और 0x03 बाइट्स की सामग्री लंबाई के साथ एक मेटा इवेंट (मार्कर मार्कर 0xFF) से संबंधित हैं। तीन बाइट्स आगे - घटना की सामग्री। यह घटना एक नीले फ्रेम में इन तीन बाइट्स के साथ राग का टेम्पो सेट करती है। अंतिम कम बाइट को सुरक्षित रूप से त्याग दिया जा सकता है, क्योंकि सुपर सटीकता महत्वपूर्ण नहीं है। मैं फ़ाइल में सभी बाइट्स का विस्तृत और गहन विवरण नहीं दूंगा।दूसरे ट्रैक में - नोट्स के साथ ट्रैक में - समय अंतराल के मूल्यों को एक नीले फ्रेम में परिचालित किया जाता है। वे, इस विशेष उदाहरण में, केवल एक बाइट से अधिक नहीं थे, केवल एकमात्र नोट के अलावा, इसके अलावा। यह माधुर्य का पारिश्रमिक नोट है (समाप्त होने के अतिरिक्त छद्म नोट गिनता है) जो माप के तीन चौथाई तक रहता है, जो 48 * 3 = 144 टिक है और 128 से अधिक है। और यह इसके लिए है कि आपको चर लंबाई के प्रारूप के अनुसार दो बाइट्स का उपयोग करना होगा। और परिवर्तित प्रारूप में समय अंतराल का प्रतिनिधित्व करने के लिए, मूल्य 144 आसानी से एक बाइट के साथ एन्कोडेड है। मैंने इस विशेष मामले को एक दोहरे नीले फ्रेम में परिचालित किया। नोट्स एक हरे रंग के फ्रेम में, या बल्कि, उनके कोड में परिचालित होते हैं। प्रत्येक नोट की मात्रा एक ग्रे फ्रेम में परिक्रमा की जाती है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, एक शून्य मात्रा नोट के म्यूट (रिलीज़) का संकेत है, और पूरी रचना में एक घटना है:नोटों को चालू करना। इस घटना के लिए कोड, 0x90, पीले रंग में चिह्नित है। मैंने मेलोडी के अंत तक सभी नोटों की रूपरेखा तैयार नहीं की। एकमात्र अपवाद एकल समय अंतराल के लिए डबल ब्लू फ्रेम है जो 128 टिकों की सीमा से अधिक है।

फिर, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एमके के लिए मिडी फ़ाइल को अपने स्वयं के प्रारूप में परिवर्तित करने का कार्यक्रम वास्तव में कई मिडी फ़ाइलों के समूह के साथ काम करता है, और आउटपुट पर यह EEPROM के लिए एक छवि फ़ाइल बनाता है। इस फ़ाइल के एक टुकड़े पर विचार करें जो ऊपर के उदाहरण से परिवर्तित राग की सामग्री से संबंधित है। मैंने इसे सेक्टरों द्वारा छवि दिखाने और इस पर ध्यान देने के लिए एक और एचईएक्स संपादक में खोला। प्रत्येक नया राग एक नए क्षेत्र से शुरू होता है।

पहली पंक्ति (पहली 16 बाइट्स) से अंतिम बाइट, एक लाल फ्रेम में परिक्रमा, राग का टेम्पो सेट करता है। गणना के अनुसार, 0xC1 (193) का मूल्य टेम्पो 154, 155 और 156 पर पड़ता है। बस प्रोजेक्ट में मैंने मेलोडी टेम्पो को 155 बीपीएम पर सेट किया है, जो पहले स्क्रीनशॉट में से एक में देखा गया था। पहले बाइट्स (14 वें तक) एक नीले फ्रेम में परिक्रमा रचना का नाम निर्धारित करते हैं। इस उदाहरण में, "क्लासिक।" एमके के लिए, यह जानकारी अनावश्यक है, यह केवल हेक्स संपादक में अभिविन्यास के लिए आवश्यक है। यद्यपि, यदि आप प्रदर्शन का उपयोग करके एमके पर एक अधिक जटिल परियोजना बनाते हैं, तो आप इस जानकारी को बजाए गए राग का नाम प्रदर्शित करके उपयोग कर सकते हैं।

दूसरी पंक्ति (17 वीं बाइट से) मेलोडी की सामग्री को शुरू करती है। मूल मिडी फ़ाइल के रूप में, मैंने सभी नोटों को पेंट नहीं किया, लेकिन केवल एक भाग को चित्रित किया। नीले रंग में उजागर विषम बाइट्स समय अंतराल हैं। यहां तक कि हरे फ्रेम के साथ चिह्नित बाइट्स उनके ऑन / ऑफ के संकेतों के साथ नोट हैं। उदाहरण के लिए, पहले दो हरे बाइट्स, 0xB4 और 0x34, कोड 0x34 के साथ एक ही नोट को संदर्भित करते हैं, और बाइट्स केवल एक उच्च-क्रम बिट में भिन्न होते हैं। बाइट 0xB4 (0b10110100) में, उच्च बिट एक है, जो एक नोट को चालू करने का संकेत है, और बाइट 0x34 (0b00110100) में, उच्च बिट शून्य है, जो एक नोट को बंद करने का संकेत है। बाइट 0x34 ने निम्नलिखित पैरामीटर्स के साथ एक नोट एनकोड किया: ऑक्टेव कोड 0b011, और एक ऑक्टेव में नोट कोड - 0b0100। या, दशमलव रूप में, क्रमशः 3 और 4। यदि आप शून्य से नहीं गिनते हैं,यह पता चला है कि राग में पहला नोट चौथे सप्तक का है और इसमें पांचवां है। यहां ऑक्टेव नंबरिंग को मनमाने तरीके से चुना जाता है, बिना मानक अंकन के। मेरी गणना सहायक तालिका एक्सेल के अनुसार सहमत नोट, मिडी प्रारूप के लिए कोड 76 (0x4C) के साथ नोट है, अर्थात, नोट E6 (6 वें मध्य सप्तक का "ई" नोट)। तो यह है: रचना इस नोट से शुरू होती है।

यह संगीत के अनुक्रम में एक विशेष मामले पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जब एक ही नोट बिना विराम के दोहराया जाता है। हमारे उदाहरण में, सभी आसन्न नोट जो पॉज़-फ़्री हैं, अलग-अलग हैं। लेकिन ऐसी धुनें हैं जहां नोट बिना विराम के दोहराता है। यही है, एक को बंद करने और अगले सटीक समान नोट को चालू करने के बीच का समय अंतराल शून्य है। संगीत के एक जटिल संश्लेषण की ख़ासियत को देखते हुए, इस तरह के अनुक्रम किसी भी सिंथेसाइज़र पर परिचित लगेंगे। लेकिन एमके के मामले में, यह इतना सुसंगत लगेगा कि दो समान नोटों के बीच के अंतर को सुनना मुश्किल होगा। व्यवहार में, निश्चित रूप से, एमसी में होने वाली मध्यवर्ती गणनाओं के कारण कोई स्पष्ट विलय नहीं होगा, लेकिन फिर भी, इस बार का अंतराल भी एक टिक की अवधि की तुलना में बहुत कम होने की संभावना है। ऐसे विशेष मामलों के लिए, कार्यक्रम रूपांतरण चरण में है,इस तरह के संयोजन में टकराते हुए, 1 टिक लंबाई के नोटों के बीच एक ठहराव का परिचय देता है और एक ही समय अंतराल द्वारा नोट के बाईं ओर एक नोट की अवधि को कम करता है। 1 टिक का न्यूनतम "अंतर" काफी पर्याप्त है, जैसा कि अभ्यास ने दिखाया है।

एक दोहरे नीले फ्रेम में मैंने समय अंतराल (0x90) के उस मूल्य को परिचालित किया, जो 128 से अधिक है, और जिसके लिए मुझे चर-लंबाई प्रारूप के अनुसार, मिडी फ़ाइल में दो बाइट्स खर्च करने पड़े। हरे रंग के घेरे रचना को संरेखित करने के लिए एक ही छद्म नोट पर बाइट्स पर और बंद किए जाते हैं। एमके कार्यक्रम, इन बाइट्स को देखने के बाद, उन्हें चुप्पी के रूप में व्याख्या करेगा। अंत में, दो 0xFF बाइट्स एक बोल्ड नीले फ्रेम में घेरे हुए अंत में माधुर्य का प्रतीक है। वर्तमान मेमोरी सेक्टर के भीतर सभी निम्नलिखित बाइट्स के मूल्य किसी भी हो सकते हैं, उन्हें अनदेखा किया जाता है।

आउटपुट EEPROM छवि फ़ाइल के पहले क्षेत्र पर विचार करें। जैसा कि मैंने पहले ही लिखा था, यह धुनों की शुरुआत के क्षेत्रों के पते की सूची के रूप में कार्य करता है। कार्यक्रम ने त्रुटियों के बिना सफलतापूर्वक 8 धुनों को स्कैन किया (लेखन के समय, मैंने 8 धुनें रिकॉर्ड की थीं)। सेक्टर के अंतिम 512 वें बाइट में धुनों की संख्या का मान दर्ज किया गया है। और सेक्टर की शुरुआत से ही पते लिखे जाते हैं। पहली मेलोडी के लिए, पता 0x01 है, जो दूसरे सेक्टर से मेल खाता है (पहला, यदि आप स्क्रैच से गिनते हैं)। तीसरी और चौथी धुन (आठ में से दो) लंबी हो गई और एक सेक्टर में फिट नहीं हुई। इसलिए, पता अनुक्रम में अंतराल मनाया जाता है। यदि आप गिनते हैं, तो 64kB मेमोरी, आप 127 से अधिक धुनों को रिकॉर्ड नहीं कर सकते हैं, इसलिए संबोधित करने के लिए एक सेक्टर काफी पर्याप्त है।

सभी प्रारंभिक अनुमान और गणनाएं लेख में परिलक्षित होती हैं, मैंने एक्सेल में किया। नीचे दिए गए स्क्रीनशॉट परिणामी तालिकाओं (दोहरे विंडो मोड में) के स्क्रीनशॉट दिखाते हैं।

कौन परवाह करता है, स्पॉइलर के नीचे एक सी प्रोग्राम का पाठ है जो मिडी फ़ाइलों को माइक्रोकंट्रोलर के लिए एक फ़ाइल में परिवर्तित करता है। पाठ से, मैंने डीबगिंग के लिए उपयोग की जाने वाली अतिरिक्त पंक्तियों को हटा दिया। कार्यक्रम, अब तक काम कर रहा है, लिखित कोड में पठनीय और साक्षर होने का दावा नहीं करता है।

मुख्य फ़ाइल 1.cpp

#include <stdio.h> #include <windows.h> #include <string.h> #define SPACE 1 HANDLE openInputFile(const char * filename) { return CreateFile ( filename, // Open Two.txt. GENERIC_READ, // Open for writing 0, // Do not share NULL, // No security OPEN_ALWAYS, // Open or create FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, // Normal file NULL); // No template file } HANDLE openOutputFile(const char * filename) { return CreateFile ( filename, // Open Two.txt. GENERIC_WRITE, // Open for writing 0, // Do not share NULL, // No security OPEN_ALWAYS, // Open or create FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, // Normal file NULL); // No template file } void filepos(HANDLE f, unsigned int p){ LONG LPos; LPos = p; SetFilePointer (f, LPos, NULL, FILE_BEGIN); //FILE_CURRENT //https://docs.microsoft.com/en-us/windows/desktop/api/fileapi/nf-fileapi-setfilepointer } DWORD wr; DWORD ww; unsigned long int read32(HANDLE f){ unsigned char b3,b2,b1,b0; ReadFile(f, &b3, 1, &wr, NULL); ReadFile(f, &b2, 1, &wr, NULL); ReadFile(f, &b1, 1, &wr, NULL); ReadFile(f, &b0, 1, &wr, NULL); return b3<<24|b2<<16|b1<<8|b0; } unsigned long int read24(HANDLE f){ unsigned char b2,b1,b0; ReadFile(f, &b2, 1, &wr, NULL); ReadFile(f, &b1, 1, &wr, NULL); ReadFile(f, &b0, 1, &wr, NULL); return b2<<16|b1<<8|b0; } unsigned int read16(HANDLE f){ unsigned char b1,b0; ReadFile(f, &b1, 1, &wr, NULL); ReadFile(f, &b0, 1, &wr, NULL); return b1<<8|b0; } unsigned char read8(HANDLE f){ unsigned char b0; ReadFile(f, &b0, 1, &wr, NULL); return b0; } void message(unsigned char e){ printf("Error %d: ",e); switch(e){ case 1: // -   -; printf("In track0 event is not FF\n"); break; case 2: // -  127 printf("Len of FF >127\n"); break; case 3: //  ; printf("Midi is incorrect\n"); break; case 4: //   ; printf("Delta>255\n"); break; case 5: //    RPN  NRPN; printf("RPN or NRPN is detected\n"); break; case 6: //   ; printf("Note in 1...35 range\n"); break; case 7: //    ; printf("Long of name of midi file >18\n"); break; } system("PAUSE"); } int main(){ HANDLE in; HANDLE out; unsigned int i,j; unsigned int inpos; unsigned int outpos=0; unsigned char byte; // ; unsigned char byte1; //  1  ; unsigned char byte2; //  2  ; unsigned char status; //- ( ); unsigned char sz0; // -; unsigned long int bsz0; //    -; unsigned short int format, ntrks, ppqn; //  ; unsigned long int bsz1; //    ; unsigned long int bpm; // ( .  ); unsigned long int time=0; //    ( ); unsigned char scale; //    ,  ; unsigned char oct; //    ; unsigned char nt; // ; unsigned char outnote; //      ; unsigned char prnote=0; //  ; unsigned char tdt; // ()   ; unsigned int dt; //    ( ); unsigned int outdelta=0; //    ( ); unsigned char prdelta=0; //  ; char fullname[30]; //    ; char name[16]; // ; WIN32_FIND_DATA fld; //   mid; HANDLE hf; unsigned short int csz; //  ; unsigned char nfile=0; // ; unsigned char adr[128]; //    ; out=openOutputFile("IMAGE.out"); outpos=512; //   ; filepos(out,outpos); hf=FindFirstFile(".\\midi\\*.mid",&fld); do{ printf("\n***** %s *****\n",fld.cFileName); if(strlen(fld.cFileName)>18){ //   ; message(7); } sprintf(name,"%s",fld.cFileName); name[strlen(fld.cFileName)-4]=0; // ; sprintf(fullname,".\\midi\\%s",fld.cFileName); //    ; WriteFile(out, name, strlen(name), &ww, NULL); //    ; in=openInputFile(fullname); //    ; #include "process.cpp" //     ; outpos+=((csz/512)+1)*512; //    ; adr[nfile]=(outpos/512)-((csz/512)+1); //  ()   ; filepos(out,outpos); CloseHandle(in); nfile+=1; }while(FindNextFile(hf,&fld)); //   ,    ; FindClose(hf); WriteFile(out, &outnote, 1, &ww, NULL); outpos=0; //   ; filepos(out,outpos); WriteFile(out, adr, nfile, &ww, NULL); outpos=511; //  ; filepos(out,outpos); WriteFile(out, &nfile, 1, &ww, NULL); CloseHandle(out); system("PAUSE"); return 0; }

Process.cpp फ़ाइल अनुलग्नक

 time=0; inpos=8; //  ; filepos(in,inpos); format=read16(in); ntrks=read16(in); ppqn=read16(in); if(format!=1 || ntrks!=2 || ppqn!=48){ message(3); } inpos+=10; filepos(in,inpos); //    -; bsz0=read32(in); inpos+=4; while(inpos<22+bsz0){ //      ; tdt=read8(in); inpos+=1; //   ; dt=(unsigned int)(tdt&0x7F); while(tdt&0x80){ tdt=read8(in); inpos+=1; dt=(dt<<7)|(tdt&0x7F); } byte=read8(in); inpos+=1; if(byte==0xFF){ //  ,  -    -; byte=read8(in); //  -; sz0=read8(in); //  , ,     127 ( ); if(sz0&0x80){ message(2); } inpos+=2; switch(byte){ case 0x51: //   "Set Tempo"; bpm=read24(in); scale=256-(bpm/(ppqn*128)); printf("scale=%d\n",scale); filepos(out,outpos+15); // ; WriteFile(out, &scale, 1, &ww, NULL); csz=16; break; default: break; } inpos+=sz0; filepos(in,inpos); // ,     0x51; }else{ message(1); } } //    ; outdelta=0; inpos+=4; filepos(in,inpos); bsz1=read32(in); inpos+=4; while(inpos<30+bsz0+bsz1){ tdt=read8(in); inpos+=1; //   ; dt=(unsigned int)(tdt&0x7F); while(tdt&0x80){ tdt=read8(in); inpos+=1; dt=(dt<<7)|(tdt&0x7F); } outdelta+=dt; //  ; // ,      , ; time+=dt; //  ; byte=read8(in); //    ,  ; inpos+=1; if(byte&0x80){ //  ; status=byte; // ; if(byte==0xFF){ //   -; byte=read8(in); //    ,    ; sz0=read8(in); inpos+=(2+sz0); filepos(in,inpos); }else{ //    ; byte1=read8(in); inpos+=1; } }else{ //    ,        ; byte1=byte; } switch(status&0xF0){ // ,      ; case 0xF0: //   ,  -; break; case 0x80: // ; byte2=read8(in); //     ( ); inpos+=1; //     ,    ; if(byte1>1&&byte1<36){ //         ; message(6); } if(byte1>1){ // ; oct=((byte1-36)/12); //  ; nt=(byte1-36)%12; //    ; }else{ //   ; oct=0; nt=15; } outnote=(oct<<4)|nt; //  ; prnote=outnote; prdelta=outdelta; if(outdelta>255){ //     255 (  ); message(4); } WriteFile(out, &outdelta, 1, &ww, NULL); WriteFile(out, &outnote, 1, &ww, NULL); csz+=2; outdelta=0; //  ; break; case 0x90: //   ; byte2=read8(in); //    ( ); inpos+=1; //     ,    ; if(byte1>1&&byte1<36){ //         ; message(6); } if(byte1>1){ // ; oct=((byte1-36)/12); //  ; nt=(byte1-36)%12; //    ; }else{ //   ; oct=0; nt=15; } if(byte2){ //  ,   ; outnote=0x80|(oct<<4)|nt; //  = 1; //   ; if(!outdelta && (outnote&0x7F)==prnote){ //     ; prdelta-=SPACE; // -; filepos(out,outpos+csz-2); //    ; WriteFile(out, &prdelta, 1, &ww, NULL); // ; filepos(out,outpos+csz); outdelta=SPACE; //  -  ; } }else{ //  ,    ; outnote=(oct<<4)|nt; prnote=outnote; //  ; prdelta=outdelta; //  -; } if(outdelta>255){ //   -    ; message(4); } WriteFile(out, &outdelta, 1, &ww, NULL); WriteFile(out, &outnote, 1, &ww, NULL); csz+=2; outdelta=0; // -   ; break; //   () ; case 0xA0: // ; byte2=read8(in); inpos+=1; break; case 0xB0: //   ; if(byte1>=98&&byte1>=101){ //     NRPN  RPN; message(5); //  ; } byte2=read8(in); inpos+=1; break; case 0xC0: //  (.  ); // , ,    ; break; case 0xD0: //; break; case 0xE0: // ; byte2=read8(in); inpos+=1; break; default: //  (   ); break; } } //     0xFFFF,    ; outdelta=255; outnote=255; WriteFile(out, &outdelta, 1, &ww, NULL); WriteFile(out, &outnote, 1, &ww, NULL); csz+=2; //   ,     ; printf("Length: %i (%i:%02i)\n",time,time/192,time%192);

एमके के लिए कार्यक्रम का मूल हिस्सा, वास्तव में, बहुत सरल है। इसके कार्यान्वयन के विकल्पों में से एक पर विचार करें, अधिक सटीक रूप से, इसका मुख्य भाग।

नोट्स की ध्वनि उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाने वाले टाइमर 1 को निम्नानुसार कॉन्फ़िगर किया गया है। नोटों को सक्षम और अक्षम करने के लिए, क्रमशः निम्नलिखित प्रतिस्थापन का उपयोग किया जाता है।

 #define ENT1 TCCR1B=0x09;TCCR1A=0x40 #define DIST1 TCCR1B=0x00;TCCR1A=0x00;PORTB.1=0

टाइमर शुरू करने से पहले, आपको OCR1A को एक 16-बिट मान रजिस्टर करने की आवश्यकता है जो कि खेली जाने वाली आवृत्ति के अनुरूप होगा। इसे बाद में दिखाया जाएगा। जब टाइमर चालू होता है, TCCR1B रजिस्टर को 1 के टाइमर विभक्त के साथ वेवफॉर्म जनरेशन मोड सौंपा जाता है, और TCCR1A रजिस्टर मैच की तुलना पर OC1A को टॉगल करने के लिए सेट किया जाता है। इस मामले में, संकेत एमके "OC1A" के विशेष रूप से नामित आउटपुट से हटा दिया गया है। SMD पैकेज में ATmega8 में, यह पिन 13 है, जो PORTB.1 के समान है। जब टाइमर बंद हो जाता है, तो दोनों रजिस्टर रीसेट हो जाते हैं, और PORTB.1 का उत्पादन शून्य हो जाता है। चुप्पी के दौरान, एक निरंतर वोल्टेज के उत्पादन को रोकने के लिए यह आवश्यक है, जो वीएलएफ के इनपुट के लिए अवांछनीय होगा। यद्यपि, आप एक संधारित्र को सर्किट में रख सकते हैं, लेकिन आप प्रोग्रामेटिक रूप से आउटपुट को अक्षम भी कर सकते हैं। इस आउटपुट पर एक निरंतर वोल्टेज हो सकता है यदि नोट सिग्नल के संबंधित चरण के क्षण में बंद हो जाता है, और यह 50% मामलों में है।

बहुत पहले सप्तक के 12 नोटों के लिए टाइमर मानों की एक सरणी बनाएं। इन मूल्यों की गणना पहले से की गई थी।

 freq[]={61156,57724,54484,51426,48540,45815,43244,40817,38526,36364,34323,32396};

अन्य अष्टक के नोट, जैसा कि मैंने कहा, दो डिग्री से विभाजित करके प्राप्त किया जाएगा।

टाइमर 0 कॉन्फ़िगरेशन और भी सरल है। यह लगातार काम करता है, एक अतिप्रवाह बाधा के साथ, हर बार नए सिरे से मूल्य के साथ प्रारंभिक किया जाता है जो मेलोडी के टेम्पो से मेल खाती है। टाइमर डिवाइडर 5: TCCR0 = 0x05 है। इस टाइमर के आधार पर, एक वर्चुअल टाइमर बनाया जाता है जो मेलोडी में tics (बार) को गिनता है। इस टाइमर की प्रतिक्रिया को संसाधित करना मुख्य कार्यक्रम चक्र में रखा गया है।

टाइमर 0 इंटरप्ट फंक्शन इस प्रकार है।

 interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void){ if(ent01){ vt01+=1; } TCNT0=top0; }

यहां वर्चुअल टाइमर को सक्रिय करने के लिए चर ent01 जिम्मेदार है। इस चर के द्वारा, यदि आवश्यक हो तो इसे चालू या बंद किया जा सकता है। Vt01 वेरिएबल वर्चुअल टाइमर का काउंटेबल प्राइमरी वेरिएबल है। TCNT0 = top0 की पंक्ति टाइमर 0 के इनिशियलाइज़ेशन को वांछित मान top0 को इंगित करती है, जिसे इसे बजाने से पहले राग के शीर्षक से पढ़ा जाता है।

बजाए जाने वाले राग की संख्या चर alm से मेल खाती है। यह प्रजनन की शुरुआत के ध्वज के रूप में भी कार्य करता है। उसे कार्य के आधार पर एक तरीके में एक माधुर्य संख्या निर्दिष्ट करने की आवश्यकता है। उसके बाद, मुख्य चक्र का अगला ब्लॉक सक्रिय हो जाएगा।

 if(alm){ //     ; adr=eepr(alm-1)<<9; //     (<<9    512); adr+=15; //   ,      ; top0=eepr(adr); //  ; adr+=1; //     ; adr0=adr; //      (  ); top01=eepr(adr); //      " "  ; adr+=1; //   ; note=eepr(adr); // ; adr+=1; //    -; vt01=0; //    ; ent01=1; //  ; TCNT0=0; //  ; alm=0; //        ,   ; }

नोट से नोट पर आगे स्विचिंग वर्चुअल टाइमर की प्रोसेसिंग यूनिट में किया जाता है, जिसे मुख्य लूप में भी रखा जाता है।

 if(vt01>=top01){ //   ,    ; vt01=0; //  ; if(note&0x80){ //     ""; nt=note&15; //    ; oct=(note&0x7F)>>4; //  ; if(nt!=15){ //       15,   ; OCR1A=freq[nt]>>oct; //     ; //         ; ENT1; // ; }else{ //  " "   ; DIST1; // ; } }else{ //     ""; DIST1; // ; } top01=eepr(adr); //      " "; adr+=1; //   ; note=eepr(adr); //   ; adr+=1; // ; if(note==255 && top01==255){ //      ; top01=eepr(adr0); //   ,   ; note=eepr(adr0+1); //   ; adr=adr0+2; //   ; } }

कार्यक्रम के पाठ में टिप्पणियों से, सब कुछ काफी स्पष्ट और समझने योग्य होना चाहिए।

राग को रोकने के लिए, मुख्य लूप के निम्नलिखित सम्मिलन का उपयोग करें।

 if(stop){ //  ; DIST1; //  ; ent01=0; //  ; vt01=0; //  ; }

राग प्लेबैक के कार्यान्वयन के बारे में एक छोटी टिप्पणी है। प्रत्येक नए नोट की आवाज़ शुरू होने से पहले, माइक्रोकंट्रोलर नोट की रीड बाइट को टाइमर मूल्य में परिवर्तित करने में बहुत कम समय खर्च करता है। इस बार, जैसा कि यह व्यवहार में निकला, अपेक्षाकृत छोटा है, और प्लेबैक की गुणवत्ता को प्रभावित नहीं करता है। लेकिन मुझे संदेह था कि यह ऑपरेशन अदृश्य रहेगा। इस मामले में, प्रत्येक नोट से पहले अतिरिक्त ठहराव दिखाई देगा, और राग की लय टूट जाएगी। लेकिन यह समस्या भी हल करने योग्य है। यह अगले नोट के टाइमर मानों की अग्रिम गणना करने के लिए पर्याप्त है जबकि वर्तमान नोट लगता है। यह प्रक्रिया विशेष रूप से नामित ध्वज का उपयोग करके मुख्य प्रोग्राम लूप में वर्चुअल टाइमर के प्रसंस्करण से अलग से प्रदर्शन किया जाना चाहिए। इस तथ्य के कारण कि गणना का समय कम से कम नोट के खेल के समय से अधिक होने की संभावना नहीं है, इस तरह का एक समाधान उपयुक्त है।

अब चलो कार्यक्रम का परीक्षण करने के लिए आगे बढ़ते हैं।

उपरोक्त कोड स्निपेट्स के अलावा, मैंने एमके कार्यक्रम में बटन प्रसंस्करण कार्यों को जोड़ा, जिसके साथ मैं एक विशेष राग के समावेश या निष्क्रिय होने को नियंत्रित करता हूं। EEPROM I2C बस के माध्यम से एमके से जुड़ा हुआ है, जिसके साथ सॉफ्टवेयर स्तर पर कार्य किया जाता है। यह परियोजना "कोडविज़नएवीआर" की मदद से "कोडविदेरवाआर" के साथ मिलकर की गई थी। मैं एम.पी. को पिन 13 से पीसी साउंड कार्ड में विभक्त के माध्यम से आउटपुट करता हूं और ध्वनि संपादक में माधुर्य की ध्वनि रिकॉर्ड करता हूं। मैंने फर्मवेयर की मदद से EEPROM मेमोरी को फ्लैश किया, जो मैंने पिछले लेखों में से एक में लिखा था। इस तथ्य के कारण कि छवि फ़ाइल के सभी बाइट्स उपयोगी नहीं हैं, रिकॉर्डिंग समय और चिप संसाधन को बचाने के लिए मेमोरी फर्मवेयर को केवल उपयोगी बाइट्स (धुनों के अंतिम मार्कर तक) द्वारा लागू किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, आप एक अलग प्रोग्राम बना सकते हैं, या मुख्य प्रोग्राम में जोड़कर सीधे रूपांतरण के दौरान चिप को बाइट्स लिख सकते हैं।

आठ धुनों में तीन परीक्षण हैं, जिनकी मदद से मैं कान द्वारा आवृत्ति रेंज, समान नोटों के विलय की आवाज़, सबसे छोटे नोटों की आवाज़, त्वरित बदलाव आदि का मूल्यांकन करूंगा। आपको याद दिला दूं कि एक ही नोट्स को मर्ज करने से वास्तव में एक टिक के साथ आवाज़ आती है, और विलय में पहला नोट बहुत कम टिकता है।

परीक्षण धुनों में से एक एक तिमाही में एक नोट की अवधि के साथ पहली से आखिरी तक नोट्स का एक क्रम है और 40 बीपीएम का एक मेलोडी टेम्पो है।

इस परिदृश्य में, एक नोट एक सेकंड से थोड़ा अधिक लगता है, और इसलिए आप विस्तार से सुन सकते हैं कि नोट्स की पूरी श्रृंखला कैसे लगती है। ऑडियो एडिटर "एडोब ऑडिशन" में फ़्रीक्वेंसी स्पेक्ट्रम पर मुख्य फ़्रीक्वेंसी घटकों और उनके ऊपरी हार्मोनिक्स को इसी आराध्य तरंग के कारण मनाया जाता है। और नोट संख्या और आवृत्ति के बीच लघुगणक संबंध हड़ताली है।

समय अंतराल का विश्लेषण करते हुए, यह स्पष्ट रूप से देखा गया है कि लगातार नोटों के बीच वास्तविक ठहराव लगभग 145 नमूनों (ऑडियो रिकॉर्डिंग 44100 हर्ट्ज की एक नमूना आवृत्ति) के बारे में औसत है, जो लगभग 3 एमएस है। यह वह समय है जिसके दौरान एमके आवश्यक गणना करता है। ये आवेषण प्रत्येक नोट से पहले नियमित रूप से मौजूद होते हैं। मैंने विशेष रूप से नमूनों में अर्थ लिखा है, क्योंकि यह जानकारी अधिक मूल और अधिक सटीक है, हालांकि यह बहुत महत्वपूर्ण नहीं है।

और 120 बीपीएम के माधुर्य की औसत गति से एक टिक की लंबाई लगभग 10 एमएस है। यह इस प्रकार है कि, सिद्धांत रूप में, 1 टिक में एक ही सुधार को लागू करना संभव नहीं होगा, जब दो समान नोट एक के बाद एक बिना विराम के चलते हैं। मुझे लगता है कि नोटों के बीच 3 एमएस की नियमित प्रविष्टि काफी पर्याप्त होगी। एक राग को सुनते समय, ये नियमित आवेषण ध्यान देने योग्य नहीं होते हैं, और राग समान रूप से बजते हैं। इसलिए, वर्तमान नोट के चलने के दौरान अगले नोट के लिए टाइमर मान की गणना करने की कोई विशेष आवश्यकता नहीं है।

200 बीपीएम के टेम्पो के साथ एक और टेस्ट मेलोडी में उत्तराधिकार में मध्य विराम से समान 1/32 नोट शामिल हैं। इस मामले में, प्रसंस्करण के बाद, जब उनके बीच खेल रहे होते हैं, तो 1 टिक का ठहराव होता है, जो रिकॉर्ड किए गए सिग्नल के 310 नमूनों (लगभग 6 एमएस) के इस तेज गति पर होता है।

वैसे, इस ठहराव की लंबाई सिग्नल की अवधि के लिए तुलनीय है, जो मेलोडी के एक उच्च गति को इंगित करता है। और इसकी आवाज एक ट्रिल की याद दिलाती है।

सिद्धांत रूप में, यह समाप्त हो सकता है। मैं डिवाइस के परिणाम से संतुष्ट था, यह सभी अपेक्षाओं को पार कर गया। ज्यादातर समय मैं मिडी प्रारूप का अध्ययन करने और रूपांतरण के लिए कार्यक्रम डीबग करने के लिए समर्पित था। निम्नलिखित लेखों में से एक मैं MIDI से संबंधित एक विषय के लिए भी समर्पित करूंगा, जो अन्य दिलचस्प अनुप्रयोगों में इस प्रारूप के आवेदन के बारे में बात करेगा।

ATMEGA8 पर एक साधारण संगीत सिंथेसाइज़र का विकास

More articles: