MIDI: електричне з’єднання інтерфейсу

2 хв. читання
MIDI електричне з’єднання — DIN-5, струмова петля 5 мА, резистори та оптоізоляція
Електричне з’єднання MIDI: DIN-5, струмова петля 5 мА, контакти 4 і 5, резистори та гальванічна розв’язка через оптопару.
Зображення створено за допомогою генеративного ШІ для MIDITAUR. Концепція, композиція та текстове наповнення — MIDITAUR.

Класичний MIDI 1.0 через 5-pin DIN використовує односторонній асинхронний послідовний інтерфейс зі швидкістю 31,25 кбіт/с. Один serial byte передається як 10 біт: start bit, 8 data bits і stop bit, тому повна передача одного байта триває 320 мкс.

Умовне позначення MIDI OUT та MIDI IN
Передавання класичного MIDI 1.0 є одностороннім: MIDI OUT одного пристрою підключається до MIDI IN іншого.

Струмова петля замість передавання рівня напруги

5-pin DIN MIDI використовує приблизно 5-мА струмову петлю. Логічний 0 відповідає протіканню струму, а логічна 1 — його відсутності. За electrical specification один MIDI OUT має безпосередньо керувати одним MIDI IN.

Формат одного serial byte

Передавання асинхронне й відповідає схемі 8-N-1: один start bit, вісім data bits і один stop bit без parity. Біти даних передаються LSB first. При 31,25 kbaud десятибітний кадр займає 320 мкс, що дає теоретично до 3125 MIDI bytes за секунду.

Структура MIDI serial byte зі start bit, 8 data bits і stop bit
Один MIDI serial byte: start bit + 8 data bits + stop bit.

Навіщо MIDI IN має електричне розділення

У класичному MIDI IN застосовується оптоізолятор, який створює гальванічну розв’язку між передавачем і приймачем. Це допомагає уникати контурів заземлення та пов’язаних із ними шумів і помилок даних.

Електрична схема MIDI OUT, MIDI IN та оптоізоляції
Типова структура MIDI electrical interface: current-loop transmitter, opto-isolated receiver та UART logic.

Після оптоізолятора цифрові дані надходять до UART або еквівалентної логіки, яка відновлює serial bytes для подальшої обробки пристроєм.

MIDI OUT, MIDI IN і MIDI THRU

MIDI OUT формує струмову петлю для передавання даних. MIDI IN приймає її через opto-isolator. Optional MIDI THRU передає копію даних, отриманих через MIDI IN, і електрично поводиться як новий MIDI output.

Кабель і контакти

Розпайка 5-pin DIN MIDI кабелю
Класичний MIDI-кабель використовує 5-pin DIN; pins 1 і 3 не використовуються.

У 5-pin DIN MIDI сигнальні лінії проходять через pins 4 і 5. Pins 1 і 3 не використовуються. Екран кабелю пов’язаний із pin 2 відповідно до electrical specification; на MIDI IN не повинно бути прямого DC-зв’язку pin 2 із землею приймача.

Що змінилося після початкової специфікації

Початковий MIDI 1.0 орієнтувався на 5-вольтову логіку. CA-033 оновив 5-pin DIN electrical specification для сучасних 3,3-вольтових схем і додав optional RF filtering та grounding provisions, не змінюючи формат MIDI 1.0 messages.

Практичні висновки

  • 31,25 кбіт/с і 8-N-1 визначають serial transport класичного MIDI 1.0.
  • Електричний сигнал передається як приблизно 5-мА current loop.
  • Один MIDI OUT за специфікацією безпосередньо підключається до одного MIDI IN.
  • Opto-isolation у MIDI IN допомагає уникати ground loops.
  • MIDI THRU є optional і ретранслює дані з MIDI IN.

Джерела