
- •Аннотация
- •Основные обозначения, сокращения и термины
- •Содержание
- •Введение
- •1 Исследовательская часть
- •Обзор интерфейса midi
- •Интерфейс midi и его применение
- •Аппаратная спецификация midi
- •1.1.3 Спецификация формата данных midi
- •1.1.4 Midi-контроллеры
- •1.1.5 Канальные сообщения интерфейса midi
- •1.1.6 Системные сообщения интерфейса midi
- •Обзор интерфейса usb 2.0 Hi-Speed
- •1.2.1 Архитектура шины usb 2.0 Hi-Speed
- •1.2.2 Аппаратные компоненты шины usb 2.0 Hi-Speed
- •1.2.3 Программные компоненты шины usb 2.0 Hi-Speed
- •1.3 Обзор существующих аналогов вуу
- •2 Схемотехническая реализация вуу
- •Разработка структурной схемы вуу
- •Разработка функциональной схемы вуу
- •Анализ и выбор элементной базы устройства вуу
- •2.3.1 Платформа Arduino Uno
- •2.3.2 Микроконтроллер aTmega8u2
- •2.3.3 Контроллер usb-midi
- •2.3.4 Акселерометр adxl335
- •Разработка схемы подключения периферийных узлов вуу
- •Типовая схема подключения midi разъема
- •Разработка электрической принципиальной схемы устройства вуу
- •Конструкторско-технологическая реализация вуу
- •Анализ платформы Arduino Uno и микроконтроллера aTmega-8u
- •Разработка и изготовление печатной платы акселерометра adxl335
- •Расчет технологичности печатной платы акселерометра adxl335
Разработка схемы подключения периферийных узлов вуу
Типовая схема подключения midi разъема
Полноценное MIDI-устройство имеет три соединительных разъема: MIDI In (вход), MIDI Out (выход) и MIDI Thru (на разъем MIDI Thru через буфер ретранслируется копия сигнала, поступающего с внешнего MIDI-устройства на вход MIDI In). Все разъемы — пятиконтактные (рисунок 2.5). Контакты 4 и 5 — сигнальные, контакт 2 — экран. Таким образом, для разъемов MIDI Out и MIDI Thru назначение контактов одно и то же, для разъема MIDI In — обратное.
Рисунок 2.5 - Схема распайки разъемов MIDI-кабеля
Для соединения используется двужильный экранированный кабель. Соединение разъемов на двух концах кабеля — прямое (2-2, 4-4, 5-5). Схема распайки разъёмов MIDI-кабеля представлена на рисунке 2.5.Принцип соединения MIDI-устройств. Принцип соединения двух MIDI-устройств показан на рисунке 2.6. Контакт передатчика, с которого во внешнюю цепь снимается сигнал, называется MIDI TXD (Transmitter Data). Контакт приемника, на который из внешней цепи должен поступать сигнал, — MIDI RXD (Receiver Data):
Рисунок 2.6 - Принцип соединения двух MIDI-устройств
Аппаратная часть интерфейса MIDI замечательна тем, что разработчики предусмотрели в ней несколько мер, направленных на снижение уровня шума и помех. К простейшим, но достаточно эффективным мерам относится обязательное экранирование кабелей, соединяющих MIDI-устройства. Экран представляет собой проволочную оплетку, которая защищает проводники от проникновения в них электромагнитных волн, несущих помехи. Экран предотвращает излучение электромагнитных волн в окружающее пространство самим MIDI-кабелем. Посредством экрана помехи не проникают с одного инструмента на другой, так как в соответствии со стандартом MIDI исключено электрическое соединение экрана с корпусами одновременно двух MIDI-устройств. Самое главное, помехи не могут попасть с одного инструмента на другой еще и потому, что даже сигнальные провода не имеют непосредственной связи одновременно и с прибором-передатчиком, и с прибором-приемником MIDI-сообщений. Разумеется, здесь нет парадокса: если по проводам передается информация, значит, связь есть, но эта связь в действительности не гальваническая, а оптическая. Во входной цепи интерфейса MIDI включена пара оптоэлектронных приборов. Светодиод начинает светиться, когда по кабелю передается логический ноль, и гаснет, если передается логическая единица. Свет направлен на фотодиод, ток через который тем сильнее, чем сильнее этот прибор освещен. Цепочка преобразования сигналов такова: электрический ток — свет — электрический ток. Таким способом создается непреодолимое препятствие на пути протекания токов, несущих в себе помехи, в то же время цифровые сигналы проходят совершенно свободно. Стандартом предусмотрено, что в сети MIDI-устройств в одно и то же время только одно из них может быть передатчиком MIDI-сообщений, а все остальные — только приемниками. Один MIDI-передатчик допускает подключение до четырех приемников. На рисунке 2.7 представлен вариант подключения MIDI-устройств к MIDI-интерфейсу звуковой карты.
Рисунок 2.7 - Подключение MIDI-устройств к звуковой карте
Схема подключения акселерометра ADXL335
Типовая схема подключения акселерометра ADXL335 к внешним устройствам представлена на рисунке 2.8.
Рисунок 2.8 – Схема подключения акселерометра ADXL335
Vs – напряжение питания акселерометра составляет 1,8 – 3,6 В.