Introdu��o

Na entrada do sistema embarcado estar� ligado o cabo de uma guitarra, e ser� produzido na sa�da serial um fluxo de dados seguindo o protocolo MIDI.

F�sica do som musical

O formato MIDI

Para promover a interoperabilidade entre os equipamentos de v�rios fabricantes e a expans�o da ind�stria de instrumentos eletr�nicos como um todo, um cons�rcio de v�rios fabricantes criou o padr�o MIDI. O padr�o MIDI representa o som de maneira simb�lica, ou seja, n�o est� representada no fluxo MIDI a forma de onda, e sim uma sequ�ncia de palavras bin�rias que descreve qualitativamente o som sendo tocado, em cada dos aspectos mencionados na se��o anterior.

As informa��es seguintes sobre o formato foram obtidas em grande parte no �timo tutorial ``Midi and the AVR'' [8]. O formato possui v�rias peculiaridades e cornerstones, por�m em geral um fluxo MIDI constitui-se de uma sequ�ncia de eventos. A maioria dos eventos MIDI tem tr�s bytes, com o formato ilustrado na figura 1.1.

**Figura 1.1:** Formato da maioria dos eventos MIDI
$\begin{figure}\begin{center} \textbf{STATUSBYTE, DATABYTE1, DATABYTE2} \end{center} \end{figure}$

STATUSBYTE indica o tipo de evento, e pode indicar tamb�m alguma outra informa��o associada a tipos espec�ficos de eventos, O significado de ambos os bytes de dados depende do tipo de evento, e alguns eventos MIDI possuem somente um byte. A tabela 1.1 detalha os tipos de eventos MIDI mais comuns:

Tabela 1.1: Principais tipos de eventos MIDI

STATUSBYTE	DATABYTE1	DATABYTE2	Descri��o
1000cccc	0nnnnnnn	0vvvvvvv	Evento NOTEOFF, onde 'cccc' � o canal, 'nnnnnnn' a nota e 'vvvvvvv' o valor ``velocity'' (a intensidade).
1001cccc	0nnnnnnn	0vvvvvvv	Evento NOTEON, onde 'cccc' � o canal, 'nnnnnnn' a nota e 'vvvvvvv' o valor ``velocity'' (a intensidade).
1011cccc	0nnnnnnn	0vvvvvvv	Evento CONTROLCHANGE, onde 'cccc' � o canal, 'nnnnnnn' � o n�mero do controle, e 'vvvvvvv' � seu valor
1110cccc	0LLLLLLL	0mmmmmmm	Evento PITCHCHANGE, onde 'cccc' � o canal, 'LLLLLLL' � o LSB e 'mmmmmmm' � o MSB do novo valor. O valor onde n�o h� mudan�a (valuecenter) � 0x2000
11111000	nenhum	nenhum	Evento MIDICLK. Ocorrem 24 eventos MIDICLK em uma seminima^1.1, e 96 em um compasso^1.2, assumindo tempo 4/4
11111010	nenhum	nenhum	Evento START, enviado no in�cio do fluxo e seguido por MIDICLKs
11111011	nenhum	nenhum	Evento CONTINUE, o fluxo continua de onde parou
11111100	nenhum	nenhum	Evento STOP, enviado para pausar o fluxo MIDI
11111110	nenhum	nenhum	Active sensing

Alguns fatos interessantes podem ser retirados da tabela. Um deles � que todo STATUSBYTE tem seu bit mais significativo em '1', enquanto todo DATABYTE tem seu bit mais significativo em '0'. Isso permite uma r�pida checagem na chegada de um byte que devemos interpretar como MIDI.

Outro ponto importante � que os eventos MIDI n�o guardam nenhum tipo de informa��o sobre a dura��o de uma nota tocada. Essa informa��o est� expressa implicitamente no n�mero de per�odos de clock decorridos entre um evento NOTEON e o respectivo NOTEOFF. Uma cad�ncia de eventos MIDI que ilustra uma semicolcheia^1.3 sendo tocada (com assinatura de tempo 4/4) � representada na figura 1.2.

Decorreram-se 6 ciclos de clock entre o evento NOTEON e o respectivo NOTEOFF, e como temos a assinatura de tempo e o fato de que em uma sem�nima h� 24 ciclos, por uma simples regra de tr�s :) deduzimos que a nota tocada � uma semicolcheia.

**Figura 1.2:** Uma semicolcheia sendo tocada
$\begin{figure}\begin{center} \textbf{NOTEON, MIDICLK, MIDICLK, MIDICLK, MIDICLK, MIDICLK, MIDICLK, NOTEOFF} \end{center} \end{figure}$

Algumas das restri��es que pretende-se adotar no projeto simplificam bastante o formato do stream MIDI que produziremos como sa�da. Essas restri��es s�o discutidas em maiores detalhes em um cap�tulo espec�fico.