◆unit MIDIを入手したのでM5StampS3を使ってUSB MIDI I/Fのキーボードデータを

　DIN-MIDI OUT/INへの変換アダプタを作ってみました。

　
　

１．開発環境 2024/11/28時点
２．変換アダプタ回路図
　

３．USB-MIDIをESP32S3で読み込むための準備
　①スケッチ例を下記よりダウンロードします。
　　esp32-usb-host-demos
　　解凍後、「esp32-usb-host-demos-main\examples\usbhmidi\usbhmidi.ino」
　　を別フォルダにコピペして使っています。
　　そこに、「esp32-usb-host-demos-main」のフォルダにある二つのファイル
　　「show_desc.hpp」usbhhelp.hpp」をコピペします。

　　＊ESP32S3Debkit用
　　
　　＊M5Stamps3用
　　

　②USB-DIN変換用のスケッチです。先人のスケッチを修正しています。
　　＊ESP32S3用とM5STAMPS3用とは//コメントで変更しています。
　　＊他のESP32S3ボードを使用する場合、ここのDIN用シリアルポート番号を
　　　変更すれば、いけると思います。
　　◆当然ながらスケッチは、保障無しの自己責任で参考程度にお願いします。

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/*m5stamp_midi.ino
 * MIT License
 *Copyright (c) 2021 touchgadgetdev@gmail.com
 *2024/11/24 modify By JK1VCK
*/
#include <usb/usb_host.h>
#include "show_desc.hpp"
#include "usbhhelp.hpp"

bool isMIDI = false;
bool isMIDIReady = false;

const size_t MIDI_IN_BUFFERS = 8;
const size_t MIDI_OUT_BUFFERS = 8;
usb_transfer_t *MIDIOut = NULL;
usb_transfer_t *MIDIIn[MIDI_IN_BUFFERS] = {NULL};
// USB MIDI Event Packet Format (always 4 bytes)
//
// Byte 0 |Byte 1 |Byte 2 |Byte 3
// -------|-------|-------|------
// CN+CIN |MIDI_0 |MIDI_1 |MIDI_2
//
// CN = Cable Number (0x0..0xf) specifies virtual MIDI jack/cable
// CIN = Code Index Number (0x0..0xf) classifies the 3 MIDI bytes.
// See Table 4-1 in the MIDI 1.0 spec at usb.org.
//
static void midi_transfer_cb(usb_transfer_t *transfer) {
  ESP_LOGI("", "midi_transfer_cb context: %d", transfer->context);
  if (Device_Handle == transfer->device_handle) {
    int in_xfer = transfer->bEndpointAddress & USB_B_ENDPOINT_ADDRESS_EP_DIR_MASK;
    if ((transfer->status == 0) && in_xfer) {
      uint8_t *const p = transfer->data_buffer;
      for (int i = 0; i < transfer->actual_num_bytes; i += 4) {
        if ((p[i] + p[i+1] + p[i+2] + p[i+3]) == 0) break;
        ESP_LOGI("", "midi: %02x %02x %02x %02x",p[i], p[i+1], p[i+2], p[i+3]);
        Serial.printf("USB MIDI-IN: %02X %02X %02X %02X ",p[i], p[i+1], p[i+2], p[i+3]);
        Serial.printf("DIN MIDI-OUT: %02X %02X %02X\n", p[i+1], p[i+2], p[i+3]);
        Serial2.write(p[i+1]);
        Serial2.write(p[i+2]);
        Serial2.write(p[i+3]);
      }
      esp_err_t err = usb_host_transfer_submit(transfer);
      if (err != ESP_OK) {
        ESP_LOGI("", "usb_host_transfer_submit In fail: %x", err);
      }
    } else {
      ESP_LOGI("", "transfer->status %d", transfer->status);
    }
  }
}

void check_interface_desc_MIDI(const void *p) {
  const usb_intf_desc_t *intf = (const usb_intf_desc_t *)p;
  // USB MIDI
  if ((intf->bInterfaceClass == USB_CLASS_AUDIO) &&
      (intf->bInterfaceSubClass == 3) &&
      (intf->bInterfaceProtocol == 0))
  {
    isMIDI = true;
    ESP_LOGI("", "Claiming a MIDI device!");
    esp_err_t err = usb_host_interface_claim(Client_Handle, Device_Handle,
        intf->bInterfaceNumber, intf->bAlternateSetting);
    if (err != ESP_OK) ESP_LOGI("", "usb_host_interface_claim failed: %x", err);
  }
}

void prepare_endpoints(const void *p) {
  const usb_ep_desc_t *endpoint = (const usb_ep_desc_t *)p;
  esp_err_t err;
  // must be bulk for MIDI
  if ((endpoint->bmAttributes & USB_BM_ATTRIBUTES_XFERTYPE_MASK) != USB_BM_ATTRIBUTES_XFER_BULK) {
    ESP_LOGI("", "Not bulk endpoint: 0x%02x", endpoint->bmAttributes);
    return;
  }
  if (endpoint->bEndpointAddress & USB_B_ENDPOINT_ADDRESS_EP_DIR_MASK) {
    for (int i = 0; i < MIDI_IN_BUFFERS; i++) {
      err = usb_host_transfer_alloc(endpoint->wMaxPacketSize, 0, &MIDIIn[i]);
      if (err != ESP_OK) {
        MIDIIn[i] = NULL;
        ESP_LOGI("", "usb_host_transfer_alloc In fail: %x", err);
      } else {
        MIDIIn[i]->device_handle = Device_Handle;
        MIDIIn[i]->bEndpointAddress = endpoint->bEndpointAddress;
        MIDIIn[i]->callback = midi_transfer_cb;
        MIDIIn[i]->context = (void *)i;
        MIDIIn[i]->num_bytes = endpoint->wMaxPacketSize;
        esp_err_t err = usb_host_transfer_submit(MIDIIn[i]);
        if (err != ESP_OK) {
          ESP_LOGI("", "usb_host_transfer_submit In fail: %x", err);
        }
      }
    }
  } else {
    err = usb_host_transfer_alloc(endpoint->wMaxPacketSize, 0, &MIDIOut);
    if (err != ESP_OK) {
      MIDIOut = NULL;
      ESP_LOGI("", "usb_host_transfer_alloc Out fail: %x", err);
      return;
    }
    ESP_LOGI("", "Out data_buffer_size: %d", MIDIOut->data_buffer_size);
    MIDIOut->device_handle = Device_Handle;
    MIDIOut->bEndpointAddress = endpoint->bEndpointAddress;
    MIDIOut->callback = midi_transfer_cb;
    MIDIOut->context = NULL;
//    MIDIOut->flags |= USB_TRANSFER_FLAG_ZERO_PACK;
  }
  isMIDIReady = ((MIDIOut != NULL) && (MIDIIn[0] != NULL));
}

void show_config_desc_full(const usb_config_desc_t *config_desc) {
  // Full decode of config desc.
  const uint8_t *p = &config_desc->val[0];
  uint8_t bLength;
  for (int i = 0; i < config_desc->wTotalLength; i+=bLength, p+=bLength) {
    bLength = *p;
    if ((i + bLength) <= config_desc->wTotalLength) {
      const uint8_t bDescriptorType = *(p + 1);
      switch (bDescriptorType) {
        case USB_B_DESCRIPTOR_TYPE_DEVICE:
          ESP_LOGI("", "USB Device Descriptor should not appear in config");
          break;
        case USB_B_DESCRIPTOR_TYPE_CONFIGURATION:
          show_config_desc(p);
          break;
        case USB_B_DESCRIPTOR_TYPE_STRING:
          ESP_LOGI("", "USB string desc TBD");
          break;
        case USB_B_DESCRIPTOR_TYPE_INTERFACE:
          show_interface_desc(p);
          if (!isMIDI) check_interface_desc_MIDI(p);
          break;
        case USB_B_DESCRIPTOR_TYPE_ENDPOINT:
          show_endpoint_desc(p);
          if (isMIDI && !isMIDIReady) {
            prepare_endpoints(p);
          }
          break;
        case USB_B_DESCRIPTOR_TYPE_DEVICE_QUALIFIER:
          ESP_LOGI("", "USB device qual desc TBD");// Should not be in config?
          break;
        case USB_B_DESCRIPTOR_TYPE_OTHER_SPEED_CONFIGURATION:
          ESP_LOGI("", "USB Other Speed TBD");// Should not be in config?
          break;
        case USB_B_DESCRIPTOR_TYPE_INTERFACE_POWER:
          ESP_LOGI("", "USB Interface Power TBD");// Should not be in config?
          break;
        default:
          ESP_LOGI("", "Unknown USB Descriptor Type: 0x%x", *p);
          break;
      }
    }
    else {
      ESP_LOGI("", "USB Descriptor invalid");
      return;
    }
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  //Serial2.begin(31250,SERIAL_8N1,18,17); //RXD=18 TXD=17 ESP32S3 Devkit
  Serial2.begin(31250,SERIAL_8N1,15,13);//RXD:15 TXD:13 M5STAMPS3
  delay(500);
  usbh_setup(show_config_desc_full);
  //Serial.println("ESP32S3 MIDI USB-IN -> DIN-OUT & DIN-IN -> USB-OUT");
  Serial.println("M5STAMP MIDI USB-IN -> DIN-OUT & DIN-IN -> USB-OUT");
}
int ct=0;
uint8_t data[5]={1,2,3,4,5};
void loop() {
uint8_t wk;
  usbh_task();
  if (Serial2.available()) {// DIN MIDIからメッセージを取得
    wk=Serial2.read();      //Serial.printf("ct:%d %02x ",ct,wk);
    if ((wk & 0x80)) ct=0;
    data[ct]=wk;
    ct++;
    if (ct>2) {
      ct=0;
      Serial.print("DIN MIDI-IN: ");
      for(int i=0;i<3;i++) {
        Serial.printf("%02X ",data[i]);
      }
      if (isMIDIReady) {
        ESP_LOGI("", "MIDI send 4 bytes");
        MIDIOut->num_bytes = 4;
        uint8_t *const p = MIDIOut->data_buffer;
        p[0]=(data[0]&0xF0)>>4;
        for(int i=0;i<3;i++) {
          p[i+1]=data[i];
        }
        Serial.print(" USB MIDI-OUT: ");
        for(int i=0;i<4;i++) {
          Serial.printf("%02X ",p[i]);
        }
        esp_err_t err = usb_host_transfer_submit(MIDIOut);
        if (err != ESP_OK) {
          ESP_LOGI("", "usb_host_transfer_submit Out fail: %x", err);
        } else {
          Serial.printf(" USB OUT OK\n");
        }
      } else {
        Serial.println();
      }
    }
  }  
}

４．DIN MIDIで流れるデータの方式について
　①詳しくは、下記を参照して下さい。
　　M I D I 1.0 規格書

　②概略を下記に示します。（ChatGPTより）








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