CN1372245A - 用于构成电子乐器的双向串行总线系统 - Google Patents

Abstract

一种总线系统,它将构成电子乐器装置的多个多种类型设备互连,以在具有唯一地址设备之间交换信号。该总线系统有用于传输时钟信号的串行时钟线,和用于从源设备向目标设备以同步时钟信号传送数据信号的串行数据线。源设备作为主设备开始通信通话,比如向串行时钟线发送时钟信号和向串行数据线以同步时钟信号发送数据信号。目标设备在通信通话期间作为从设备操作,以便以时钟信号为基础,接收数据信号。源设备将包含指定目标设备的唯一地址的数据信号公式化,以便目标设备能从源设备专门接收数据信号。唯一地址包括分类信息和副地址,分类信息指明目标设备所属的分类,副地址指定在所指明的分类中的目标设备。

Description

用于构成电子乐器的双向串行总线系统

技术领域

本发明涉及一种适于构成电子乐器的双向串行总线系统。

背景技术

在传统的电子乐器中，一种类型的电子乐器只有单个CPU(中央处理单元)。用于检测键盘上的每个开关操作的键盘开关和面板控制器(paneloperator)(如用于进行例如音色设置的面板开关)连接到并行I/O(输入-输出)上。CPU通过并行I/O收回与键盘开关和面板控制器有关的操作信息，以操作信息为基础产生声音参数，响应发声时限(soundingtiming)将声音参数传送给音频发生器，让音频发生器产生声音。

还已知另一种类型的设有两个或两个以上CPU的传统电子乐器。在设有两个或两个以上CPU的这种类型的电子乐器中，CPU共享操作和功能。例如，键盘CPU扫描键盘开关，以检测和输出与各键有关的操作信息。面板CPU扫描面板控制器，以便在控制面板显示设备的显示时，检测和输出与各面板控制器有关的操作信息。主CPU从键盘CPU接收键盘输入信号，从面板CPU接收与面板控制器有关的操作信息，以操作信息为基础产生声音参数，响应发声时限，将声音参数传送给音调发生器，让音调发生器产生声音。在这种情况下，主CPU分别通过独立的串行通信路径连接到键盘CPU和面板CPU，以通过通信路径相互通信。

只设有一个CPU的传统电子乐器各产品的功能和外形相差很大。因而，各电子乐器中的电路板需要单独设计和装配在电子乐器中，这使得因缺少兼容性和通用性而不可能将装配在现有产品中的电路板用于另一新产品。

而且，在设有两个或两个以上CPU的传统电子乐器中，对每个产品单独确定主CPU和面板CPU之间的通信规范。因而，装配在现有不同产品中的多种电路板不能相互连接，这使得因为缺少兼容性和通用性而不可能再利用这些电路板。而且，如果要求多个键盘，则其上装配有键盘CPU的附加键盘电路板必须连接到其上装配有主CPU的主电路板上。那么，必须向主电路板添加新的连接硬件，导致要对主电路板重新设计。

发明内容

因而，本发明的一个目的是提供一种电子乐器总线系统，它能通过简单地将设备连接到总线上，而通过总线在构成电子乐器的多个设备之间实施通信。

实现上述目的时，依据本发明的一个方面，提供了将构成电子乐器装置的多个多种类型设备互连的总线系统，以便在具有唯一地址的设备之间交换信号。该总线系统包括：连接到多个设备以便传输时钟信号的串行时钟线，连接到多个设备以便从源设备向目标设备以同步时钟信号传输数据信号的串行数据线。源设备作为主设备(master)开始通信通话，比如向串行时钟线发送时钟信号和向串行数据线以同步时钟信号发送数据信号。目标设备在通信通话期间作为从属设备操作，比如在从串行时钟线馈送的时钟信号基础上，通过串行数据线接收数据信号。源设备将包含指定目标设备的唯一地址的数据信号公式化，以便目标设备能从源设备专门接收数据信号。唯一地址包括分类信息和副地址，分类信息指明目标设备所属的分类，副地址指定在所指明的分类中的目标设备。

在依据本发明的上述电子乐器总线系统中，设备归为四类：具有第一优先权的主类型，具有第二优先权的键盘类型，具有第三优先权的面板类型和具有第四优先权的MIDI类型。在两个或两个以上的源设备要开始与不同分类的不同目标设备通信通话的情况下，与具有最高优先权分类的目标设备通信通话的源设备优先作为通信通话的主设备。

而且，在依据本发明的上述电子乐器总线系统中，源设备产生由数据和索引信息组成的数据信号，索引信息优先于数据并指示数据种类。

而且，依据本发明的上述电子乐器总线系统适用于多个特殊协议(专门用于多个设备分类)和通用协议(所有分类公用)。源设备可以选择使用专门用于目标设备的特殊协议或通用协议，以管理源设备和目标设备之间的通信通话。

而且，在依据本发明的上述电子乐器总线系统中，属于主类型分类的源设备可以使用专用于各设备分类的多个协议。属于主类型分类的源设备选择专用于目标设备分类的协议，以管理源设备和目标设备之间的通信通话。

而且，在依据本发明的上述电子乐器总线系统中，属于主类型分类的源设备将包含地址的数据信号公式化，它对应所选的协议并指定目标设备，以便源设备可以通过所选的协议管理与目标设备的通信通话。

依据本发明的上述方面，可以通过总线系统执行在构成电子乐器的设备之间的通信。在这种情况下，从主设备发送的数据信号被给予对数据传输目标来说是唯一的地址，该地址包括表示设备分类的分类信息和指定相同分类中的一个设备的副地址。因此，可以通过总线系统执行不同分类设备之间的通信。例如，在这种电子乐器中，当将键盘新开发为设备时，键盘只能连接到电子乐器总线系统，以构成电子乐器。在这种情况下，其它设备，例如面板和主设备，可以使用如常。

而且，当添加设备以使功能升级时，要添加的该设备只能连接到电子乐器，构成添加有新设备的电子乐器。因而，可显着减少产品开发的花费，并可在短期内添加任何功能。

因此，本发明允许在不同产品中使用每个设备，反之，可能开发以设备为基础的产品而保持兼容性和通用性。

在本发明的另一方面中，提供了一种总线系统，包括：总线，它通过双向串行通信支持音乐数据转送通话；和多个通过总线互连的设备，它们构成电子乐器装置，以便其中一个设备可以通过其开始进行通话而成为主设备，另一设备在通话期间被主设备寻址时成为从属设备。设备包括：手控输入设备、MIDI设备和主设备，手控输入设备由用于输入音乐数据的键盘或操作面板组成，适用于进行音乐数据传送通话的总线；MIDI设备设计用来处理MIDI格式的音乐数据，适用于进行音乐数据传送通话的总线；主设备能控制手控输入设备和MIDI设备，适用于进行音乐数据传送通话的总线。

而且，在依据本发明的上述电子乐器总线系统中，在主设备和手控输入设备之间进行的通话设计成以具有第一数据长度的数据包形式传送音乐数据，在主设备和MIDI设备之间进行的通话处理包括MIDI信息和系统排除信息的音乐数据，以便该通话以具有第一数据长度的数据包形式传送MIDI数据，以具有比第一数据长度长的第二数据长度的另一数据包的形式传送系统排除信息。

依据本发明的上述方面，在诸如键盘或面板和MIDI设备的操作/输入设备之间交换的MIDI信息的主包长度整合为第一预定长度，这就可能简化各设备的接收处理。而且因为只以比第一预定长度长的第二预定长度来传输字节长度较长的系统排除信息，所以不会降低系统的通信效率。

而且，在本发明的上述电子乐器中，手控输入设备包括多个可视组件，用以可视地指示音乐信息。主设备可以起动通话，向手控输入设备传送包括组群信息(group message)和模式信息的音乐数据。组群信息有将多个可视组件分组的作用，模式信息有用相同组中的可视组件总体控制指示音乐信息的模式的作用。

而且，这些组中可以包括具有指示音乐信息的固定模式的可视组件的组。

依据本发明的上述方面，可以同时控制多个可视组件。而且，如果要被控制的可视组件组合基本不改变，就可减少用来控制显示而发布的命令数。

而且，在依据本发明的上述电子乐器中，主设备和MIDI设备之间的通话设计成传送表示MIDI信息的音乐数据，MIDI信息由状态字节和接着状态字节的数据字节组成。MIDI信息以含有索引信息和标题的包的形式传输。索引信息指示MIDI信息的类型，代替状态字节。标题信息包含指定MIDI信息的目标设备的地址。

而且，在依据本发明的上述电子乐器总线系统中，目标设备通过将包中含有的索引信息变为相应的状态字节而将接收到的包重建为MIDI信息。

依据本发明的上述方面，任何MIDI信息都可以在电子乐器总线系统中传输和接收，而不会影响MIDI信息的通用性。

附图说明

图1是显示作为实施例中实践的电子乐器硬件结构的框图，它应用了依据本发明的电子乐器总线系统。

图2是显示了依据本发明的电子乐器总线系统连接的总体观的结构图。

图3是显示了依据本发明的E-总线系统的具体结构的图。

图4是显示了在依据本发明的实施例的E-总线系统中将数据传送给SCL和SDA线期间观察到的波形时限的图表。

图5是显示了分类ID，副地址范围，分类名和适合的通信协议的表。

图6是显示了依据本发明实施例的E-总线系统中数据格式的图。

图7是显示了依据本发明实施例的E-总线系统中公用协议的主机传输/接收命令的表。

图8是显示了依据本发明实施例的E-总线系统中标准协议的主机传输和接收命令的表。

图9是显示了依据本发明实施例的E-总线系统中MIDI协议的主机传输和接收命令的表。

图10是显示了依据本发明实施例的E-总线系统中E-总线启动程序的流程图。

图11是显示了依据本发明实施例的E-总线系统中主机接收处理的流程图。

图12是显示了依据本发明实施例的E-总线系统中主机传输处理的流程图。

图13是显示了依据本发明实施例的E-总线系统中键盘传输/接收处理的流程图。

图14是显示了依据本发明实施例的E-总线系统中MIDI传输/接收处理的流程图。

具体实施方式

图1是显示电子乐器硬件结构的框图，它应用了依据本发明的电子乐器总线系统。图2是显示了依据本发明的电子乐器总线系统连接的图。

依据本发明的电子乐器总线系统表示为E-总线系统，它包括：图1中所示的电子乐器中的E-总线11，和包括有图2中所示的E-总线11连接的E-总线系统。E-总线系统中的E-总线11与主控制器设备10(主设备)，面板设备12、13，键盘设备14、15和MIDI设备16相连接，主控制器设备10设有主电路板10a，其上装配有主CPU(中央处理单元)，主ROM(只读存储器)，主RAM(随机存取存储器)等。面板设备12、13分别设有面板电路板12a，13a，在其上分别装配有面板CPU，面板ROM和面板RAM。键盘设备14、15分别设有键盘电路板14a，15a，在其上分别装配有键盘CPU，键盘ROM，键盘RAM等。MIDI设备16设有MIDI电路板16a，其上装配有MIDI CPU，MIDI ROM，MIDI RAM等。

主控制器设备10控制电子乐器1的整个操作，并执行控制处理，以在键盘开关和面板控制器的操作信息基础上产生从键盘设备14，15和面板设备12，13输入的音频，还执行控制处理以产生依据MIDI(乐器数字接口)信息的音频。在主控制器设备10中，由主CPU执行的控制程序和诸如音色数据和伴奏风格的预置数据存储在主ROM中，主ROM装配在主电路板10a上。而且，用于音色数据和伴奏风格的工作存储区域(当执行控制程序等的时候由主CPU使用)和用户区域设在装配在主电路板10a上的RAM中。

面板设备12，13均设有用于设定音色和效果的面板开关，像音量调控器或轮的连续作用调节器，和面板控制器，如JOG控制器，以便可以改变音色和音色参数的选择。面板CPU扫描设在面板设备12，13中的面板控制器，以检测输入事件和操纵量。在这种情况下，可作为依赖于面板操作器的相对值来检测操纵量。在面板设备12，13中，由面板CPU执行的扫描程序等存储在面板ROM中，面板ROM分别装配在面板电路板上。而且，当面板CPU执行扫描程序等时，所使用的存储区域(如工作存储区域)设在分别装配在面板电路板12a，13a上的面板RAM中。

键盘设备14，15均设有多个键和键盘开关，以响应各键的操作打开或关闭。键盘CPU扫描设在键盘设备14，15中的键盘开关，以检测表示记录开(note-on)或记录关(note-off)，速度和后触摸(after-touch)的关键节点的值。在键盘设备14，15中，键盘CPU执行的扫描程序等存储在分别装配在键盘电路板14a，15a上的键盘ROM中。而且，当键盘CPU执行扫描程序等时，所使用的存储区域设在分别装配在键盘电路板14a，15a上的键盘RAM中。

MIDI设备16是MIDI-兼容设备，比如设有MIDI终端的和至主终端的MIDI输入/输出设备，可自动操作序列发生器和MIDI键盘。MIDI设备16可设有至主终端，以建立与主计算机的连接。在E-总线系统中，MIDI设备16可以直接用MIDI格式发送和接收性能数据和性能相关数据。MIDICPU控制MIDI设备16的操作。在MIDI设备16中，MIDI CPU执行的MIDI控制程序和MIDI控制数据存储在装配在MIDI电路板16a上的MIDI ROM中。而且，当MIDI CPU执行MIDI控制程序时，所用的工作存储区域等设在装配在MIDI电路板16a上的MIDI RAM中。在MIDI设备16中提供至主终端可以将电子乐器改成至主终端配备方式。

在图1和2所示的电子乐器1中，主控制器设备10通过E-总线11接收性能事件数据和关于音色等的性能相关数据，E-总线11连接在主控制器设备10和面板设备12，13，键盘设备14，15和MIDI设备16之间。然后，事件开始时间一到，主控制器设备10就通过总线21向音调发生单元22，23和24发送声音控制数据，以便音调发生单元22，23和24开始产生音调。音调发生单元22，23和24所产生的音调供应给声音系统32，从声音系统32发出。总线21可以通过I/O单元25，26和其它单元连接。

将主控制器设备10，面板设备12，13，键盘设备14，15和MIDI设备16与实施例中实践的E-总线系统相连接，设在构成E-总线11的线末端的连接器与设在图2中所示的各设备板上的总线终端相接合。线的其它末端分别连接到信号线和功率线，绕中央电路板(hub circuit board)17构成E-总线11。这样，E-总线11的连接器与各设备板连在一起，以便各设备可以连接到E-总线系统。因此，还可以按要求从E-总线11的连接器除去设备，这使得能任意向E-总线系统添加设备或从E-总线系统除去设备。应当注意，与E-总线系统连接的设备是从E-总线供电的。E-总线11的各连接器可以是7-针连接器，其中3个针用于信号线，其余4个针用于供电。而且，E-总线配备的各连接器具有相同标准的结构或排布，设备中配备的各总线终端具有相同标准的结构或排布。

假设依据本实施例的E-总线系统用在电子乐器1中。在这种情况下，如果电子乐器1是机件型电子二级键盘乐器，它将只能把键盘设备14和键盘设备15分别连在E-总线的连接器上，其中E-总线与主电路板，面板电路板等相连接。另一方面，如果电子乐器1是机件型电子三级键盘乐器，它将只能还把一个附加键盘设备连接到E-总线11的连接器上。而且，在其主电路板，面板电路板，键盘电路板与E-总线相连接的电子乐器中，要修改电子乐器1，只能替换键盘设备。例如，从61-键电子乐器方式换到76-键电子乐器方式。还可替换面板设备，以使电子乐器1与具有许多面板开关或几乎没有面板开关的另一方式相应。因此，可以相互独立地添加，除去或改变一些构成电子乐器的多个电路板。

例如，可以除去与E-总线的连接器相连的键盘设备，面板设备可代替除去的键盘设备而与同一连接器相连。通常，不同分类的不同设备可以选择性地连到同一连接器。而且，任何设备都可以从E-总线系统的一个连接器分离开，分开的设备可以连到同一E-总线系统的另一连接器上。因此，E-总线系统建立了设备和连接的兼容性和通用性。

下面将详细描述用作依据本发明的电子乐器总线系统的E-总线系统。

E-总线系统是具有3条信号线的双路或双向串行总线，即，串行时钟线(下文称为“SCL线”)，串行数据线(下文称为“SDA线”)，和初始清零线。在这种情况下，数据信号与发送给SCL线的时钟信号同步发送给SDA线。且，在E-总线系统启动或复位时将复位信号发送给初始清零线。E-总线系统包括给连接到E-总线系统的设备供应能源的4条输电线。E-总线系统的通信速度可以是100kbps，400kbps和3.4Mbps中的任何一个。

E-总线系统可以与多个设备顺序连接(总线型连接)，将唯一的固有地址分配给连接到E-总线系统的每个设备。例如，固有地址是7-位地址。图5显示了固有地址的表。如表所示，每个固有地址包括4-位分类ID和3-位副地址。分类ID指示分类类型，副地址是表示同一分类类型的设备中单个设备的地址。依据设备的电路板的制造过程中设备分类的类型，预置以地址高位表示分类类型的分类ID。当包括在电子乐器1中时，通过使跳针或双列直插式封装开关组件不与相同类型的其它设备的副地址相重迭，设定副地址。该分类可分成主控制器设备10所属的主类型，键盘设备14，15所属的键盘类型，面板设备12，13所属的面板类型，MIDI设备所属的MIDI类型，和结合了键盘和面板的结合键盘面板类型。

依据包括有多主设备通信的主-从通信方案来执行E-总线系统上的设备之间的通信。主设备是能开始在E-总线系统上传送数据的设备。主设备还可产生时钟脉冲，向SCL线输出时钟脉冲，以便起动传送或结束数据传送。从属设备是由主设备寻址的传输目标设备。术语“多主设备”指能够控制E-总线系统，同时不丢失数据的多个主设备。

允许在E-总线系统上同时进行多个数据传送。换句话说，E-总线系统有检测数据冲突的功能和防止数据破坏的仲裁判优功能。E-总线系统依据传输目的侧的分类名优先权执行判优。分类名是分类类型的扩展。图5显示了固有地址和分类名的表。在所有优先权中，指所有设备是传输目标的分类名“全呼”分配有最高优先权。然后，分类名“主类型”居第二位，“键盘类型”居第三位，“组合键盘/面板类型”居第四位，“面板类型”居第五位。“MIDI类型”分配有最低优先权。依重要性和实时观点来决定这些优先权。

而且，E-总线系统用相应于分类名的通信协议来执行通信，该分类名是传输源地址和传输目标地址所属的分类名。图5是显示了分类名和通信协议的表。如图5中所示，当在键盘类型或面板类型和主类型之间进行通信时，下文将要描述的作为人-机接口协议的标准协议将用于通信，其中，键盘设备14，15属于键盘类型，面板设备12，13属于面板类型，主控制器设备10属于主类型。当在MIDI类型和主类型之间进行通信时，使用下文将要描述的作为信息传送协议的MIDI协议，其中，MIDI设备16属于MIDI类型，主控制器设备10属于主类型。如果分类名是“全呼”，那么主类型将与键盘类型，面板类型和MIDI类型进行通信，MIDI类型使用下文将要描述的公用协议作为控制协议。公用协议由标准协议的公用部分和MIDI协议组成。在这种情况下，只有主类型可以向全呼地址“0000 000”传输数据。键盘类型，面板类型和MIDI类型中的其它设备，必须以公用协议为基础使用它们自己的地址来传输。

因此，主类型的主控制器设备10可以用相应于分类名的通信协议来执行通信。当主类型与具有另一分类名的另一设备进行通信时，必须预先确定任何通信协议。因而，主类型在通信前指定传输目标地址。传输目标地址是设备中的固有地址，且其4个高位表示分类ID。因而，主类型可以参考图5所示的表，以获得通信伙伴设备和通信协议所用的分类名。如图5所示，主类型分配有相应于主类型的两个通信协议的两个固有地址，因此，主类型用相应于通信伙伴设备的分类名的一个通信协议的地址来通信。主类型还可在标准协议下执行通信，这里，主类型使用两个固有地址和全呼地址中的任何一个。

图3显示了依据本发明的E-总线系统的具体结构。应当注意，图3只显示了构成E-总线系统的7条线中的两条信号线，SCL线和SDA线。未显示的信号线是初始清零线(E-IC)，其余4条线是输电线。如图3所示，设备1，设备2和设备3分别是总线连接到SCL线和SDA线。由于设备之间的连接，SCL线和SDA线以相同方式构建，下面将只描述设备1。在设备1中，作为时钟输入部分(SCL IN)的缓冲器B2连接到时钟要传送到的SCL线上，时钟脉冲通过缓冲器B2进入设备1中。作为时钟输出部分(SCL OUT)的场效应晶体管(下文中称为“晶体管”)TR2的开漏(opendrain)也连接到SCL线，以便通过导通和截止晶体管TR2，能够给SCL线发送时钟脉冲。而且，作为数据输入部分(SDA IN)的缓冲器B1进到SDA线上，数据信号传送给SDA线。数据信号通过缓冲器B1接收入设备1中。作为数据输出部分(SDA OUT)的晶体管TR1的开漏也连接到SDA线上，以便通过导通和截止晶体管TR1，能够给SDA线发送数据信号。

设备2和设备3也以相同的电路结构连接到SCL线和SDA线。在图3所示的设备1到3中，晶体管TR1到TR6是场效应晶体管，但是，它们可以是集极断开的双极性晶体管。SCL线和SDA线分别由负载电阻器Rp拉起。换句话说，SCL线和SDA线在它们断开时处于高(H)电平，通过导通TR1，TR3，TR5中的任何一个晶体管，将SDA线变为低电平。即，建立起设备1到3的数据输出部分和SDA线之间的有线AND连接。类似地，SCL线处于断开状态的H电平，通过导通设备中时钟输出部分的TR2，TR4，TR6中的任何一个晶体管，使SCL线变为L电平。即，建立起设备1到3的时钟输出部分和SCL线之间的有线AND连接。

图4显示了在该E-总线系统中将数据传送给SCL和SDA线时波形时限的图表。在E-总线系统中，只有当总线断开(H电平)时，可以起动数据传送，主设备根据数据传送传送起始位。在这种情况下，如图4所示，当SCL线处于H电平(断开状态)以发送起始位时，SDA线转位到L电平。起始位由连接到E-总线系统的设备检测，以通知设备数据传送开始。接着，传送数据部分的前缀标题部分。数据部分包括多个字节(1字节是8比特)，标题部分也包括多个字节。在该标题部分中，7-位传输目标地址(从地址)和指令数据的读取和写入(R/W)的1位构成了第一字节。然后，7-位传输源地址(主设备地址)和一个虚位，“0”构成了下一字节。标题部分之后，如下所述数据部分的3或15个连续的字节以字节为基础传送。时钟脉冲也与标题部分和数据部分的各位同步发送给SCL线。在这种情况下，由于标题部分和数据部分各包括多段一个字节的数据，所以与所示的标题部分和数据部分的每一个字节的各位同步，发送8个时钟脉冲1，2，3…8。当时钟脉冲处于L电平时，标题部分和数据部分可以转换每一位的电平。当时钟脉冲处于H电平时，为了使各位数据有效，SDA的电平需要稳定化，以备传送。

在E-总线系统中，从主设备发送的时钟脉冲，标题部分和数据部分通过SCL线和SDA线到达所有设备。然后，各设备以位为基础比较先接收到的标题部分的从地址和它自己的固有地址。如果，7-位从地址和它自己的固有地址彼此重合，该设备发现其自身机器寻址为从地址，并接收以下数据。假设，即使SDA线的电平是L(或H)，它自己地址的相应位是“1”(或“0”)。在这种情况下，由于其自身机器不被寻址为从设备，该设备判定其自身机器不是传送目标，拒绝随后接收的数据。因此，只有被寻址的设备可以接收数据。

在标题部分中，各字节的第八位用于指令读取/写入数据。但是，在E-总线系统中，该位常保持为L(等于“0”)，即，该位代表只写数据格式。由于要求电子乐器实时响应键盘，面板等的操作，在键盘类型和面板类型中进行写入操作以传输所写入内容，以便主类型增强响应。

在主设备肯定正常接收到发送给SDA线的标题部分和数据部分中的一个以字节为基础的信号之后，主设备发送下一个字节信号。在发送一个字节信号之后，主设备给SCL线发送第九承认时钟脉冲(ACK)，它指示一个字节信号是否作为有效信号被接收。同时，主设备断开SDA线，将电平变为H。当一个字节信号作为有效信号被接收时，以标题部分的从地址寻址的传输目标设备导通数据输出部分的晶体管，并将SDA线保持在L电平。当第九ACK时钟维持H电平时，主设备接收SDA线的电平，当承认脉冲展示出L电平时，主设备肯定传输目标设备已经正常接收到一个字节的信号。因此，主设备可以向SDA线发送下一个字节。同时，传输目标设备将SCL线保持为L电平，直到准备接收。在预定时间段过后，主设备从第一位开始连续向SDA线发送下一字节。然后，如果传输目标设备准备好接收，SCL线的时钟脉冲连续升高，以便传输目标设备可以响应时钟脉冲接收下一字节。另一方面，如果传输目标设备没有准备好，SCL线保持L电平。因而，在SCL线上不出现从主设备发送的时钟脉冲，主设备等待至SCL线升高。当传输目标设备准备好接收时，松开SCL线，以便SCL线上的时钟脉冲升高，这样，传输下一字节。如果，传输目标设备没能接收有效的一个字节信号，主设备就产生和接收H-电平的承认信号。在这种情况下，主设备将SDA线转为H电平，而将SCL线保持为H电平，发送停止位，以便停止数据传送。主设备也向E-总线11发送结束通信的停止位。

下面描述仲裁判优。在E-总线系统中，数据传送只有在总线断开(H电平)时起动数据传送。那么，如果两个或两个以上设备作为主设备同时开始数据传送的话，将执行仲裁判优，以允许主设备中的任何一个通信。判优处理利于建立设备的数据输出部分和SDA线之间的有线AND连接。为了更具体，当开始数据传送时，如图4所示，由于从地址在起始位之后发送给SDA线，多个主设备比较从SDA线接收的地址和以位为基础用其自身机器寻址的从地址。在这种情况下，如果同时从多个设备向SDA线发送数据，由于建立了有线“与”连接，SDA线将在设备中的一个发送L电平时保持L电平。

然后，在一些设备中，当其自身机器指定的从地址的比较位是“1”时，从SDA线取得的该位成为“0”(L电平)。当该地址不像这种情况那样彼此重合时，该设备确定，其它主设备具有更高的优先权，并断开数据输出部分。保持该处理，最终分配有最高优先权的主设备被允许通信。如上所述，由于L电平作为SDA线的电平给予第一优先权，从最高位具有更多“0”位的从地址分配有更高的优先权。从分类名决定判优处理中的优先权。如上所述，全呼分配有最高优先权。在主类型的设备(主控制器)是传输目标的情况下，给予第二优先权，键盘类型设备是目标设备时给与第三优先权，面板类型的设备是传输目标时给予第四优先权，MIDI设备是传输目标时给予第五优先权。应当注意，因为对于键盘来说实时响应很重要，所以键盘类型的优先权比较高。

因此，分类ID依据其分类名优先权分配给如图5所示的各分类。图5是显示所用的分类ID，副地址范围，分类名和通信协议类型的表。参考图5的表中的分类ID，给所有设备传送的全呼分类ID是，“0”位最多的“0000”。然后，主类型(主控制器)分类ID是“0001”，键盘类型分类ID是“0010”面板类型分类ID是“0011”，键盘—面板组合分类ID是“0100”，MIDI类型分类ID是“0101”。因此，判优可以按上述优先权顺序来执行。如果分类ID相同，不能仅通过比较分类ID来决定主设备，将通过比较副地址来作出决定。如果还不能决定主设备，那么将通过比较传输源地址来作出决定。由于该传输目标地址不会与传输源地址重合，常通过比较传输源地址来作出判优仲裁。如果主类型的设备(除非在全呼作为特殊通信的情况下，分配有最高优先权)是传输目标，以键盘类型，面板类型，键盘—面板组合类型和MIDI类型的顺序优先作为传输源。这些优先权也按实时要求来决定。

讨论副地址，当作为通信伙伴的设备的分类名是键盘或面板类型(键盘类型，面板类型或键盘—面板组合类型)时所用的副地址“000”和用于MIDI类型的副地址用于构成主类型。换句话说，如果寻址为其分类名是键盘或面板类型的设备，该设备优于MIDI类型而与主类型通信。应当注意，副地址“010”到“111”为不同的总线格式和将来的使用不同而加以保留。而且，如果指定为传输目标的从地址彼此重合但是主设备无法决定，将通过比较下面发送的主设备地址来作出决定。

分别给予键盘类型，面板类型，键盘—面板组合类型和MIDI类型“000”到“111”的8个副地址范围。因此，在这些分类名的系统中，可与E-总线系统连接相同分类的8个设备。

在E-总线系统中，使用相应于设备分类的通信协议来进行设备之间的通信。但是，用于全呼的通信协议是公用协议，以便可在所有分类设备之间进行通信。如图5所示，如果与主类型通信的分类名是键盘类型，面板类型和键盘—面板组合类型，该通信用标准协议。如果与主类型通信的分类名是MIDI类型，使用MIDI协议。在这种情况下，由于各设备分配有相应于分类名的分类ID，可按指定的从地址的分类ID确定通信协议。由于主类型(主控制器)需要与使用相应于作为通信伙伴的设备的分类名的通信协议的各设备进行通信，如图5所示，为主类型预备标准协议地址和MIDI协议地址。例如，当主类型设备与MIDI类型设备进行通信时，主类型设备使用“0001 001”做它自身机器的地址，而当MIDI类型设备成为主设备时，“0001 001”寻址为从地址。因此，主类型设备和MIDI类型设备可使用MIDI协议彼此通信。另一方面，当主类型设备与键盘类型(面板类型或键盘—面板组合类型)的任何设备通信时，主类型设备用“0001 001”作为它自身机器的地址，而当键盘类型(面板类型或键盘—面板组合类型)设备成为主设备时，“0001 001”寻址为从地址。因此，主类型设备和键盘类型(面板类型和键盘—面板组合类型)设备可使用标准协议彼此通信。

图6显示了依据本发明的E-总线系统中数据包的数据格式。

如图6所示，作为E-总线系统中的数据格式，定义了用于5-字节标准数据的数据格式和用于17-字节扩展数据的数据格式。长5字节的标准数据格式包括用于寻址的一个字节的传输目标地址(从地址)，一个字节的传输源地址(主机地址)，和各有一字节的数据1，数据2和数据3。长17字节的扩展了的数据格式包括用于寻址的一个字节的传输目标地址(从地址)，一个字节的传输源地址(主机地址)，和各有一字节的数据1到15。在这种情况下，传输源数据地址包含虚位“0”，传输目标地址包含R/W位。标准数据格式用于公用协议，标准协议和MIDI协议，而扩展数据格式用于使用MIDI协议来传送系统排除信息等。传输目标地址和传输源地址构成图4所示的标题部分，下面的3-或15-字节数据构成数据部分。标准和扩展数据中的数据1是表示要传送的数据种类的索引。具体地说，索引代表各通信协议中的命令。因此，数据包长度(或数据字节长度)整合为两个长度，这就可能简化通信期间各设备的处理。在电子乐器中，除了排除信息之外一个3-字节的数据包是最适合于常规命令的交换。而且，常规命令的数据包长度缩小到长约5字节(10字节或10字节以下)的短数据包长度，这就可能加快总线上各数据包的隔离时间，因此，加快了从电子乐器的键盘或面板输入的响应时间。

下面，将描述公用协议命令。由于公用协议是一种通信协议，在使用它时可以不管相互通信的设备的分类，各设备可以在处理该设备所属的分类期间管理公用协议，无需判定它是否为公用协议。如上所述，在如依据本发明的电子乐器总线系统所实践的E-总线系统中，假定作为主类型主控制器设备10的该设备和其它设备相互通信。图7显示了用于主机接收和主机传输的命令。公用协议中的所有命令表示为标准数据格式。虽然下面以与所显示的相反的顺序描述命令，但是主机传输命令栏包含分类ID/副地址请求命令。该命令用于主类型设备检测与E-总线系统相连接的设备的地址，以便启动全呼。作为该命令索引的数据1是“00h”(h指十六进制概念，即，00h＝0000 0000)，那么数据2和数据3也是“00h”。

当主类型设备进行全呼以发布分类ID/副地址请求命令时，所发布的命令是标准数据，它包括：传输目标地址“0000 000”，传输源地址“0001 000”(见图5)，和分别表示为“00h”的数据1到数据3。已进行全呼的分类ID/副地址请求命令由所有分类设备接收，各设备送回主机接收栏所示的分类ID/副地址回复命令。分类ID/副地址回复是一种命令，它通知主类型设备它自身机器的固有地址。为了发布分类ID/副地址回复命令，传输标准数据。标准数据包括：要寻址的传输目标地址“0001 000”，设为其自身机器7-位地址的传输源地址，作为索引的数据1“00h”，表示其自身机器分类ID的数据2，和表示其自身机器副地址的数据3。因此，主机可以知道连接到E-总线系统的设备和它们的地址。当主类型设备对E-总线系统活动进行了全呼时，发布分类ID/副地址请求命令。从这一命令可知连接到E-总线系统的设备和它们的地址。然后，从这些地址，可知所使用的分类名和通信协议。因此，主类型设备可以产生如图5所示的表，并可通过设定表中产生的地址来执行下面的通信。原则上，除了与主类型设备通信的主类型设备之外的所有设备，和分配给主类型的两个或两以上地址在E-总线系统中是预定的。因而，除了主类型设备之外的所有设备不必建立图5所示的表，因为它们预先知道了要给通信设定的地址。由于除了主类型设备之外的所有设备都接收全呼，如果全呼用于各设备发送ID/副地址回复，除了主类型之外的设备需要处理，以忽略接收到的全呼。因而，在依据本发明的E-总线系统中，各设备使用主机标准地址作为代替全呼的传输目标，以按回复进行进行通信，这简化了除了主类型之外的设备的处理。

主机传输栏的E-总线起始命令是通过从主控制器设备10进行全呼发布的基本命令，是用于启动E-总线系统以便按E-总线系统的启动进行操作的命令。当进行E-总线起始命令的全呼时，传输标准数据。标准数据包括传输目标地址“0000 000”，传输源地址“0001 000”，作为索引的数据1“01h”，数据2“00h”和数据3“00h”。

下面，将描述图8所示的用于主机接收和主机传输的标准协议命令。该标准协议是一种通信协议，当主类型(主控制器)设备与其分类是键盘类型，面板类型和键盘—面板组合类型的设备相通信时，可以使用该协议。标准协议中的任何命令都以标准数据格式表示。

在主机接收栏的所有标准协议命令中，公用协议命令与图7所示的公用协议相同，因而，不再解释。由于它们相同，有关的设备可以接收和发送公用协议而无需在标准协议和公用协议之间转换操作。下面的SW OFF命令和SW ON命令是用于传送的命令，对于主机，面板开关的OFF(断开)和ON(导通)事件设在面板设备中。例如，当面板设备中面板开关的n个开关断开时，SW OFF命令以下面的方式发布，传输目标地址是指示主机的地址“0001 000”，传输源地址是面板设备的地址“0011 aaa”(“aaa”是有关的面板设备的副地址)，作为索引的数据1是“bxh”，数据2是断开的(8比特)开关数n，数据3是虚的“00h”。

当导通面板设备中的面板开关的m号开关时，SW ON命令以下面的方式发布，传输目标地址是指示主机的地址“0001 000”，传输源地址是面板设备的地址“0011 bbb”(“bbb”是有关的面板设备的副地址)，作为索引的数据1是“7xh”，数据2是导通的(8比特)开关数m。数据3是虚的“00h”。因为“xh”是端口数，开关数用8比特代表，所以可发布16端口x256面板开关的SW OFF命令，SW ON命令。

主机接收栏的标准协议中的键盘OFF(断开)命令和键盘ON命令是用于向主机传送键盘设备中各键的记录ON事件和记录OFF事件的命令。因而当相应于记录号n的键在键盘设备中记录为off时，键盘OFF命令以下命的方式发布，传输目标地址是指示主机的地址“0001 000”，传输源地址是键盘设备的地址“0010 aaa”(“aaa”是有关的键盘设备的副地址)，作为索引的数据1是“8vh”，数据2是记录off的(8比特)记录数m。数据3是速度的8个高位。由于“vh”是四个低位，故传送总共12位的速度信息，12位速度信息的7个高位是MIDI兼容的。

当相应于键盘设备中的记录数m的键记录on(导通)时，键盘ON命令以下面的方式发布，传输目标地址是指示主机的地址“0001 000”地址，传输源地址是键盘设备的地址“0010 bbb”(“bbb”是有关的键盘设备的副地址)，作为索引的数据1是“9 vh”，数据2是记录on(导通)的(8比特)开关数m。数据3是速度的8个高位。该命令中，像键盘OFF命令中那样，传送总共12位的速度信息，12位速度信息的7个高位是MIDI兼容的。在二者中的一个命令中，因为记录数表示为8比特，所以可发布键盘OFF命令和键盘ON命令，它们中的每一个都相应于256个记录。除去端口数和以12位表示速度信息的原因是，当缩减键盘性能时，高于MIDI的12位速度分解对于执行对触摸曲线(touch curve)的处理等是必要的。

多音后触摸命令用于传送主机接收栏的键盘设备中的多音后触摸(各个键上的后触摸)值，它以下面的方式表示，传输目标地址是指示主机的地址“0001 000”，传输源地址是键盘设备的地址“0010 aaa”(“aaa”是有关的键盘设备的副地址)，作为索引的数据1是“axh”，数据2是进行后触摸的记录的记录数n(8比特)，数据3是8位后值(after-value)。因为“xh”是端口数，所以可发布16-端口多音后触摸命令。

用于传送标准协议中主机接收栏的面板设备中的音量调控器，轮等的操作值的连续控制器命令以下面的方式表示，传输目标地址是指示主机的地址“0001 000”，传输源地址是面板设备的地址“0011 aaa”(“aaa”是有关的面板设备的副地址)，作为索引的数据1是“Bxh”，数据2表示控制器的种类，如音量调控器或轮(8比特)，数据3表示控制器的8位操作值，因为“xh”是端口数，该种类以8位表示，所以可发布16端口x256连续控制器命令。

用于传送标准协议中主机接收栏的面板设备中诸如旋转编码器的JOG控制器的操作值的JOG控制器命令以下面的方式表示，传输目标地址是指示主机的地址“0001 000”，传输源地址是面板设备的地址“0011 aaa”(“aaa”是有关的面板设备的副地址)，作为索引的数据1是“Cxh”，数据2表示JOG控制器(8比特)的种类，数据3是控制器中操作值的两个补码数的相对值(以8比特)。因为“xh”是端口数，该种类以8位表示，所以可发布16端口x256控制器命令。

用于传送标准协议中主机接收栏的键盘设备中的后触摸值(键盘上多个键的公用后触摸)的后触摸命令以下面的方式表示，传输目标地址是指示主机的地址“0001 000”，传输源地址是键盘设备的地址“0010 aaa”(“aaa”是有关的键盘设备的副地址)，作为索引的数据1是“Dxh”，数据2是触摸值的8个高位，数据3是触摸值的8个低位。因为“xh”是端口数，所以可发布16端口后触摸命令。这个后触摸命令中传送的触摸值应用于所有记录在作为主设备(传输源)的键盘设备中的记录。

用于传送标准协议中主机接收栏的面板设备中的音量调控器，轮等的操作值的16位连续控制器命令以下面的方式表示，传输目标地址是指示主机的地址“0001 000”，传输源地址是面板设备的地址“0011 aaa”(“aaa”是有关的面板设备的副地址)，作为索引的数据1是“Exh”，数据2是控制器操作值的8个高位，数据3是控制器操作值的8个低位。因为“xh”是端口数，所以可发布用于16端口的16位连续控制器命令。应当注意，键盘—面板组合类型的设备可以向键盘设备和面板设备传输命令。而且，连续控制器命令和JOG控制器命令可以从键盘设备发出。

下面，将描述标准协议中主机传输栏的命令。主机传输栏的公用协议命令与图7所示的公用协议相同，因而，不再解释。

主机传输栏的LED控制命令是主机使用的命令，用于控制设在面板设备中的LED(发光二极管)组的亮度(intensity)。LED控制命令以下面的方式表示，传输目标地址是其亮度受到控制的面板设备的地址“0011aaa”(“aaa”是有关的面板设备的副地址)，传输源地址是指示主机的地址“0001 000”，作为索引的数据1是“6xh”，数据2是其亮度受到控制的LED的组数(8比特)，数据3是作为亮度控制值的8位LED亮度值。由于“xh”是端口数，故可发布16端口LED控制命令。此处应当注意，由于组“00h”的亮度是最小值(相当于OFF)，组“FFh”是最大值(相当于ON)，所以不能改变这些组的亮度。

主机传输栏的LED命令是主机使用的命令，用于划分组间设在面板设备中的LED。LED命令以下面的方式表示，传输目标地址是受到控制的面板设备的地址“0011 aaa”(“aaa”是有关的面板设备的副地址)，传输源地址是指示主机的地址“0001 000”，作为索引的数据1是“7xh”，数据2表示在组间划分的8位LED数中的一个，数据3表示8位组数中的一个，组间划分LED。因为“xh”是端口数，LED数据以8位表示，所以可发布16端口x256LED控制命令。

此处将描述如何使用LED控制命令和LED命令。当主机向面板设备发送用于划分组“FFh”中的LED“i”的LED命令时，已接收到LED命令的面板设备导通的LED数是“i”的LED。另一方面，当主机向面板设备发送用于划分组“00h”中的LED“j”的LED命令和用于划分组“FFh”中的LED“i”的LED命令时，已接收到LED命令的面板设备截止的LED数是“j”。

而且，主机向面板设备发送LED控制命令，以便设定组“01h”的亮度到组“00h”的亮度(最小值)，然后发送两个或两个以上LED命令，用于划分组“01h”中LED的所要求的LED数。最后，主机发送LED控制命令，用于设定组“01h”的亮度到组“FFh”的亮度(最大值)，以便可以同时导通有关的面板设备的LED。

主机传输栏的键盘LED控制命令是主机使用的命令，用于控制键盘设备的每个键设有LED(性能引导LED)组的亮度。该键盘LED控制命令以下面的方式表示，传输目标地址是其亮度受控制的键盘设备的地址“0010aaa”(“aaa”是有关的键盘设备的副地址)，传输源地址是指示主机的地址“0001 000”，作为索引的数据1是“8xh”，数据2是其亮度受控制的组数(8比特)，数据3是作为亮度控制值的8位LED亮度值。因为“xh”是端口数，所以可发布16端口LED控制命令。此处应当注意，因为组“00h”的亮度是最小值(相当于OFF)，组“FFh”是最大值(相当于ON)，所以不能改变这些组的亮度。

主机传输栏的键盘LED命令是主机使用的命令，用于划分组间设在键盘设备中的LED。LED命令以下面的方式表示，传输目标地址是受到控制的键盘设备的地址“0010 aaa”(“aaa”是有关的键盘设备的副地址)，传输源地址是指示主机的地址“0001 000”，作为索引的数据1是“9xh”，数据2表示键的8位记录数中的一个，用数据2把LED设在分组中，数据3表示在分组中的LED的8位组数中的一个。因为“xh”是端口数，记录数以8位表示，所以可发布16端口x256键盘LED控制命令。用键盘LED控制命令和键盘LED命令进行键盘LED控制的模式与用LED控制命令和LED命令进行面板设备LED控制的模式相同。因为，按键盘OFF命令和键盘ON命令，各键盘设备的键数最多为256，所以，例如，每个键盘LED控制命令和键盘LED命令中的端口数都可用于控制颜色和点亮位置(lit-position)，通过为每个键准备两个和两个以上的颜色来控制颜色，通过在每个键上提供两个和两个以上地方的LED来控制LED点亮位置。

标准协议中主机传输命令栏的连续控制器命令由主机使用，用于控制面板设备中电驱动音量调控器或轮的操作值。连续控制器命令以下面的方式表示，传输目标地址是受到控制的面板设备的地址“0011 aaa”(“aaa”是有关的面板设备的副地址)，传输源地址是表示主机的地址“0001 000”，作为索引的数据1是“Bxh”，数据2表示诸如电驱动音量调控器或轮(8比特)的控制器种类，数据3表示用于电驱动控制器的8位控制值。因为“xh”是端口数，该种类以8位表示，所以可发布16端口x256连续控制器命令。

标准协议中主机传输命令栏的JOG控制器命令由主机使用，用于控制诸如面板设备中的旋转编码器的电驱动JOG控制器的操作值。JOG控制器命令以下面的方式表示，传输目标地址是受到控制的面板设备的地址“0011 aaa”(“aaa”是有关的面板设备的副地址)，传输源地址是表示主机的地址“0001 000”，作为索引的数据1是“Cxh”，数据表示电驱动JOG控制器(8比特)的种类，数据3表示控制电驱动控制器中使用的两个补码数的相对值(以8比特)。因为“xh”是端口数，该种类以8位表示，所以可发布16端口x256连续控制器命令。

标准协议中主机传输命令栏的16位连续控制器命令由主机使用，用于控制面板设备中电驱动音量调控器和轮的操作值。连续控制器命令以下面的方式表示，传输目标地址是受到控制的面板设备的地址“0011 aaa”(“aaa”是有关的面板设备的副地址)，传输源地址指示主机的地址“0001000”，作为索引的数据1是“Exh”，数据2表示用于电驱动控制器的控制值的8个高位，数据3表示用于电驱动控制器的控制值的8个低位。因为“xh”是端口数，所以可发布用于16端口的16位连续控制器命令。

下面，将描述图9所示的MIDI协议命令。MIDI协议是主类型设备(主控制器)和MIDI类型设备相互通信时可使用的通信协议。MIDI协议的命令使用标准数据格式和扩展数据格式。在MIDI协议中，除非传输目标地址和传输源地址之间不同，命令可在主传输和主接收之间分享。换句话说，主机接收命令使传输目标地址是作为主机的MIDI协议地址的“0001001”，使传输源地址是作为发送器的MIDI设备的地址。另一方面，主传输命令使传输目标地址是MIDI设备的地址，使传输源地址是作为主机的MIDI协议地址的“0001 001”。对于图9所示的每个MIDI协议命令，传输目标地址和传输源地址按上述相同方式设定。因而，下面将只描述数据格式和各命令的数据部分。

MIDI协议中的公用协议命令与图7所示公用协议命令相同，因而，不再解释。

系统排除(System exclusive)(Sys EX)开始及保持命令和系统排除(Sys EX)结束或一个打包的命令以相同数据格式表示，即按长17字节的扩展模式表示。系统排除(Sys EX)开始及保持命令以下面的方式表示，作为表示系统排除开始和重开始的索引的数据1是“4ih”，数据2到数据15以字节为基础传送诸如音色参数和序列数据的数据。系统排除(Sys EX)结束命令以下面的方式表示，作为表示系统排除结束或一个打包的索引的数据1是“5ih”，在一个打包命令的情况下，数据2到数据15以字节为基础传送一个包的数据。

在MIDI中，系统排除的开始和结束分别以“F0h”和“F7h”表示，而在E-总线系统中，系统排除的开始和结束分别以“4ih”和“5ih”表示来代替，而不用“F0h”和“F7h”。而且，“ih”表示从MIDI端口传输系统排除的MIDI端口数。

演唱位置(song position)(Song Pos)命令是指示开始表演的位置的命令，以标准数据格式表示。演唱位置命令以下面的方式表示，作为索引的数据1是“6ih”，数据2是表演开始位置的指示器的LSB，数据3是表演开始位置的指示器的MSB。在MIDI中，演唱位置指示器信息以“F2h”表示，数据2和3与该信息具有兼容性。

MIDI端口选择命令用来选择当前MIDI端口数(交换记录导通和记录断开信息的MIDI端口数)，以标准数据格式表示。MIDI端口选择命令以下面的方式表示，作为索引的数据1是“7ih”，数据2是“00h”，数据3是“00h”。例如，如果MIDI端口选择命令从主机传输给MIDI设备，那么已接收到该命令的MIDI设备将当前MIDI端口数设为包含在索引中的“ih”。在MIDI标准中，不定义端口选择信息(在机载状况下(on-boardsituation)，可以使用“F5h”)。MIDI端口选择命令相应于MIDI中的时间段信息功能。

MIDI-兼容(记录，vel)命令与MIDI中的记录导通和记录断开信息具有兼容性，以标准数据格式表示。在所表示的这些命令中，如果作为MIDI中记录断开的索引的数据1是“8nh”，数据2表示MIDI兼容性，记录的8位数记录断开，数据3表示MIDI兼容性，8位off断开-速度，它就成为记录断开命令。或者，该命令可用作记录断开命令，比如MIDI中作为记录导通索引的数据1是“9nh”，数据2表示MIDI兼容性，记录的8位数是记录断开，数据3是“00h”(0速度)，可作为记录断开命令。这里，“nh”是MIDI信道数。

MIDI兼容性(记录，Aft)命令与MIDI中的多音键压信息具有兼容性，是能够发送为各键单独设置的后触摸信息的命令。该命令以标准数据格式表示。该命令中，作为MIDI中多音键压力的索引的数据1是“Anh”，数据2表示用于发送MIDI兼容性，和8位后触摸信息的记录数，数据3表示MIDI兼容性，和8位触摸值。这里，“nh”是MIDI信道数。

MIDI兼容(CtnNo.，Value)命令与MIDI中的控制改变信息具有兼容性，表示为可发送控制器信息的命令，控制器信息如减音器，踏板，音量调控器调制器或轮。该命令中，数据1是作为MIDI中控制改变的索引的“Bnh”，数据2是表示控制功能的MIDI兼容性，8位控制数，数据3是MIDI兼容性，8位控制值。这里，“nh”是MIDI的信道数。

MIDI兼容(PrgNo.，00)命令与MIDI中的程序改变信息具有兼容性，是用于改变音色的命令。该命令以标准数据格式表示。该命令中，数据1是作为MIDI中程序改变的索引的“Cnh”，数据2是MIDI兼容性，8位程序数，数据3是“00h”，因为在MIDI中不需要程序改变信息。这里，“nh”是MIDI信道数。

MIDI兼容(Aft，00)命令与MIDI中的信道压力具有兼容性，是用于改变音色的命令。该命令以标准数据格式表示。该命令中，数据1是作为MIDI中信道压力的索引的“Dnh”，数据2是MIDI兼容性，8位后触摸值，数据3是“00h”，因为MIDI中不需要程序改变信息。这里，“nh”是MIDI信道数。因为该命令用于发送代表性后触摸信息，如果，存在多个记录导通事件，那么后触摸信息包括所有记录导通事件。

MIDI兼容(Bendl.H)命令与MIDI中的定音偏移(Pitch bend)信息兼容，是用于发送轮和操纵杆构成的定音偏移器的信息。用标准数据格式表示该命令。命令中，作为MIDI中定音偏移的索引的数据1是“Enh”，数据2是MIDI兼容性LSB，8位定音偏移量，数据3是MIDI兼容性的MSB，8位定音偏移量。这里，“nh”是MIDI信道数。

MIDI中，除不定义“F4h”和“F5h”之外，定义状态“F0h”到“F7h”。而且，如上所述，MIDI中系统排除的开始和结束状态，不使用“F0h”和“F7h”，它们在E-总线系统中转化为“4ih”和“5ih”。类似地，当MIDI中的状态“F5h”定义为MIDI时间段时，MIDI中的状态“F2h”在E-总线系统中转化为索引“6xh”，或在E-总线系统中转化为“7xh”。转化“Foh”到“F7h”中一些状态的原因是一些状态中的一个会增加字节数，或通过增加的字节，可能指定MIDI端口数。MIDI标准中，从各信息字节的最高位，判定字节是状态字节或数据字节。相反，在上述MIDI协议中，标准数据数据1常常是命令，这就不需要为每一个目的而使用最高位。因而，在上述MIDI协议中，偏离了MIDI状态字节的“00h”到“7Fh”，用作公用协议命令或MIDI扩展命令。

而且，FI(MIDI时间码四分之一帧)命令用于发送MIDI时间码中的hr/min/sec信息。该命令以标准数据格式表示。该命令中，数据1是作为索引的“Fih”，数据2是表示MIDI时间码四分之一帧的状态的“F1h”，数据3表示MIDI兼容性，8位hr/min/sec值。

而且，F3(演唱选择)命令用于选择存储器或存储媒体中存储的乐曲。该命令以标准数据格式表示。该命令中，数据1是作为索引的“Fih”，数据2是表示MIDI中演唱选择状态的“F3h”，数据3表示MIDI兼容性，8位演唱数。

而且，F6(调谐请求)命令用于调谐具有自动调谐能力的MIDI设备。该命令以标准数据格式表示。该命令中，数据1是作为索引的“Fih”，数据2是表示MIDI中调谐请求状态的“F6h”，因为MIDI中不需要，所以数据3是“00h”。

而且，系统实时信息命令用于发送必须要实时处理的信息。该命令以标准数据格式表示。该命令中，数据1是作为索引的“Fih”，数据2是表示MIDI中系统实时信息状态的“F8h”到“FFh”中的任何一个，因为MIDI中不需要，所以数据3是“00h”。数据2是：

用于时限时钟功能的状态“F8h”；

用于启动功能的状态“FAh”；

用于保持功能的状态“FBh”；

用于结束功能的状态“FCh”；和

用于系统复位功能的状态“FFh”。

这里，未定义状态“F9h”和“FDh”，虽然状态“FEh”定义为主动传感，但是在依据本发明的E-总线系统中不使用“FEh”。在上述命令中的数据1是“Fih”，“ih”表示发出有关命令的MIDI端口数。

图10是显示了依据本发明的E-总线系统中E-总线启动程序的流程图。

当E-总线系统是导通时(步骤S1)，通过E-总线11的4条输电线为连接到E-总线系统的所有设备供电。在所有设备中，主机(主控制器设备10)将E-总线11的初始清零线转为L电平。结果，停止连接到E-总线系统的设备的功能并复位，设备硬件初始化(步骤S2)。然后，主机(主控制器设备10)将E-总线11的初始清零线转回H电平，以启动连接到E-总线系统的设备。结果，连接到E-总线系统的设备中的软件初始化(S3)。此后，主机(主控制器设备10)进行全呼，以传输图7所示的“E-总线启动”命令(步骤S4)。按接收的“E-总线启动”命令，连接到E-总线系统的各设备开始操作，以启动E-总线系统的操作。应当注意，恰在发出“E-总线启动”命令之后，产生使用主类型中的分类ID/副地址请求命令的上述表。

图11是显示了依据本发明的E-总线系统中主机接收处理的流程图。

在图11显示的主机接收处理中，当从E-总线11接收信号时，主机(主控制器设备10)在步骤S10中判定接收到的传输目标地址是“10h”或“12h”。因为这是主机接收处理，所以这种情况下的传输目标地址成为指定主机的地址。这里，在步骤S10中判定的主机地址包含R/W位，R/W位通常是“0”。如果判定为接收到的传输目标地址是“10h”(相当于“0001 0000”)，因为这意味着指定了用于标准协议的主机地址，程序进行到步骤S11。在步骤S11中，执行标准协议接收处理，用于接收传输源地址和包括数据1到3的数据部分。而且，如果可以获得有效信号，每字节都进行肯定重调谐。在标准协议接收处理中，主机从键盘设备接收诸如键盘OFF或键盘ON的命令，或从面板设备接收诸如SW ON或连续作用调节器命令。

如果判定接收到的传输目标地址是“12h”(相当于“0001 0010”)，因为这意味着指定了用于MIDI协议的主机地址，程序转移到步骤S12。在步骤S12中，执行用于MIDI协议接收处理，用于接收传输源地址和包括数据1到3或数据1到15的数据部分。而且，如果可以获得有效信号，每字节都进行重调谐。完成处理步骤S11或S12之后，也结束主机接收处理。在MIDI协议接收处理中，主机从MIDI输入/输出设备接收诸如记录导通和记录断开的MIDI信息命令。

[0074]

图12是显示了依据本发明的E-总线系统的主机传输处理的流程图。

在图12所示的主机传输处理中，当执行向E-总线11的传输时，主机(主控制器设备10)在步骤S10中判定是否传输了用于寻址传输目标地址的4个高位“2h”到“4h”或“5h”。因为这是主机传输处理，这种情况下传输目标地址的4个高位成为主机寻址的传输目标设备的分类ID。如果判定为要传输的传输目标地址的4个高位是“2h”到“4h”(相当于“0001”到“0100”)，那么键盘类型，面板类型或键盘—面板组合类型的设备中的任何一种都是传输目标设备。如图5所示，因为这些分类的设备使用标准协议作为它们的通信协议，所以程序进行到步骤S21。在步骤S21中，执行用于添加作为传输源地址的主机标准协议地址“0001000”的标准协议传输处理，然后，传输包括数据1到3的数据部分。在标准协议传输处理中，例如，主机向面板设备传输诸如LED命令，LED命令用于导通具有LED数i的LED(该命令用于划分组“FFh”中的LED“i”)。

如果判定为要传输的传输目标地址的4个高位是“5h”(相当于“0101”)，MIDI类型的任何设备都成为传输目标设备。如图5所示，因为MIDI类型分类的设备使用MIDI协议作为它们的通信协议，所以程序移到步骤S22。在步骤S22中，执行用于添加作为传输源地址的主机的MIDI协议地址“0001 001”的MIDI协议传输处理，然后，传输包括数据1到3或数据1到15的数据部分。在完成传输处理步骤S21或S22之后，也结束主机传输处理。在MIDI协议传输处理中，例如，主机向MIDI序列发生器传输诸如记录导通和记录断开的MIDI信息。

图13是显示了依据本发明的E-总线系统中键盘设备传输/接收处理的流程图。

在图13所示的键盘设备传输/接收处理中，因为通信协议是标准协议，所以在步骤S30中执行标准协议传输/接收处理。在标准协议传输/接收处理中，指定主机的标准协议地址“0001 000”，并作为要寻址的传输目标地址来传输，同时指定它自身机器的地址，并作为传输源地址来传输。其自身机器的地址以下面的方式表示，分类ID是“0010”，副地址是为其自身机器设置的3位地址。按这些地址，传输包括数据1到3的数据部分。

在标准协议接收处理中，当用于寻址而指定的传输目标地址和其自身机器的地址彼此重合时，接收下面的传输源地址和包括数据1到3的数据部分。在这种情况下，主机的标准协议地址“0001 000”被指定为传输源地址。

在标准协议中，虽然面板类型和键盘—面板组合类型的设备也进行通信，但是，除了它们之间的分类ID不同之外，这种情况下的传输/接收处理与上述键盘传输/接收处理相同。

图14是显示了依据本发明的E-总线系统中MIDI设备传输/接收处理的流程图。

在图14所示的MIDI设备传输/接收处理中，因为通信协议是MIDI协议，所以在步骤Ss40中执行MIDI协议传输/接收处理。在MIDI协议传输处理中，指定主机的MIDI协议地址“0001 001”，并作为寻址的传输目标地址来传输，同时指定它自身机器的地址，并作为传输源地址来传输。其自身机器的地址以下面的方式表示，分类ID是“0101”，副地址是为其自身机器设置的3位地址。按这些地址，传输包括数据1到3或数据1到15的数据部分。

在MIDI协议接收处理中，当用于寻址而指定的传输目标地址和其自身机器的地址彼此重合时，接收下面的传输源地址和包括数据1到3或数据1到15的数据部分。在这种情况下，主机的MIDI协议地址“0001 001”被指定作为传输源地址。

操作主机，响应来自键盘的键盘ON命令产生MIDI记录导通信息，主机依据记录导通信息控制音频发生器中音频的产生，并通过E-总线向MIDI设备发送记录导通信息。当从面板接收SW ON命令时，主机依据SWON命令种类来执行不同的处理，如选择发声音色数据，编辑音色数据，自动进行记录/播放音乐数据，编辑音乐数据，改变自身设备的设置和改变与E-总线相连接的各设备的设置。而且，例如，按选择音色数据，主机向面板设备传输LED命令，以便导通相应于所选音色数据的LED，并给MIDI设备发送相应于该选择的程序改变信息。而且，当播放音乐数据时(自动演奏时)，主机依据随后要播放的MIDI信息在音调发生器单元中控制音调的产生，并通过E-总线给MIDI设备发送MIDI信息。

上述描述中，使设在键盘或面板设备中的各LED从属于任何组，但是可以使LED从属于两个或两个以上的组。在这种情况下，LED的控制值可以是最大值，最小值或LED所属的组的组合值。而且，上述描述中，“主类型”“键盘类型”“面板类型”和“MIDI类型”作为连接到E-总线的设备例，但是也可连接任何其它种类的设备。而且，三个协议，即“公用协议”“标准协议”和“MIDI协议”为E-总线上的数据协议例，但是也可采用任何其它协议。

上面描述的依据本发明的E-总线系统以I²C总线为基础，不参考E-总线系统的地方以I²C总线标准为基础。

本发明构成如上所述，它通过构成电子乐器的设备之间的总线系统进行通信。这种情况下，从主设备向数据信号添加作为传输目标的设备固有的地址。该地址由表示设备分类的分类信息和用于指定相同分类中任何一设备的副地址组成。这样，可以通过总线系统在不同分类的设备之间进行通信。例如，当已开发出用于电子乐器的新键盘时，新键盘只能连接到电子乐器总线系统，以构成设有新开发键盘的电子乐器这种情况下，其它分类设备，例如，面板类型或主类型的设备，可如常使用。

而且，当设备添加有附加功能时，要添加的设备只能连接到电子乐器上，以构成具有添加的新设备的电子乐器。因而，可显着减少产品开发的花费，并可在短期内添加任何功能。

因此，本发明允许在其它产品中使用每个设备，反之，可能在设备基础上开发出产品。

依据本发明的其它方面，诸如键盘和面板的操作/输入设备和MIDI设备可随机连接，以构成电子乐器。而且，在诸如键盘或面板的操作/输入设备和MIDI设备之间交换的主包长度可整合到第一预定长度中，这就可能简化用各设备进行的接收处理。而且因为只以比第一预定长度长的第二预定长度来传输字节长度较长的系统排除信息，所以不会降低系统的通信效率。而且，可同时控制多个可视组件，且如果在要被控制的可视组件组合中基本不作改变时，可减少用来控制显示而发布的命令数。另外，可以在电子乐器总线系统中传输和接收任何MIDI信息，而不会影响MIDI信息。

Claims (21)

1.一种总线系统，它将构成电子乐器装置的多个多种类型设备互连，以在具有唯一地址设备之间交换信号，该总线系统包括：连接到设备以便传输时钟信号的串行时钟线，连接到设备以便从源设备向目标设备以同步时钟信号传输数据信号的串行数据线，其中，

源设备作为主设备开始通信通话，比如向串行时钟线发送时钟信号和向串行数据线以同步时钟信号发送数据信号，和

在通信通话期间目标设备作为从设备操作，比如以从串行时钟线馈送的时钟信号为基础，通过串行数据线接收数据信号，其中

源设备将包含指定目标设备的唯一地址的数据信号公式化，以便目标设备能从源设备专门接收数据信号，唯一地址包括分类信息和副地址，分类信息指明目标设备所属的分类，副地址指定在所指明的分类中的目标设备。

2.依据权利要求1的总线系统，其中，设备归为四类：具有第一优先权的主类型，具有第二优先权的键盘类型，具有第三优先权的面板类型和具有第四优先权的MIDI类型，在两个或两个以上的源设备要开始与不同分类的不同目标设备通信通话的情况下，与具有最高优先权分类的目标设备通信通话的源设备优先作为通信通话的主设备。

3.依据权利要求1的总线系统，其中，源设备产生由数据和索引信息组成的数据信号，索引信息优先于数据并指示数据种类。

4.依据权利要求1的总线系统，它适用于多个特殊协议(专门用于多个设备分类)和对所有分类公用的通用协议，其中，源设备可以选择使用专门用于目标设备的特殊协议或通用协议，以管理源设备和目标设备之间的通信通话。

5.依据权利要求1的总线系统，其中，属于主类型分类的源设备可以使用专用于各设备分类的多个协议，其中，属于主类型分类的源设备选择专用于目标设备分类的协议，以管理源设备和目标设备之间的通信通话。

6.依据权利要求5的总线系统，其中，属于主类型分类的源设备将包含地址的数据信号公式化，它对应所选的协议并指定目标设备，以便源设备可以通过所选的协议管理与目标设备的通信通话。

7.总线系统，包括：总线，它通过双向串行通信支持音乐数据转送通话，和多个通过总线互连的设备，它们构成电子乐器装置，以便其中一个设备可以通过开始进行通话而成为主设备，另一设备在通话期间被主设备寻址时成为从设备，其中

设备包括：手控输入设备、MIDI设备和主设备，手控输入设备由用于输入音乐数据的键盘或操作面板组成，适用于进行音乐数据传送通话的总线；MIDI设备设计用来处理MIDI格式的音乐数据，适用于进行音乐数据传送通话的总线；主设备能控制手控输入设备和MIDI设备，适用于进行音乐数据传送通话的总线。

8.依据权利要求7的总线系统，其中，在主设备和手控输入设备之间进行的通话设计成以具有第一数据长度的数据包的形式传送音乐数据，在主设备和MIDI设备之间进行的通话处理包括MIDI信息和系统排除信息的音乐数据，以便该通话以具有第一数据长度的数据包的形式传送MIDI数据，以具有比第一数据长度长的第二数据长度的另一数据包的形式传送系统排除信息。

9.依据权利要求7的总线系统，其中，手控输入设备包括多个可视组件，用以可视地指示音乐信息，主设备可以起动通话，向手控输入设备传送包括组信息和模式信息的音乐数据，组信息有将多个可视组件分组的作用，模式信息有用相同组中的可视组件总体控制指示音乐信息的模式的作用。

10.依据权利要求9的总线系统，其中，这些组可以包括含有具有指示音乐信息的固定模式的可视组件的组。

11.依据权利要求7的总线系统，其中，主设备和MIDI设备之间的通话设计成传送表示MIDI信息的音乐数据，MIDI信息由状态字节和接着状态字节的数据字节组成，其中，MIDI信息以含有索引信息和标题的包的形式传输，索引信息指示MIDI信息的类型，代替状态字节，标题信息包含指定MIDI信息的目标设备的地址。

12.依据权利要求11的总线系统，其中，目标设备通过将包中含有的索引信息变为相应的状态字节而将接收到的包重建为MIDI信息。

13.用于产生乐音的电子乐器装置，包括：

总线，它通过双向串行通信来支持数据传送通话；和

多个属于不同分类的设备，具有不同的优先权，连接到总线，用于交换有效的控制信息以便产生乐音，其中

设备中的一个可以成为源设备，起动传输控制数据的通信，而另一设备可以成为目标设备，当被源设备寻址时，接收控制数据，和

在出现冲突的情况下，如两个和两个以上的源设备试图分别开始与不同类型的各自的目标设备通话，与具有最高优先权的分类的目标设备通话的源设备优先建立通话。

14.依据权利要求13的电子乐器装置，其中，可以从包括设计用于输入控制数据的键盘设备，设计用于输入控制数据的面板设备，设计用于处理MIDI格式的控制数据的MIDI设备和主设备中选择多个设备，主设备能控制键盘设备，面板设备和MIDI设备。

15.用于产生乐音的电子乐器装置，包括：

总线，它通过双向串行通信来支持数据传送通话，至少配备有具有标准结构的第一连接器和具有相同标准结构的第二连接器；

键盘设备，可手控操作，以输入控制数据，具有标准结构的第一总线终端，它适于与用于进行控制数据传送通话的总线的第一连接器相接合；

面板设备，可手控操作，以输入控制数据，具有相同标准结构的第二总线终端，它适于与用于进行控制数据传送通话的总线的第二连接器相接合；和

主设备，连接到总线，用于从键盘设备和面板设备接收控制数据，以便管理乐音的产生，其中

键盘设备可以替换为通过第一总线终端与第二连接器接合，面板设备可以替换为通过第二总线终端与第一连接器接合。

16.用于产生乐音的电子乐器装置，包括：

总线，它通过双向串行通信来支持数据传送通话，用于管理乐音的产生，至少配备有具有标准结构的第一连接器和具有相同标准结构的第二连接器；

第一设备，具有标准结构的第一总线终端，适于与用于进行第一数据传送通话的总线的第一连接器相接合；

第二设备，具有相同标准结构的第二总线终端，适于与用于进行第二数据传送通话的总线的第二连接器相接合，其中

第一设备可以替换为通过第一总线终端与第二连接器相接合，以传送第一数据，第二设备可以替换为通过第二总线终端与第一连接器相接合，以传送第二数据。

17.用于产生乐音的电子乐器装置，包括：

总线，它通过双向串行通信来支持控制包传送通话；和

多个设备，连接到总线，用于交换有效的控制包，以便控制乐音的产生，其中

设备中的一个可以成为源设备，以起动传输控制包的通话，而设备中的另一个可以成为目标设备，当被源设备寻址时，接收控制包，控制包包含指定目标设备的有效地址信息。

18.用于产生乐音的电子乐器装置，包括：

总线，它通过双向串行通信来支持控制数据传送通话；和

多个设备，连接到总线，用于交换有效的控制数据，以便控制乐音的产生，其中

设备中的一个可以成为源设备，以起动传输控制数据包的通话，而设备中的另一个可以成为目标设备，当被源设备寻址时，接收控制数据，控制数据包含指定目标设备的有效地址信息。

19.用于产生乐音的电子乐器装置，包括：

总线，它通过双向串行通信来支持控制数据传送通话；

一个或一个以上的手控输入设备，用于输入控制数据且适合于总线，用于进行控制数据传送通话，受控输入设备包括多个可视组件，用于可视地指示与产生乐音相关的音乐信息；和

适合于总线的主设备，用于从受控输入设备接收控制数据，以便管理乐音的产生，主设备还对手控输入设备进行传送包括组信息和模式信息的控制数据的通话，组信息有将多个可视组件分组的作用，模式信息有用相同组中的可视组件总体控制指示音乐信息的模式的作用。

20.一种操作总线系统的方法，它将构成电子乐器装置的多个多种类型设备互连，以在具有唯一地址设备之间交换信号，该总线系统有连接到设备以便传输时钟信号的串行时钟线，连接到设备以便从源设备向目标设备以同步时钟信号传送数据信号的串行数据线。该方法包括以下步骤：

操作源设备作为主设备开始通信通话，比如向串行时钟线发送时钟信号和向串行数据线以同步时钟信号发送数据信号，和

操作在通信通话期间作为从设备的目标设备，比如以从串行时钟线馈送的时钟信号为基础，通过串行数据线接收数据信号，其中

源设备将包含指定目标设备的唯一地址的数据信号公式化，以便目标设备能从源设备专门接收数据信号，唯一地址包括分类信息和副地址，分类信息指明目标设备所属的分类，副地址指定在所指明的分类中的目标设备。

21.计算机程序，可安装在设备中，并可由设备执行，以执行依据权利要求20的方法。

Images