Programación de un sintetizador MIDI usando el microcontrolador MSP430FR2355

Abstract

Fue el azar, y no su afición por la música, lo que llevó al violonchelista y científico ruso Lev Serguéyevich Termén a inventar el primer sintetizador de la Historia: trataba de construir un detector de ondas electromagnéticas, cuando observó que el artefacto emitía un sonido variable según desplazaba su mano sobre el circuito. Así nació el Theremin, en 1920. Su idea fue desarrollada por la Radio Corporation of America (RCA), que emprendió la construcción de los primeros sintetizadores modulares: osciladores, filtros y amplificadores constituían módulos que, conectados de forma diversa, daban lugar a un número de posibilidades sonoras casi infinitas. Estos circuitos podían llegar a ocupar una habitación, hasta que, en 1970, Robert Moog concibió el MiniMoog, logrando reducir el tamaño de tan monstruosos instrumentos. Integró los módulos de su sintetizador en dispositivos más portables que hicieron posible su comercialización. Su modelo sirvió de inspiración a numerosos fabricantes, expandiéndose por entonces la tecnología de los instrumentos electrónicos. Pero, ¿quién le diría a Moog que el entonces considerado minúsculo MiniMoog podría llegar a caber en la palma de su mano? La evolución de la electrónica ha hecho posible programar los distintos módulos físicos que conforman el sintetizador en las reducidas dimensiones de un microcontrolador. El objetivo de este proyecto será precisamente la programación de un sintetizador digital, que hemos bautizado como Midisynth 2.0, al tratarse de un intento por mejorar el sintetizador Midisynth 1.0, desarrollado por el profesor Manuel Perales. El dispositivo se conecta a un controlador, como puede ser un teclado electrónico, del que recibe las notas a reproducir, codificadas en mensajes estándar MIDI. Implementaremos el sintetizador con el microcontrolador MSP430FR2355, en lugar del MSP430G2553 utilizado por la versión anterior. La razón principal de este cambio es el convertidor digital analógico que incorpora, con el que generaremos una onda sonora de mayor resolución a la que antes se obtenía mediante modulación PWM. Otras prestaciones ofrecidas por el nuevo microcontrolador nos permitirán introducir mejoras adicionales.

It was chance, and not his fondness for music, that led Russian cellist and scientist Lev Sergeyyevich Termen to invent the first synthesizer in history: he tried to build an electromagnetic wave detector, when he observed that the device emitted a variable sound as he moved his hand over the circuit. Thus the Theremin was born in 1920. His idea was developed by the Radio Corporation of America (RCA), which undertook the construction of the first modular synthesizers: oscillators, filters and amplifiers constituted modules that, connected in different ways, gave rise to a number of almost infinite sound possibilities. These circuits could even occupy a room, until, in 1970, Robert Moog conceived the MiniMoog, managing to reduce the size of such monstrous instruments. He integrated the modules of his synthesizer into more portable devices that made its commercialization possible. His model inspired numerous manufacturers, expanding the technology of electronic instruments. But who would tell Moog that the, considered by the time tiny, MiniMoog could fit in the palm of his hand? The evolution of electronics has made it possible to program the different physical modules that make up the synthesizer in the small dimensions of a microcontroller. The objective of this project will be precisely the programming of a digital synthesizer, which we have named Midisynth 2.0, as it is an attempt to improve the Midisynth 1.0 synthesizer, developed by Professor Manuel Perales. The device is connected to a controller, such as an electronic keyboard, from which it receives the notes to be played, encoded in standard MIDI messages. We will implement the synthesizer with the MSP430FR2355 microcontroller, instead of the MSP430G2553 used by the previous version. The main reason for this change is the digital analog converter that it incorporates, with which we will generate a higher resolution sound wave than was previously obtained through PWM modulation. Other features offered by the new microcontroller will allow us to introduce additional improvements.