MIDI 中的 MSB 和 LSB
一次学会 MIDI 控制器

徐唯轶

建个系统来提质增效降本
专栏：工程师聊音乐设备

2023-05-07

什么是 MSB 和 LSB

Elektron Analog Drive 这款效果器为例

在其 MIDI 列表中有这样的描述：

8 bits 7 in MSB, 1 in LSB

8位（数据），（其中）7（位数据）在 MSB，1（位数据）在 LSB。

这里 MSB 和 LSB 是数字信息领域的基础名称：

MSB：Most Significant Bit 最高有效位

LSB：Least Significant Bit 最低有效位

位 Bit

在理解 MSB LSB 之前，我们先要理解 Bit （位）。

在数字信息领域，通讯的基础都是二进制，即 0/1 信号，一个信号就是一个 Bit （位）。

8 bits 就是一个信息，由 8 个信号组成，最小为 0000 0000，最大为 1111 1111。

其中 0000 0000 转换成十进制为 0。

1111 1111 转换成十进制为 255。

MSB LSB 与 Bit 关系

“8 bits 7 in MSB, 1 in LSB”

8位（数据），（其中）7（位数据）在 MSB，1（位数据）在 LSB。

这句话，就是 MSB 负责 8 位信号的前 7 位，LSB 负责 8 位信号的后 1 位。

以数数的方式来说，MSB 是从最高，或者最左边开始数 7 位，而 LSB 是从最低，或者最右边开始数 1 位。

为什么需要 MSB 和 LSB

MIDI 1.0 体系下，信号位数最大 7，即数据范围为 0 ~ 127。

如果以台阶来看，从 0 到 最大，中间就有 127 阶。或者说“分辨率”、“像素点”就是 128 （含）。

而模拟信号领域，目前仍假定为无限“分辨率”。

用有限的 128 “分辨率”去控制模拟信号，在高级设备中，就可能差点意思，如15寸屏幕分辨率从开始的 720P，1080P，到现在 4K。

所以，对于高端效果器，这个“分辨率”越高越好。

在 MIDI 体系下，就诞生了用 2 段数据组成更多位数“更高分辨率”的方案。

而组成大数（头部数据）的就为 MSB，组成小数（尾部数据）的就是 LSB。

比如我们买东西时，咨询的价格，往往是 2500 多，这就是 MSB。而真到了成交时，价格往往会变成 2599，或者 2501 等。

为什么是 8 位？

从基础数据上看，MSB 最大支持 7 位，LSB 也是 7 位。那合并后的最大位数可以是 14 位。

而在控制旋钮的层面上，8 位是最常见的方案。

这是因为程序编制中，偏向 2 的倍数。所以，2 位，4 位，8位，12位，16 位是较常见的选择。（注：12 位是折中方案）

MIDI 本身也是 8 位，只是将其中一位用于数据校验，所以只有 7 位有效数据。

而传统数控模电产品的本身旋钮控制上，基准“分辨率”也是 8 位。因为 7 位即以下有些少，16 位对于多数设备，以及使用者可能难以被感知。

所以在这类应用中，8 位成为了一个最常见的选择。

也许未来产业升级，整个硬件水平、消费能力、和用户辨识度上升，12 位，甚至 16 位会成为主流。

怎么设置 MSB LSB？

回到 Elektron Analog Drive 这个案例。

当 MSB 给出 108 这个值时，对应 7 位数据为 1101 100

而 LSB 给出 1 数值时，对应 1 位数据为 1

两者组合成 1101 1001，对应十进制就是 217。

其他应用

用 MSB LSB 控制参数，这类应用相对不多。因为 MIDI 控制，是数字领域。

最常见的数字效果器，还是各类综合效果器，在参数设置上，最符合人性就是 0 ~ 100，也就说 0 ~ 127 已经超过了应用的需求。

只有数控模电这类高端效果器，也会产生更高“分辨率”的需求。

但如果仅谈 MSB LSB 这类双组合控制概念，使用最多的是预设控制。在动则 300 ~ 400 的预设数量面前，7 位 128 的数量完全不够看，所以预设跳转往往是双指令， 用 CC 控制分组（MSB），用 PC 选择组内对应预设（LSB）

以上就是 MIDI 中 MSB 和 LSB 的全部内容

MIDI 中的 MSB 和 LSB
一次学会 MIDI 控制器

徐唯轶

建个系统来提质增效降本
专栏：工程师聊音乐设备

2023-06-24