１６ビットマイコンボードの製作

２０１８．８．２４
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１６ビットマイコンボードの製作
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いつか使ってみるつもりで入手してそのまま置いてあった１６ビットＣＰＵのことを思い出しました。
ＡＭＤ社のＡＭ１８８です。
その名の通り、ＣＰＵコアは８０１８８互換の１６ビットＣＰＵです。
そのＡＭ１８８を使った１６ビットマイコンボードの製作記事です。
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［第７５回］

●ＡＭ１８８ＣＰＵボード直結ＲＳ２３２ＣＩＦ（３）

ＡＭ１８８のＲＸＤとＴＸＤは汎用入出力（ＰＩＯ）と端子を兼用しています。
ＡＭ１８８の汎用入出力はＰＩＯ０～ＰＩＯ３１の３２本ありますが、その全てが何らかの別の機能の入出力と端子を兼用しています。
下がその兼用端子を示す表です。

［出典］Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍｉｃｒｏ　Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｉｎｃ．　Ａｍ１８６ＥＭ　ａｎｄ　Ａｍ１８８ＥＭ　Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ　Ｕｓｅｒ’ｓ　Ｍａｎｕａｌ

ＴＸＤはＰＩＯ２７と、ＲＸＤはＰＩＯ２８と端子を兼用しています。
表右のｐｏｗｅｒ　ｏｎ　ｒｅｓｅｔ時の状態を見ると、どちらの端子もｉｎｐｕｔ　ｗｉｔｈ　ｐｕｌｌｕｐとなっています。
リセット後の初期状態ではＴＸＤもＲＸＤも選択されず、どちらもＰＩＯ入力に設定されています。
ＰＩＯと他の機能を兼用する端子をＰＩＯとして使うか、他の機能端子として使うかを指定するために２つのレジスタが用意されています。
ＰＩＯ　ＭＯＤＥ　ＲＥＧＩＳＴＥＲＳとＰＩＯ　ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ　ＲＥＧＩＳＴＥＲＳです。

まずはＰＩＯ　ＭＯＤＥ　ＲＥＧＩＳＴＥＲＳです。
ＰＩＯ　ＭＯＤＥ　１　ＲＥＧＩＳＴＥＲ、ＰＩＯ　ＭＯＤＥ　０　ＲＥＧＩＳＴＥＲのそれぞれ１６ビットのうちの１ビットに１本のＰＩＯが割り当てられます。
下はＰＩＯ　ＭＯＤＥ　ＲＥＧＩＳＴＥＲＳの説明です。

［出典］Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍｉｃｒｏ　Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｉｎｃ．　Ａｍ１８６ＥＭ　ａｎｄ　Ａｍ１８８ＥＭ　Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ　Ｕｓｅｒ’ｓ　Ｍａｎｕａｌ

ＰＩＯ　ＭＯＤＥ　ＲＥＧＩＳＴＥＲとＰＩＯ　ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ　ＲＥＧＩＳＴＥＲの同じ位置のビットの組み合わせで４つの選択が行なわれます。
ＭＯＤＥ＝０、ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ＝０のとき、ＰＩＯ以外の機能が選択されます。
ＭＯＤＥ＝０、ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ＝１のとき、内部プルアップ抵抗付きのＰＩＯ入力が選択されます。
ＭＯＤＥ＝１、ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ＝０のときＰＩＯ出力が選択されます。
ＭＯＤＥ＝１、ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ＝１のとき内部プルアップ抵抗なしのＰＩＯ入力が選択されます。
ＰＩＯ　ＭＯＤＥ　０　ＲＥＧＩＳＴＥＲ（アドレスＦＦ７０）のビット０にはＰＩＯ０が、ビット１にはＰＩＯ１が割り当てられ、そのようにしてビット１５にはＰＩＯ１５が割り当てられます。
ＰＩＯ　ＭＯＤＥ　１　ＲＥＧＩＳＴＥＲ（アドレスＦＦ７６））のビット０にはＰＩＯ１６が、ビット１にはＰＩＯ１７が割り当てられ、そのようにしてビット１５にはＰＩＯ３１が割り当てられます。
ＰＩＯ　ＭＯＤＥ　０　ＲＥＧＩＳＴＥＲ、ＰＩＯ　ＭＯＤＥ　１　ＲＥＧＩＳＴＥＲのリセット後の初期値はともに００００です。

ＰＩＯ　ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ　ＲＥＧＩＳＴＥＲＳの説明です。

［出典］Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍｉｃｒｏ　Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｉｎｃ．　Ａｍ１８６ＥＭ　ａｎｄ　Ａｍ１８８ＥＭ　Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ　Ｕｓｅｒ’ｓ　Ｍａｎｕａｌ

ＰＩＯ　ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ　０　ＲＥＧＩＳＴＥＲ（アドレスＦＦ７２）のビット０にはＰＩＯ０が、ビット１にはＰＩＯ１が割り当てられ、そのようにしてビット１５にはＰＩＯ１５が割り当てられます。
ＰＩＯ　ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ　１　ＲＥＧＩＳＴＥＲ（アドレスＦＦ７８））のビット０にはＰＩＯ１６が、ビット１にはＰＩＯ１７が割り当てられ、そのようにしてビット１５にはＰＩＯ３１が割り当てられます。
ＰＩＯ　ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ　０　ＲＥＧＩＳＴＥＲのリセット後の初期値はＤＣ０Ｆです。
ＰＩＯ　ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ　１　ＲＥＧＩＳＴＥＲのリセット後の初期値はＦＦＦＦです。

上の２つの説明から、端子にＴＸＤとＲＸＤを割り当てるにはＰＩＯ　ＭＯＤＥ　１　ＲＥＧＩＳＴＥＲのビット１１、ビット１２を０に、ＰＩＯ　ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ　１　ＲＥＧＩＳＴＥＲのビット１１とビット１２も０にすればよいことがわかります。
ＰＩＯ　ＭＯＤＥ　１　ＲＥＧＩＳＴＥＲのリセット後の初期値は００００ですから、このままで条件に合っています。
ＰＩＯ　ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ　１　ＲＥＧＩＳＴＥＲのリセット後の初期値はＦＦＦＦですから、そのビット１１とビット１２を０にすれば、ＴＸＤとＲＸＤが有効になるはずです。

今回の目的とは外れますが、ＰＩＯ端子をＰＩＯ入力、またはＰＩＯ出力として使う場合についても説明をしておきます。
下がその説明です。

［出典］Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍｉｃｒｏ　Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｉｎｃ．　Ａｍ１８６ＥＭ　ａｎｄ　Ａｍ１８８ＥＭ　Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ　Ｕｓｅｒ’ｓ　Ｍａｎｕａｌ

ＰＩＯ　ＭＯＤＥ　ＲＥＧＩＳＴＥＲＳ、ＰＩＯ　ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ　ＲＥＧＩＳＴＥＲＳと同じ要領で扱うことができるデータレジスタが用意されています。
ＰＩＯ　ＤＡＴＡ　ＲＥＧＩＳＴＥＲ　０（アドレスＦＦ７４）とＰＩＯ　ＤＡＴＡ　ＲＥＧＩＳＴＥＲ　１（アドレスＦＦ７Ａ）です。
ＰＩＯ　ＤＡＴＡ　ＲＥＧＩＳＴＥＲ　０のビット０にはＰＩＯ０が、ビット１にはＰＩＯ１が割り当てられ、そのようにしてビット１５にはＰＩＯ１５が割り当てられます。
ＰＩＯ　ＤＡＴＡ　ＲＥＧＩＳＴＥＲ　１のビット０にはＰＩＯ１６が、ビット１にはＰＩＯ１７が割り当てられ、そのようにしてビット１５にはＰＩＯ３１が割り当てられます。
リセット後の両レジスタの値は不定です。
出力に指定された端子には対応するビットの値が出力されます。
出力はオープンドレインなので、値が０のときはＬが出力され、値が１のときはハイインピーダンスになります。
入力に指定されたビットには対応する端子からの入力値が書き込まれます。

以上のデータをもとにＲＳ２３２Ｃ送受信テストプログラムを作成しました。

2018/8/19 15:48 86rstst2.LST [00001] ;;; 232C test2 not int/slave [00002] ;18/8/18 8/19 [00003] ; [00004] ORG=8000 [00005] TBF=8100 [00006] RBF=8200 [00007] ; [00008] 8000 BA80FF MOV DX,FF80;SPCT [00009] 8003 B81500 MOV AX,0015;8NX1 [00010] 8006 EF OUT DX,AX [00011] 8007 BA88FF MOV DX,FF88;SPBAUD [00012] 800A B84000 MOV AX,0040;9600(20MHz) [00013] 800D EF OUT DX,AX [00014] 800E BA78FF MOV DX,FF78;PDIR1 [00015] 8011 ED IN AX,DX [00016] 8012 25FFE7 AND AX,E7FF;RX,TX active [00017] 8015 EF OUT DX,AX [00018] 8016 BE0081 MOV SI,TBF [00019] 8019 BF0082 MOV DI,RBF [00020] ; [00021] 801C BA82FF READ:MOV DX,FF82 [00022] 801F ED IN AX,DX [00023] 8020 240F AND AL,0F [00024] 8022 752C JNZ ERR <8050> [00025] 8024 BA82FF MOV DX,FF82 [00026] 8027 ED IN AX,DX [00027] 8028 A91000 TEST AX,10;read data? [00028] 802B 74EF JZ READ <801C> [00029] 802D BA86FF MOV DX,FF86 [00030] 8030 ED IN AX,DX [00031] 8031 8805 MOV [DI],AL [00032] 8033 47 INC DI [00033] 8034 3C0A CMP AL,0A [00034] 8036 75E4 JNZ READ <801C> [00035] 8038 BF0082 MOV DI,RBF [00036] 803B BA82FF WRITE:MOV DX,FF82 [00037] 803E ED IN AX,DX [00038] 803F A92000 TEST AX,20;write ok? [00039] 8042 74F7 JZ WRITE <803B> [00040] 8044 BA84FF MOV DX,FF84 [00041] 8047 8A05 MOV AL,[DI] [00042] 8049 47 INC DI [00043] 804A EF OUT DX,AX [00044] 804B 3C0A CMP AL,0A [00045] 804D 75EC JNZ WRITE <803B> [00046] 804F CB RETF [00047] 8050 A20083 ERR:MOV [8300],AL [00048] 8053 CB RETF [00049] ; ERR =8050 RBF =8200 READ =801C TBF =8100 WRITE =803B

送信、受信とも割込みは使いません。
必要な設定のあとは受信のみ行ないます。
受信したデータを受信バッファに書き込みます。
データの最後（０Ｄ０Ａ）を受信したら、今度は送信を行ないます。
今受信したデータをそのまま送信します。
０Ｄ０Ａを送信したらシステムに戻ります（ＲＥＴＦの実行）。

下は上のテストプログラムを実行したときのログです。

logfile nd80klog\08191544.txt open ＮＤ８０ＫＬ／８６に接続しました 0001 0093 - z 0003 0339 - *** nd80kl/86(am188) basic **** >/ld 86rstst2.com,8000 loading 86RSTST2.COM ...0054(84)bytes loaded,from 8000 to 8053 >jp 8000 >dm 8200,820f 8200 61 62 63 78 79 7A 0D 0A-19 C8 27 2B 19 6A 19 8C abcxyz...ﾈ'+.j.. >/exit 0003 037C - リモート接続を終了しました logfile closed at Sun Aug 19 16:40:36 2018

受信、送信の相手は別のＷｉｎｄｏｗｓパソコン（Ｗｉｎｄｏｗｓ９８ＳＥ）に接続したＮＤ８０Ｚ３．５です。
下はＮＤ８０Ｚ３．５のログです。

logfile nd80zlog\08191551.txt open ＮＤ８０ＺⅢに接続しました 0001 0000 - z 1000 00C3 - *** nd80z3 basic **** ndwr2h.bin loaded,from E23F to E535 >/load 232host.txt 10 PRINT "sousin start" 20 A$="abcxyz" 30 WRITE #1,A$ 40 PRINT "sousin",A$ 50 PRINT "jusin" 60 A%=0 70 READ #1,B$,A% 80 IF A%<1 GOTO 70 90 PRINT B$,A% 100 PRINT "end" data end >r. sousin start sousin abcxyz jusin abcxyz 6 end

テストデータとしてａｂｃｘｙｚを送信します。
ＷＲＩＴＥ　＃１，Ａ＄のように最後にカンマ（，）またはセミコロン（；）をつけないで終るとデータの送出後に０Ｄ０Ａが送られます。
送信したあとはＲＥＡＤ　＃１命令を実行して、相手から送られてくるデータを待ちます。
送信したのと同じａｂｃｘｙｚを受信しました。
これでＡＭ１８８のテストプログラムが正しく実行されたことが確認できました。

次回はいよいよ割込みを使った受信プログラムの作成です。
これはなかなかにホネでありました。

１６ビットマイコンボードの製作［第７５回］
２０１８．８．２４ｕｐｌｏａｄ

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