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９９回］



●ストップウォッチプログラム

前回はＮＤ８０ＫＬ／８６（ＡＭ１８８版）のサンプルプログラムとして電子オルガンプログラムを作成しました。
電子オルガンプログラムは８０８６マシン語プログラムのサンプルであるとともに、モニタプログラムのキー入力サブルーチンをコールするサンプルにもなると思います。
それとは別にＬＥＤ表示のサンプルプログラムもあるとよいと考えました。
８０８６のマシン語プログラムは前回書きましたように、８０８０やＺ８０とは違ってソフトウェアで正確なタイマーを作ることができません。
ＡＭ１８８はタイマー回路を内蔵しています。
それを利用すれば正確なタイマールーチンを作ることができそうです。
２つ目のサンプルプログラムとして、キー入力とＬＥＤ表示と内蔵タイマーの利用と三拍子揃ったストップウォッチプログラムを作ってみることにしました。

そういうことになりますと、まずはＡＭ１８８の内蔵タイマーについて説明しないわけにはいきません。
ＡＭ１８８は１６ビットのタイマー・カウンタを３個内蔵しています。
Ｔｉｍｅｒ　０、Ｔｉｍｅｒ　１、Ｔｉｍｅｒ　２の３個です。
いずれも１６ｂｉｔのタイマーです。
Ｔｉｍｅｒ　０とＴｉｍｅｒ　１はほぼ同じ機能ですが、Ｔｉｍｅｒ　２は少し機能が異なっています。
今回はそのうちのＴｉｍｅｒ　０を使うことにしました。

ＡＭ１８８の内蔵カウンタはカウントアップカウンタです。
値を設定してスタートすることもできます。
普通はタイマーとして使う場合には設定値からダウンカウントしているものが多いように思うのですが、ＡＭ１８８の内蔵カウンタはカウントの上限値を設定できるＭａｘｃｏｕｎｔ　Ｃｏｍｐａｒｅレジスタを２個（Ｔｉｍｅｒ　２は１個）もっていて、カウント値とＭａｘｃｏｕｎｔ　Ｃｏｍｐａｒｅレジスタの値を比較することで必要な時間のタイマーが得られる仕組みになっています。
Ｔｉｍｅｒ　０とＴｉｍｅｒ　１には外部入出力端子がありますがＴｉｍｅｒ　２にはありません。
Ｔｉｍｅｒ　０とＴｉｍｅｒ　１は設定によって外部入力パルスか内部クロックのいずれかをカウントしますがＴｉｍｅｒ　２は内部クロックのカウントのみを行ないます。
Ｔｉｍｅｒ　２はＴｉｍｅｒ　０、Ｔｉｍｅｒ　１のプリスケーラとして使うこともできます。


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

各タイマーは機能動作を設定するためのモード／コントロールレジスタをもっています。
Ｔｉｍｅｒ　０用のＴ０ＣＯＮ（Ｉ／ＯアドレスＦＦ５６）、Ｔｉｍｅｒ　１用のＴ１ＣＯＮ（Ｉ／ＯアドレスＦＦ５Ｅ）、Ｔｉｍｅｒ　２用のＴ２ＣＯＮ（Ｉ／ＯアドレスＦＦ６６）です。
Ｔｉｍｅｒ本体はそれぞれＴ０ＣＮＴ（ＦＦ５０）、Ｔ１ＣＮＴ（ＦＦ５８）、Ｔ２ＣＮＴ（ＦＦ６０）と名付けられています。
Ｍａｘｃｏｕｎｔ　ＣｏｍｐａｒｅレジスタはＴｉｍｅｒ　０用はＴ０ＣＭＰＡ（ＦＦ５２）とＴ０ＣＭＰＢ（ＦＦ５４）の２個です。
Ｔｉｍｅｒ　１用はＴ１ＣＭＰＡ（ＦＦ５Ａ）とＴ１ＣＭＰＢ（ＦＦ５Ｃ）の２個です。
Ｔｉｍｅｒ　２用はＴ２ＣＭＰＡ（ＦＦ６２）です。

Ｔｉｍｅｒ　０とＴｉｍｅｒ　１のモード／コントロールレジスタの説明です。

Ｂｉｔ１５はイネーブルビット（ＥＮ）です。
ここを１にするとタイマーが有効になります。
０のときは働きません。
このビットは単独では設定できません。
Ｂｉｔ１４のＩＮＨビットと一緒に設定します。
Ｂｉｔ１４（ＩＮＨ）はＥＮビットを書き込むためのＷＲ信号として使われます。
ＩＮＨ＝１でＥＮ＝１のときＥＮ＝１になり、ＩＮＨ＝１、ＥＮ＝０のときＥＮ＝０になりますが、ＩＮＨ＝０のときはＥＮビットは変更できません。
Ｂｉｔ１３（ＩＮＴ）はインタラプトを設定します。
ＩＮＴ＝１のときカウント値がＭａｘｃｏｕｎｔレジスタの値に達すると割込みが発生します。
ＩＮＴ＝０のときは割込みは発生しません。
Ｂｉｔ１２（ＲＩＵ）はＭａｘｃｏｕｎｔ　ＣｏｍｐａｒｅレジスタのＡかＢを選択するビットです。
Ａレジスタを使うときはこのビットを０にします。
Ｂレジスタを使うときはこのビットを１にします。
ＢＩｔ５（ＭＣ）はカウント値がＭａｘｃｏｕｎｔ　Ｃｏｍｐａｒｅ　Ａの値かＢの値に達したときに１になります。
このビットは割込みが設定されているかどうかに関係なく１になります。
割込みを使わない場合、プログラムでこのビットが１になるのを確認することで所定の時間に達したことを知ることができます。
余程正確なタイマーが必要な場合でなければ割り込みを使わないで、このビットを監視する方法の方がプログラムが簡単になります。
その目的のためにはこのビットをクリアしてからタイマーをスタートさせます。
Ｂｉｔ４（ＲＴＧ）は内部クロックをカウントするモードのとき（このあとで説明するＥＸＴビット＝０のとき）に外部入力でタイマーをクリアするためのビットです。
ＲＴＧ＝１のときは、外部入力端子ＴＭＲＩＮ０またはＴＭＲＩＮ１が０から１になる立ち上がりエッジでＴｉｍｅｒ　０またはＴｉｍｅｒ　１がリセットされます。
ＲＴＧ＝０のときは、外部入力端子ＴＭＲＩＮ０またはＴＭＲＩＮ１が１のときにＴｉｍｅｒ　０またはＴｉｍｅｒ　１がカウント動作をし、０のときはカウント値がホールドされます。
Ｂｉｔ３（Ｐ）はプリスケーラとしてＴｉｍｅｒ　２を使う場合に１にします。
０のときはＴｉｍｅｒ　０またはＴｉｍｅｒ　１は４システムクロックごとにカウントアップします。
このビットはＥＸＴ＝１のときは無視されます。

説明の途中ですが本日は時間がなくなってしまいました。
次回に続きます。

１６ビットマイコンボードの製作［第９９回］
２０１８．１０．１６ｕｐｌｏａｄ

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