２０１２．１．９
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ワンボードマイコンをつくろう！（パソコンの原点はここから始まった） ＴＫ８０ソフトコンパチブル！８０８０、Ｚ８０マシン語からＢＡＳＩＣまでこれ１台でこなせます

［第１３５回］


●ＮＤ８０ＺⅢをＢＳに接続する（５）

前回の続きです。

キーボードからのデータは８２５５のポートＡに入っているのは間違いありません。
その８２５５はモード１を使っているらしいということは、Ｍ様からの情報で、それもまず間違いないと思います。
ポートＡにキー入力データが入っているにもかかわらず、ＰＣ５がＨにならないということから、当初私は８２５５のモード設定に失敗しているのではないか、と考えました。

なにしろＴＫ－８０ＢＳが発売されたのは３０年以上も前（１９７７年？）のことです。
８２５５に関するＷＥＢでの情報によりますと、初期の８２５５は８０８０専用で、８０８５やＺ８０には合わなかったために、後にその点を改良した８２５５Ａが作られた、とあります。
そういうことならば、ＮＤ８０ＺⅢのクロックを落としても駄目である可能性があります。
そこでＭ様には、ＢＳの８２５５の末尾にＡがついているかどうかを確認していただくようにメールをいたしました。

しかしその後にＩｎｔｅｌの古いデータブック（８０８０ファミリー）で確認しましたところ、ＷＥＢでの情報にあるような意味では、８０８５はどうだか知りませんが、ことＺ８０に限っては、別に８２５５でも構わないはずだということがわかりました。
すると、Ｍ様がＴＫ８０ＢＳに接続されているＮＤ８０ＺⅢは、改造によりクロックが１．５ＭＨｚにまで落ちているわけですから、いくら初期の８２５５だとしても、モード設定でこけるということはちょっと考えられないことになります。

一体どういうことなのでしょうか？

それにしても、もしできることならば、ＢＳ上の８２５５をＮＤ８０ＺⅢの８２Ｃ５５－２と交換してみれば、原因は不明ながら、問題は解決するかもしれません。
そうは思ったのですが、多分ＢＳ上の８２５５は基板に直接ハンダ付けされているだろうから、それを交換するのは無理と思い、その考えはＭ様には伝えませんでした。

ところが、どうやらＢＳの８２５５はＩＣソケットを使用していたようです。
Ｍ様からは次のようなメールが届きました。

１）ＢＳの８２５５は「Ｄ８２５５Ｃ」でした（Ａがありませんから、やはり改良前の製品のようです）。
２）手持ちのＤ８２５５ＡＣ－５と交換しましたが症状は同じでした。
３）たまたまＴＭＰ８２Ｃ５５ＡＰ－２を持っていたのでそれと交換してみたところ、プロンプトマークが高速で点滅し、たとえば［Ｂ］をキー入力すると、画面にＢが勝手に次々に表示されていき、次に［Ａ］を入力すると、今度はＡが次々に表示されていきます。
４）ＮＤ８０ＺⅢの８２Ｃ５５と交換してみたところ、キーを入力しない状態ではすぐにスクロール状態になり（スペースが入力される？）、キー入力をすると、３）と同じ状態になります。

うーん。
これは、全く謎です。
正直言って、よくわかりません。
どうも何かまだＴＫ－８０を接続したときにＢＳとつながっていた信号で、ＮＤ８０ＺⅢでは接続されていないものがあるような気もします。
しかし、たとえそうだとしても、どうすると上のような現象がおきるのか、ちょっと納得がいきません。

キーボードからのデータが読めていることからすると、キーボード回路と８２５５との間のコミュニケーションは成立しているように思われます。
しかし一方でＰＣ５がＨにならないことからは、モード１でのコミュニケーションは失敗していることになります。
さらに、ＮＭＯＳの８２５５ではＰＣ５が読めない（＝Ｌ）らしいのに、ＣＭＯＳの８２Ｃ５５ではＰＣ５がＨになりっばなしのようです（しかしそれならキーボード回路は次のキーデータは出力してこないのでは？）。

実際に実物にさわってみればわかるとは思うのですが…。

●ＮＤ８０ＺⅢでＤ８２５５ＡＣ－５をテストする

おお。
そういえば。
さすがに８２５５は持っていませんが、Ｄ８２５５ＡＣ－５なら、確か在庫が若干はあったはず。

それなら、そのＤ８２５５ＡＣ－５をＮＤ８０ＺⅢに実装して、モード１でどうなるか、実験してみることができます。
もっともＮＤ８０ＺⅢの８２５５回路はメモリマップではなくて、ＩＯマップなので、条件は同じではありませんが。

しかし私のＮＤ８０ＺⅢのＣＰＵクロックは６ＭＨｚのままですから、それでもし動けば、１．５ＭＨｚのメモリマップモードでのアクセスタイミングよりもはるかに厳しいはず。

ということで、さっそく実験をしてみました。

このところ書いておりますように、新しい企画のための予備作業で毎日大変なのですけれど、やっと少し先が見えるところまで来ましたし、８２５５のモード１については今まで余り馴染みがありませんでしたから、こういう機会に確認しておくと、将来何か役に立つかもしれません。

そうは言っても、余り時間をかけてはおれません。
即席でテスト回路を作ることにしました。

最初はＮＤ８０ＺⅢの８２５５にもう1枚別のＣＰＵ回路からデータを送ることを考えたのですが、前回お見せしました８２５５のデータシートのモード１の説明図を眺めていましたら、よいことを思いつきました。

８２５５のモード１には出力と入力があって、しかもグループＡとグループＢは独立して扱えるとのことです。
それなら、ＮＤ８０ＺⅢに実装したＤ８２５５ＡＣ－５をグループＡはモード１の入力にして、グループＢをモード１の出力にして、ポートＢとポートＡをつないで、ＢからＡにデータを送ることができるのではないか？

前回お見せした８２５５のデータシートの説明はモード１の入力についてのものでした。
前に戻って見ていただくのも面倒でしょうから、再掲いたします。







そして、こちらがモード１の出力です。





グループＢのＯＢＦ（ＰＣ１ＯＵＴ）とＡＣＫ（ＰＣ２ＩＮ）をグループＡのＳＴＢ（ＰＣ４ＩＮ）とＩＢＦ（ＰＣ５ＯＵＴ）にそれぞれ接続すればよいように思えますが、残念なことにＡＣＫ（ＰＣ２ＩＮ）とＩＢＦ（ＰＣ５ＯＵＴ）は論理が逆になっています。
８２５５を送信と受信の双方でモード１で使う、という場合も当然出てくるはずですから、それなら論理もちゃんと一致させてくれればよかったのに…。
８２５５の設計者はそこまで考えなかったのでしょうか。

で。
こういう回路になりました。



７４ＨＣ０４を１ゲート使うだけで、あとはケーブルの結線だけですから、こういう手抜き作業です。

７４ＨＣ０４の部分を拡大しました。

ＣＭＯＳは未使用入力端子をオープンにしておくのは厳禁です。
面倒ですが仕方がありません。
残りの未使用ゲートの入力は全てＧＮＤにつなぎました。

ＮＤ８０ＺⅢの８２５５用コネクタに接続しました。

シャッタースピードが速かったのでＬＥＤが一部しか点灯していないように見えます。

８２５５の実装部分です。
ＮＤ８０ＺⅢは本来はＣＭＯＳの８２Ｃ５５－２を実装しているのですが、今回はＤ８２５５ＡＣ－５を実装してのテストです。


テストプログラムは即席で作りました。
こういうときはＢＡＳＩＣが簡単で重宝します。
プログラムの入力から実行するまでのログファイルです。
グループＡをモード１入力、グループＢをモード１出力にモード設定するためのコントロールワードは、ＢＣ（またはＢ４、ＢＤ、Ｂ５）です。

logfile nd80zlog\01082159.txt open

ＮＤ８０ＺⅢに接続しました
0001 0000 - z
1000 00C3 - 
*** nd80z3 basic ****
>10out $83,$bc
>20for a%=0 to 255
>30out $81,a%
>40if and(in($82),$20)=0 goto 40
>50b%=in($80)
>35p.a%;",";
>55p.b%;" ";
>60next a%
>.
    10 OUT $83,$BC
    20 FOR A%=0 TO 255
    30 OUT $81,A%
    35 PRINT A%;",";
    40 IF AND(IN($82),$20)=0 GOTO 40
    50 B%=IN($80)
    55 PRINT B%;" ";
    60 NEXT A%
>r.
0,0 1,1 2,2 3,3 4,4 5,5 6,6 7,7 8,8 9,9 10,10 11,11 12,12 13,13 14,14 15,15 16,16 1
7,17 18,18 19,19 20,20 21,21 22,22 23,23 24,24 25,25 26,26 27,27 28,28 29,29 
30,30 31,31 32,32 33,33 34,34 35,35 36,36 37,37 38,38 39,39 40,40 41,41 42,42 43
,43 44,44 45,45 46,46 47,47 48,48 49,49 50,50 51,51 52,52 53,53 54,54 55,55 56,5
6 57,57 58,58 59,59 60,60 61,61 62,62 63,63 64,64 65,65 66,66 67,67 68,68 69,69 
70,70 71,71 72,72 73,73 74,74 75,75 76,76 77,77 78,78 79,79 80,80 81,81 82,82 83
,83 84,84 85,85 86,86 87,87 88,88 89,89 90,90 91,91 92,92 93,93 94,94 95,95 96,9
6 97,97 98,98 99,99 100,100 101,101 102,102 103,103 104,104 105,105 106,106 107,
107 108,108 109,109 110,110 111,111 112,112 113,113 114,114 115,115 116,116 117,
117 118,118 119,119 120,120 121,121 122,122 123,123 124,124 125,125 126,126 127,
127 128,128 129,129 130,130 131,131 132,132 133,133 134,134 135,135 136,136 137,
137 138,138 139,139 140,140 141,141 142,142 143,143 144,144 145,145 146,146 147,
147 148,148 149,149 150,150 151,151 152,152 153,153 154,154 155,155 156,156 157,
157 158,158 159,159 160,160 161,161 162,162 163,163 164,164 165,165 166,166 167,
167 168,168 169,169 170,170 171,171 172,172 173,173 174,174 175,175 176,176 177,
177 178,178 179,179 180,180 181,181 182,182 183,183 184,184 185,185 186,186 187,
187 188,188 189,189 190,190 191,191 192,192 193,193 194,194 195,195 196,196 197,
197 198,198 199,199 200,200 201,201 202,202 203,203 204,204 205,205 206,206 207,
207 208,208 209,209 210,210 211,211 212,212 213,213 214,214 215,215 216,216 217,
217 218,218 219,219 220,220 221,221 222,222 223,223 224,224 225,225 226,226 227,
227 228,228 229,229 230,230 231,231 232,232 233,233 234,234 235,235 236,236 237,
237 238,238 239,239 240,240 241,241 242,242 243,243 244,244 245,245 246,246 247,
247 248,248 249,249 250,250 251,251 252,252 253,253 254,254 255,255 
>list
    10 OUT $83,$BC
    20 FOR A%=0 TO 255
    30 OUT $81,A%
    35 PRINT A%;",";
    40 IF AND(IN($82),$20)=0 GOTO 40
    50 B%=IN($80)
    55 PRINT B%;" ";
    60 NEXT A%
>0000 00C3 - 
リモート接続を終了しました
logfile closed at Sun Jan 08 22:06:45 2012

おお。
全く問題無く動きました。
ＣＰＵクロック６ＭＨｚでも、ご覧の通りです。
あ。
こちらは実行中の画面です。


しかしまさかＰＣ５がＨになりっぱなし、なのでは…。
ちょっと気になりましたので、オシロで確認をしてみました。


上がＰＣ４（ＳＴＢ）で下はＰＣ５（ＩＢＦ）です。
おお。
ＰＣ５はちゃんとＬとＨが出ています。
しかし。
ＰＣ４がＨになりっぱなしなのでは？

そんなことはありませんでした。

時間軸を拡大してみましたら、ＰＣ４にも信号がありそうです。

そうですよねえ。
ＰＣ４の入力がトリガになって、ＰＣ５が出力されるはずなのですから。

うむむ。
しかし。
これじゃあちょっとよくわからんではありませんか。
ＢＡＳＩＣは便利なのですけれど、実行速度が遅いのが難点です。

結局覚悟を決めて、機械語でプログラムを書きました。
といっても、アセンブラですけれど。
ＰＣ４のＬの期間がかなり幅の狭いパルスのようなので、機械語のプログラムはできるだけ間をつめるようにするために、入力、出力は機械的にＯＵＴ、ＩＮするだけにしました。

2012/1/8  23:7  mode1tst.txt
END=8015
              ;8255 mode1 test
              ;12/1/8
              ;
              	ORG $8004
8004 3EBC     	LD A,BC
8006 D383     	OUT (83),A
8008 D381     LOOP1:OUT (81),A
800A DB82     LOOP2:IN A,(82)
800C E620     	AND 20
800E CA0A80   	JP Z,LOOP2
8011 DB80     	IN A,(80)
8013 C30880   	JP LOOP1
              ;END
              
LOOP1        =8008  LOOP2        =800A

これが実行結果です。
これでも、まだＰＣ４のパルスは松葉のようにしか見えません。



もう少し拡大してみました。


ＰＣ４（ＳＴＢ）パルスが入力されて、ＰＣ５（ＩＢＦ）が立ち上がる様子がわかります。

この実験によって、Ｄ８２５５ＡＣ－５はＮＤ８０ＺⅢ（クロック６ＭＨｚ）でも、ちゃんとモード１でデータを受取れるということが確認できました。
とすると。
ＢＳと接続したＮＤ８０ＺⅢでは、なぜモード１でうまくデータが受取れないのか？
現時点では全く謎です。

Ｍ様は、ＢＳの回路を徹底して解明すべく努力してみえるとのことです。
そのうち何か手がかりをつかまれるかも知れません。
朗報に期待いたしましょう。
あ。
読者の皆様で、何か情報をお持ちの方がいらっしゃいましたら、ぜひご一報いただきますようお願いいたします。

［２０１６．４．１０注記］
ＮＤ８０ＺⅢをご購入いただいたお客様からこのページの記述が間違っているのではありませんか？というメールをいただきました。
確認してみましたところ、ご指摘いただいた通り、記述が間違っていました。
オシロスコープで信号を確認するところの説明で、上側の信号をＰＣ２（ＳＴＢ）としていましたが、ご指摘の通り、ＰＣ４（ＳＴＢ）の間違いでした。
そのあとずっと終わりまでＰＣ２と書いていましたが、完全に思い違いをしたまま書いてしまったようです。
さっそく訂正をいたしました。
現在のページは訂正済みです。
ご指摘いただいた長野県のＹ様、ご協力有難うございました。
今後ともよろしくお願いいたします。

ワンボードマイコンをつくろう！［第１３５回］
２０１２．１．９ｕｐｌｏａｄ
２０１６．４．１０注記

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