Ｗ６５Ｃ０２マイコンボードの製作

２０２６．９．５
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［新連載開始］Ｗ６５Ｃ０２マイコンボードの製作
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私としてはＷ６５Ｃ０２をさわるのは全く初めてです。何から何まで未経験です。さてどうなりますでしょうか。
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［第６５回］

●ＷＡＩ

ＷＡＩは割込み信号（ＩＲＱＢ）の入力を待つ間ＣＰＵをスタンバイモードにするための命令です。
前回のテストプログラムでは割込み信号の入力を待つ間ＢＲＡ命令でループして待っていましたがその間はＣＰＵが普通の命令を実行しているので電力を消費します。
またその間の命令によってはフラグやレジスタ、メモリなどが変化することも考えられます。
ＷＡＩ命令の実行によってＣＰＵは低消費電力のスリープモードになります。
スリープモードの解除にはＮＭＩＢ、ＩＲＱＢ、ＲＥＳＥＴのいずれかの入力が必要になります。
ＷＡＩ命令が実行されてＣＰＵがスタンバイモード（スリープモード）になっていることを知らせるためにＲＤＹ（ｐｉｎ２）がＬになります。
Ｇｏｏｇｌｅで検索した結果によりますとＷＡＩ命令が実行されてスタンバイモードになっているときにＩフラグがセットされている状態（割込み禁止状態）でＩＲＱＢ信号が入力されると割込み処理は行なわれずスタンバイモードのみが解除されてＷＡｉの次の命令から実行が再開されるとのことです。
下はＷＡＩ命令のマシン語コード、バイト数です。
クロックはＮＭＩＢ、ＩＲＱＢ、ＲＥＳＥＴが入力されるまでの間のクロック数になります。

　ニーモニック　マシン語コード　アセンブラ書式バイト数クロック数

　ＷＡＩ　ＣＢ　ＷＡＩ　１　－

テストプログラムは前回のＩＲＱＢのプログラムのＬＯＯＰ部分にＷＡＩ命令を追加して作りました。

;w65c02test40 26/8/14
;
;INT,RTI,WAI
;
        org $8000
;
        lda #$10
        sta $fffe
        lda #$80
        sta $ffff
        ldx #$fd
        txs
        cli
        bra start
;
int:
        iny
        sty $04
        sty $0200
        rti
;
start:
        stx $00;sp
        lda #$55;for test
        sta $04;=led
        sta $0200;led
        ldy #$55;for test
loop:
        nop
        nop
        wai
        inc $02
        bra loop
;end

Ｗ６５Ｃ０２アセンブラでアセンブルしました。

下はアセンブルした結果作成されたアセンブルリストです。

0000        ;w65c02test40 26/8/14
0000        ;
0000        ;INT,RTI,WAI
0000        ;
8000            org $8000
8000        ;
8000 A910       lda #$10
8002 8DFEFF     sta $fffe
8005 A980       lda #$80
8007 8DFFFF     sta $ffff
800A A2FD       ldx #$fd
800C 9A         txs
800D 58         cli
800E 8007       bra start
8010        ;
8010        int:
8010 C8         iny
8011 8404       sty $04
8013 8C0002     sty $0200
8016 40         rti
8017        ;
8017        start:
8017 8600       stx $00;sp
8019 A955       lda #$55;for test
801B 8504       sta $04;=led
801D 8D0002     sta $0200;led
8020 A055       ldy #$55;for test
8022        loop:
8022 EA         nop
8023 EA         nop
8024 CB         wai
8025 E602       inc $02
8027 80F9       bra loop
8029        ;end

動作確認を簡単に行なうためにＢＡＳＩＣプログラムを作って実行しました。
６５ｃ０２ｔｅｓｔ４０．ｂｉｎをロードしました。

／ｒｕｎでＷ６５Ｃ０２を起動しました。
ＲＡＭにロードした６５ｃ０２ｔｅｓｔ４０．ｂｉｎが実行されました。
ここまでは今までのテストと同じです。
Ｗ６５Ｃ０２ＴＥＳＴボードに搭載しているＰＩＣ１８Ｆ４５Ｋ５０にはＰＩＣＵＳＢＩＯシステムプログラムが入っています。
ＢＡＳＩＣでＩ／Ｏポートを制御することができます。
ｐｉｃｏｕｔ　ＰＯＲＴＢ，＄ＥＦでＰＯＲＴＢのｂｉｔ４が立ち下がります。
ＰＯＲＴＢのｂｉｔ４はＷ６５Ｃ０２のＩＲＱＢ（ｐｉｎ４）に接続されています。
ＩフラグがクリアされていればＩＲＱＢがＬになっている間割り込みが受付けられます。
ｐｉｃｏｕｔ　ＰＯＲＴＢ，＄ＦＦでＰＯＲＴＢのｂｉｔ４がＨになります。
ｇｏｔｏ　１０で上の２命令を繰り返します。
ＢＡＳＩＣは実に簡単でかつ便利です。
行番号１０～３０はＰＩＣ１８Ｆ４５Ｋ５０に実装されているＢＡＳＩＣインタプリタ用のプログラムです。
ＲＡＭの＄８０００にロードしたプログラムはＷ６５Ｃ０２のプログラムです。
／ＲＵＮコマンドを実行することでＷ６５Ｃ０２のＲＥＳＥＴが解除されてＷ６５Ｃ０２が＄８０００のプログラムの実行を開始します。
その状態の時にＰＩＣ１８Ｆ４５Ｋ５０はフリーになります。
Ｗ６５Ｃ０２がプログラムを実行しているときでもそれと関係なくＰＩＣＵＳＢＩＯのＢＡＳＩＣプログラムを実行することができます。
Ｗ６５Ｃ０２テストボードには相互に独立して動作するＷ６５Ｃ０２というＣＰＵとＰＩＣ１８Ｆ４５Ｋ５０というＣＰＵの２つのＣＰＵが存在しているのです。
このことによってＷ６５Ｃ０２のデバッグが可能になります。
／ＲＵＮコマンドではＷ６５ｃ０２がＲＡＭのプログラムを実行しますがＲＵＮコマンドではＰＩＣ１８Ｆ４５Ｋ５０に搭載しているＢＡＳＩＣインタプリタが起動します。
ＢＡＳＩＣインタプリタプログラムを中止するには［Ｃｔｒｌ］［Ｂ］を入力します。
上の画面の説明です。
［Ｃｔｒｌ］［Ｂ］を入力しました。
これでＢＡＳＩＣインタプリタプログラムが終了しキー入力ができるようになります。
まだＷ６５Ｃ０２のプログラムは動いています。
／ＲＵＮでＷ６５Ｃ０２が＄８０００のプログラムの実行を開始した後でＷ６５Ｃ０２がプログラム中のＳＴＰ命令を実行するとＷ６５Ｃ０２はプログラムの実行を停止しスタンバイモードになります。
ＳＴＰ命令を実行するまではＷ６５Ｃ０２はプログラムの実行を続けます。
その状態のときにはＰＩＣ１８Ｆ４５Ｋ５０は／ＣＭや／ＤＭなどでＲＡＭの値を確認することができません。
／ＳＴＯＰコマンドはＷ６５Ｃ０２をリセットしそこでそのままスタンバイ状態にします。

／ＳＴＯＰコマンドでＷ６５Ｃ０２を停止させました。
／ＣＭコマンドでゼロページを確認しました。
アドレス＄０４は０８になっています。
前回のテストと同じで割込みプログラムの実行中＄０４の値は＋１され続けられます。
０８は実行を中止したときの値です。
アドレス＄００にはテストプログラムが開始されたときのスタックポインタの値ＦＤが入っています。
下はＢＡＳＩＣプログラムの実行によってＩＲＱＢが繰り返しＯＮ／ＯＦＦされＩＲＱＢがＬの間インクリメントされる値が連続してＬＥＤに表示されている状態の画像です。
ＩＲＱＢ信号の入力を待っている間はＷＡＩ命令が実行されるのでその間はＲＤＹ（ｐｉｎ２）がＬになります。
それとＩＲＱＢ信号（ｐｉｎ４）をオシロスコープで観測しています。

オシロスコープの画像です。

上側（ＣＨ１）がＩＲＱＢで下側（ＣＨ２）がＲＤＹです。
ＢＡＳＩＣインタプリタは速度が遅いのでＩＲＱＢが一度Ｌになる間にＷ６５Ｃ０２の割込みプログラムが連続して受け付けられて連続して実行されます。
割込みプログラムが終了した直後に次の割込みが受け付けられるので上の画像ではその間はＲＤＹはＨのままになります。
ＩＲＱＢがＨの期間はＷＡＩが実行されたままになるのでその間はＲＤＹがＬになります。

Ｗ６５Ｃ０２マイコンボードの製作［第６５回］
２０２６．９．５　ｕｐｌｏａｄ

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