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2019年3月23日 (土)

MSX CASIO PV-7を改造してメインメモリーを32kバイトに増量

メインRAMが8kバイトしかないMSX CASIO PV-7、さすがにこれでは厳しいので、
改造して32kバイトに増やしてみました。

 Dscn9856

Dscn9853

参考にした情報
 ・(1) MSX Resource Center - CASIO PV-7 to 16Kb RAM
 ・(2) しおんパパのひみつきち - 旧世界の遺産を守れ!「MSX PV-7/PV-16」カシオ(1984/198x)
 ・(3) 클랴의 공중질소고정법 - MSX PV-7 램 업그레이드 분석 (MSX PV-7 RAMのアップグレード分析)
 ・(4) MSX Resource Center - Casio PV-7

  特に、(3)のクルシャさんの情報が大変参考になりました。

(3)のクルシャさんの情報を参考にして、
基板上のuPD4168 8kバイト XRAM(左写真 上IC)を32kバイト をSRAM HM62256(左写真 下のIC)に交換しました。
基板のパターンカット無しでは、16kバイトまで増量出来ます。

Dscn9850 Dscn9849 

32kバイトに増量するには、
足りない信号(アドレスバス、スロット選択等)を引っ張ってきたり、数か所パターンカットをしましたが、
比較的簡単な改造でメモリを増やせました。

下記の、茶色以外の配線は追加した結線です。

Dscn9847

交換したSRAMは、次のような結線を行っています。

Photo


動作確認として、配列でメモリーを多くとって、値を書き込む確認動作のプログラムを動かしてみました。
とりあえず、問題なさそうです。

Prg

これで、やっと普通のMSXになりました。

Dscn9852

64kバイト化もチャレンジしてみたいと思います。

2019年3月21日 (木)

BluePillボードで4桁7セグLEDの制御

先日のArduino STM32用タイマー割り込みライブラリを使って、
BluePillボードを使って、4桁7セグLEDをダイナミック点灯にて制御してみました。

Dscn9818

動いている様子



以前、秋月電子で入手して放置していた 4桁7セグLEDはOSL40562-IG を利用しました。
このOSL40562-IGアノードコモンでVFが3.3Vと高く 少々使いにくです。

  ダイナミック接続4桁高輝度緑色7セグメントLED表示器 アノードコモン アノード共通接続 OSL40562-IG

  01


03

とりあえず、次のような回路で駆動させてみました。

02

BluePillボードの5Vトレラント対応のピンを使って駆動させます。
各LEDに流れる電流は5mA程度にしています。
I = (5[V] - Vf[V] ) / 330[Ω]  = (5 - 3.3) /330 = 0.00515[A] ≒ 5[mA]

各桁セグメントDIG1 ~ DIG4は、LED8個分の40mAが流れます。 
BluePillボードでは20mAまでしか流せないため、PNPトランジスタ 2SA1015を使って
駆動させるようにしました。

スケッチ
//
// 4桁高輝度緑色7セグメントLED表示器(アノードコモン) OSL40562-IG の制御
// 2019/03/17 たま吉さん 
// 利用パーツ
//  BluePillボード
//  4桁7セグメントLED  OSL40562-IG x 1
//  桁制御用トランジスタ    2SA1015L-GR x 4
//  LED電流制御用抵抗       330Ω x 8
//  トランジスタベース抵抗  10kΩ x 4
//

#include "TimerEvent.h"

// タイマー割り込み管理
TimerEvent ticker;     
#define REFTIME 4

// デジタルピンの定義
#define DIG1  PB12
#define DIG2  PB13
#define DIG3  PB14
#define DIG4  PB15
#define SEGA  PB3
#define SEGB  PB4
#define SEGC  PB6
#define SEGD  PB7
#define SEGE  PB8
#define SEGF  PB9
#define SEGG  PB10
#define SEGP  PB11

// 桁表示ON・OFF
#define DIG_ON   0
#define DIG_OFF  1

// セグメント表示ON・OFF
#define SEG_ON   0
#define SEG_OFF  1

// セグメントビット定義
#define BIT_A 0b10000000
#define BIT_B 0b01000000
#define BIT_C 0b00100000
#define BIT_D 0b00010000
#define BIT_E 0b00001000
#define BIT_F 0b00000100
#define BIT_G 0b00000010
#define BIT_P 0b00000001

// フォントの定義
const uint8_t font[12] = {
  BIT_A|BIT_B|BIT_C|BIT_D|BIT_E|BIT_F,       // 0
  BIT_B|BIT_C,                               // 1
  BIT_A|BIT_B|BIT_G|BIT_E|BIT_D,             // 2
  BIT_A|BIT_B|BIT_G|BIT_C|BIT_D,             // 3
  BIT_F|BIT_B|BIT_G|BIT_C,                   // 4
  BIT_A|BIT_F|BIT_G|BIT_C|BIT_D,             // 5
  BIT_A|BIT_F|BIT_E|BIT_D|BIT_C|BIT_G,       // 6
  BIT_A|BIT_B|BIT_C,                         // 7
  BIT_A|BIT_B|BIT_C|BIT_D|BIT_E|BIT_F|BIT_G, // 8
  BIT_A|BIT_B|BIT_C|BIT_D|BIT_F|BIT_G,       // 9
  0,                                         // ブランク
  BIT_G,                                     // -
};

// 桁制御ピン
const uint8_t pin_dig[4] = {
  DIG1, DIG2, DIG3, DIG4,
};

// セグメント制御ピン
const uint8_t pin_seg[8] = {
  SEGA, SEGB, SEGC, SEGD, SEGE, SEGF, SEGG, SEGP,
};

// 表示用データ
volatile uint8_t digit[4];

// タイマー割り込み呼び出し関数
void dinamic_update() {
  static uint8_t cnt = 0;
  for (uint8_t i = 0; i < 4; i++)
    digitalWrite(pin_dig[i], DIG_OFF); 
  for (uint8_t i = 0; i < 8; i++)  
     digitalWrite(pin_seg[i], digit[cnt] & (0x80>>i) ? SEG_ON:SEG_OFF);
  digitalWrite(pin_dig[cnt], DIG_ON); 
  cnt++; if (cnt == 4) cnt = 0;
}

// データのクリア
void cls() {
  digit[0] = 0; digit[1] = 0; digit[2] = 0; digit[3] = 0;
}

// 数値の設定
void setNumber(uint16_t n, uint8_t dt = 0) {
  if (n>9999)
    return;

  cls();
  uint8_t dec = 0;
  // 4桁目
  if (n >= 1000) {
    digit[0] =font[ n / 1000]; n = n % 1000; dec = 1;
  }
  // 3桁目
  if (n >= 100) {
    digit[1] = font[n / 100]; n = n % 100; dec = 1;
  } else if (dec) {
    digit[1] = font[0];
  }
  // 2桁目
  if (n >= 10) {
    digit[2] = font[n / 10]; n = n % 10; dec = 1;
  } else if(dec) {
    digit[2] = font[0];
  }
  // 1桁目
  digit[3] = font[n];

  // 小数点
  if(dt && dt <=4) {
    digit[4-dt] |= BIT_P;
  }
}

void setup() { 
  //  桁ピンの初期化
  for (uint8_t i = 0; i < 4; i++) {
    pinMode(pin_dig[i], OUTPUT_OPEN_DRAIN);
    digitalWrite(pin_dig[i], DIG_OFF);
  }

  //  セグメントピンの初期化
  for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
    pinMode(pin_seg[i], OUTPUT_OPEN_DRAIN);
    digitalWrite(pin_seg[i], SEG_OFF);
  }

  // 表示データの初期化
  for (uint8_t i = 0; i < 4; i++) {
    digit[i] = 0;
  }

  // LEDダイナミック点灯用割り込み設定
  ticker.set(REFTIME, dinamic_update);  // REFTIME間隔で dinamic_update()を呼び出す
  ticker.start();                       // タイマー割り込み実行開始
}

void loop() {
  static uint16_t n = 0;
  setNumber (n,millis()%1000>500?1:0);
  delay(100);
  n++; if (n>9999) n = 0;
}

タイマー割り込みは4m秒間隔で実行させています。
一回の割り込みで4桁のうちの1つを表示させています。
全桁更新周期は 4m秒 x 4 = 16m秒 ≒ 1/60秒 です。
これは、人間の目がちらつきを感じない周期です。
これ以上遅くすると、ちらついて見えます。

電圧を5Vではなく、3.3Vにしても問題なく点灯出来ました。
VF 3.3Vとありますが、実際はもっと低い値のようです。

2019年3月17日 (日)

Arduino STM32用タイマー割り込みライブラリを作成しました

Arduino STM32用のタイマー割り込みライブラリを作成しました。

・Arduino STM32用 簡易タイマー割り込みライブラリ (Tamakichi/STM32_TimerEvent)
  https://github.com/Tamakichi/STM32_TimerEvent

Arduino STM32では、最初から強力なタイマー割り込みライブラリがあるのですが、
少々設定が面倒なので、もう少しお手軽に使えるライブラリを作成しました。
(正確には、ラッパークラスライブラリですね)

次のような感じで使います。
BluePillボード上にあるLEDを0.5秒間隔で点滅するスケッチです。
#include "TimerEvent.h"

#define LED_PIN  PC13 // LEDピン

// タイマー割り込み管理
TimerEvent ticker;     

// タイマー割り込み呼び出し関数
void handle_timer() {
  static uint8_t sw = LOW;
  sw = !sw;
  digitalWrite(LED_PIN, sw);      // LEDの制御
}
 
void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  ticker.set(500, handle_timer);  // 0.5秒間隔で handle_timer()を呼び出す
  ticker.start();                 // タイマー割り込み実行開始
}

void loop() {

}
 

設定できる割り込み間隔は 1ミリ秒 ~ としています。
利用するハードウェアタイマを明示的に指定することが出来ます。

次のような感じで複数のタイマー割り込みを同時実装することも出来ます。
また、割り込み優先度を指定することが出来ます。

// タイマー割り込み管理
TimerEvent ticker1(Timer1);
TimerEvent ticker2(Timer2);
TimerEvent ticker3(Timer3);
TimerEvent ticker4(Timer4);
・・・

ticker1.set(100, handle_timer1); ticker1.setPriority(14);
ticker2.set(200, handle_timer2);
ticker3.set(400, handle_timer3);
ticker4.set(800, handle_timer4);
・・・

ticker1.start();
ticker2.start();
ticker3.start();
ticker4.start();

上記では、ticker1の優先度をticker2 ~ ticker4 よりも上げています。
ticker1は、ticker2 ~ ticker4の割り込み処理実行中に更に割り込んで実行できます。
ticker1の割り込み実行中は、ticker2 ~ ticker4の割り込み実行は保留されます。

割り込み優先度の設定については、シリアル通信、I2C、ピン変化等の割り込み優先度も
考慮して設定する必要があります。

割り込み優先度は0~15の16レベルがあり、
デフォルトでは、すべての割り込み優先度は最低の15が設定(0が最優先)されています。
ただし、同一の優先度の場合は、割り込みベクター番号が小さいほど優先度が高いです。

このたりの詳細については、Arduino STM32の低レベルAPI nvic.h が参考になると思います。
Nested Vector Interrupt Controller (NVIC) support(nvic.h)


元祖 AVR版Arduinoでも割り込み機能はあるのですが、
優先度が固定のため、特定の割り込み処理中でI2C通信が出来ない等、
(I2Cの割り込み優先度は最低レベルに近い)
多重割り込みを使う場合、場合によっては色々と難儀しました。

その点、ARM cortex M3 の割り込み機構 NVIC はかなり強力で自由度があり
使いやすいです。

2019年3月13日 (水)

M5Stack用CardKBをPS/2インタフェース対応にしてみる(3)

前回の続きです。
専用ケーブルを作りました。
また、ファームウェアは若干問題があり、 2019/03/10に修正しています。

Dscn9806

USBコネクタは、秋月電子で販売されている
ケーブル取付用USBコネクタ(Aタイプ オス)を利用しました。

03

熱収縮チューブで固定し、その上から結束バンドで固定しました。

Dscn9808

これなら、抜き差しに耐えられると思います。

ケーブルは、スイッチサイエンスのM5Stack用GROVE互換ケーブル 50 cm(2個入り)
に変更しました。

04

とりあえず、これで完成とします。

今回の製作では、ボードにのっているNeoPixcelで若干ハマりました。

制御に使っているAdafruit NeoPixel ライブラリがNeoPixcel へのデータ送信で
割り込み禁止をかけていて、起動直後のPS/2イニシャル処理を邪魔します。
対策として、起動時のLEDの点滅処理を削除しました。

Arduino(AVR)で割り込みを併用するようなプログラムでは
Adafruit NeoPixel ライブラリは使わない方が良さそうです。

2019年3月12日 (火)

プロペラ2の評価ボード

個人的に注目している、8コア搭載プロペラの時期バージョン、プロペラ2がやっと完成し、評価ボードでたようです。

 ・Propeller 2 ES Evaluation Board
  ・Propeller 2

03

評価ボードなので、数量限定で高いし入手も出来ないです。
まあ、ライブラリやドキュメントも整備されていないのでまだまだ様子見です。

01

ボードは回るプロペラを意識した感じのレイアウトです。
コネクタ群が8個あり、おそらく1つのコネクタ群に1コアが割付くイメージなのでしょう。

02

各コネクタ群には、様々なモジュールを接続して利用出来るようです。

プロペラ1では、各コア毎にビデオ出力機能(ビットストリーム)を搭載していたのですが、
プロペラ2では、更に強化されており、各コア毎に独立したDA、ADコンバータが乗っています。

プロペラ1ではビットデータのストリーミングを抵抗分圧でアナログ値にして合成して
ビデオ出力を行っていたのですが、プロペラ2では、直接アナログ出力が出来ます。
デジタルのビデオ出力に対応しています。

マルチコアで各コアが独立して稼働、USBホスト機能搭載、
様々なメディアからの起動が可能で、なんでもありのボードです。

かなり面白いこと(映像やサウンドで遊ぶ)が出来そうです。
ゲームコンソールなんかにも使われるかもしれません。


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