EMU6802

[v0.6]

(日本語 | EN)

電脳伝説様作の EMUZ80 を利用した PIC16F47Q84 + MC6802 コンピュータです。

TL;DR

機能と特徴

MC6802 用変換基板
RAM 12KB
Mikbug モニタ
Basic（フリーエリア 5.5KB）
PIC TU16A タイマモジュール（IRQ 割り込み可）

構成方法

以下の部品が必要です。

EMUZ80 キット（Z80 を除く）
PIC16F47Q84
EMU6802 変換基板（Gerber）
MC6802 または互換チップ
DIP 40P ソケット
20x1 ピンソケット x2
20x1 ピンヘッダ x2（細ピンタイプ、秋月電子などで入手可）
（オプション）C1/C2 パスコン（0.1uF, 10uF）、J3/J4/J5 パッチベイ用ピンヘッダ（5x2, 1x1, 3x1）

上の画像では MC6802 互換の MB8870H を使用しています。

配線

変換基板の配線を下の回路図に示します（PDF 版）。標準でデータバス、アドレスバス、制御信号、IRQ が配線されています。

PIC プログラム

HEX ファイル emu6802.X.production.hex を PIC へ書き込みます（PIC18F47Q84 用です）。ソースコードは emu6802.X 以下を参照してください。プロジェクトは MPLAB X IDE で開きます。

BASIC 実行までの手順

EMUZ80 を組み立てます。PIC18F47Q84 を使用します。Z80 は取り付けません。
Z80 ソケットの外側のパターンに 20x1 ピンソケット 2 本をはんだ付けします。
PIC に HEX ファイル emu6802.X.production.hex を書き込みます。なお PIC 書き込みの際は念のため 6802 または変換基板を取り外してください。
変換基板を組み立てて EMUZ80 基板のピンソケットに刺します。
電源投入すると EMUZ80 のシリアルポート（9600bps）から Mikbug を使用できます。
'G' コマンドが参照するジャンプベクタアドレスは $2F48-$2F49です。デフォルトでジャンプベクタ $0000 が設定されているので、電源投入後すぐに 'G' キーを押すと Basic が立ち上がります。起動時の質問には下記の画面のとおり順に「12160」「80」「Y」と答えると一般的な設定が選択されます。

動作

EMUZ80 と同様に PIC が MPU バス信号を読み取って ROM、RAM、UART、タイマをエミュレートします。通常のハードウェアに比べてメモリ応答が遅くなるので、6802 の MR ピンを使ってシステムクロック E をストレッチしています。現状のコードでは、外部クロック入力 EXTAL に 2.3MHz を入力した場合に BASIC プログラムが最も高速に動作するようです。このとき 6802 のシステムクロック E は 387kHz 程度です。

（Ch1: EXTAL, Ch1: E, Ch3: MR）

PIC タイマと IRQ 割り込み

PIC タイマモジュール TU16A の出力が CLC の FF 回路を経由して 6802 の IRQ に接続されます。6802 メモリ空間の $A007 - $A00F で TU16A の設定レジスタにアクセスできます。アドレスとレジスタの対応は下表のとおりです。

6802 アドレス	PIC レジスタ名
0xa007	TU16ACON0
0xa008	TU16ACON1
0xa009	TU16AHLT
0xa00a	TU16APS
0xa00b	TU16ATMRH / TU16ACRH
0xa00c	TU16ATMRL / TU16ACRL
0xa00d	TU16APRH
0xa00e	TU16APRL
0xa00f	TU16ACLK
0xa01f	IRQ フラグリセット

タイマ割り込みを応用した MC6802 時計表示プログラムが clock.a です。

また PIC コードによって動く RTC がプログラムされており、RTC の時刻データを $B000 - $B003 で読み書きできるようにしてあります。$B010 への書き込みアクセスをしたタイミングで時刻がセットされます。この場合 IRQ 割り込みは不要です。これを利用した Basic 時計表示プログラムが clock.bas です。

なお PIC の内部発振は誤差 2% 程度なので、実用的な RTC としては精度が不十分です。

課題

PIC のメモリエミュレーションを最適化する。✅
Altair 680 Basic を走らせる。✅
割り込みピンを配線する。✅
EMUZ80 基板に載せられるアダプタボードを作る。✅
~~MC6802 内蔵 128 Byte RAM を有効にする。✅~~（※本リリースのデフォルト設定では無効。リリース v0.33 を参照してください）

ryu10 / emu6802