SRAMにDIPで直接データを書き込む装置をarduinoを使って作ってみた

今回も今回でスパゲッティ。
ちなみに横のZ80にはワイヤーが足りず繋げませんでした(´･ω･｀)
先日、EEPROMにデータを書き込む装置をArduinoで作りましたが、まだROMをつないであれこれできるほどZ80について理解しているわけではありませんし、どんどんプログラムを書き込んでは実験して…というのを繰り返すにはあの装置は（主にワイヤーが邪魔で）非常に不便です。そんな時、SRAMに毎回DIPで書き込んでそのたびに実験するという装置をyoutubeで見かけたのでこれだと思い作ってみたのですが、思ったように書き込むまで手間取ったのでメモがてら装置について説明しようと思います。

■SRAMに書き込む動作と読み出す動作


　SRAMに書き込む動作はROMに比べれば非常にシンプルです。まず、今回使ったSRAMのTC55257DPL-85Lのピン配列を見てみます。
DIPtypeのピン配列。

この中で動作切り替えに使うのはCE、OE、R/Wのたった3ピン。各ピンの機能は、
  • CE　：　SRAMを使用可能か否かを切り替える。
  • OE　：　SRAMからデータを読み出す
  • R/W　：　読み出し・書き出しをコントロールする。クロックに近い?
といった感じになっています。ちなみにI/Oはデータバスで、Aがアドレスバスを指しています。＋5V駆動なので、Arduinoの5Vピンにつなげば動かせるという手軽さ。ステキ!
　では、データを書き込むときにはこれらのピンをどういう風に動かせばいいかといいますと、
  1. アドレスピンにアドレスデータを入力
  2. OEピンはHIGH（動かさない）に
  3. CEピンをLOWにし、SRAMを起動する
  4. R/WをLOWにし、データを受け付ける状態に
  5. I/Oピンにデータを出力（ここでデータが書き込まれる）
  6. CEピンをHIGHにし、SRAMを止める
  7. R/WをHIGHに
  8. I/Oへのデータ出力をOFF
  9. アドレスピンへの出力をOFF
といった手順で書き込めるようです。EEPROMと大きく違うところは、データを書き込んでいる間もアドレスバスからの出力をやめないというところでしょうか。
　では、読み出しはどうするかというと
  1. アドレスピンにアドレスデータを出力
  2. R/WピンをHIGHに
  3. CEピンをLOW
  4. OEピンをLOW（ここでデータが出力される）
  5. OEをHIGHに
  6. CEをHIGHにし、SRAMを止める
  7. アドレスピンへの出力をOFF
といった手順でできるようです。

■回路には必ずプルダウン回路が必要?


　最初ただシンプルにDIPスイッチとSRAMをつないだだけの回路でSRAMに書き込んでいたのですが、どうにもこうにもうまく書き込めません。書き込んでいない部分のデータも反応してしまったり、しなかったり…(´･ω･｀)これはどうしたことだと考えていたとき、こちらのサイト様「プルアップ抵抗／プルダウン抵抗について」を読みまして「もしかしてデータやアドレスの入力があいまいになっているのかも?」と考え、入力していないときには0Vになってほしいので今回はプルダウン抵抗をはさんだら、問題なく書き込めるようになりました。この原因には電位差とかいうものが関係しているようで、精密さを求められるマイコンの世界では必須の回路のようです。知らなかったわぁ。
　なので、アドレスバス線とデータバス線にこのプルダウン回路を取り付けるのは必須であるということが今回の大きな収穫でした。でも一個一個抵抗をつなぐのは大変なので、集合抵抗を使うといいかもしれませんね。

最後に、今回のArduinoのプログラムを貼っておきます。

/*---------------------------------------*/
#define CE 13
#define OE 12
#define RW 11
#define DD 10//データピン
#define AD 9 //アドレスピン
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
pinMode(CE,OUTPUT);
pinMode(OE,OUTPUT);
pinMode(RW,OUTPUT);
pinMode(DD,OUTPUT);
pinMode(AD,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
digitalWrite(CE,HIGH);
digitalWrite(OE,HIGH);
digitalWrite(RW,HIGH);
digitalWrite(DD,LOW);
digitalWrite(AD,LOW);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
int inputchar;

inputchar = Serial.read();
  if(inputchar != -1){
    switch(inputchar){
      case 'r'://読み込み
      digitalWrite(AD,HIGH);
      digitalWrite(DD,LOW);
      digitalWrite(RW,HIGH);
      digitalWrite(CE,LOW);
      digitalWrite(OE,LOW);
      Serial.println("READ");
      break;
      case 'w'://書き込み
      digitalWrite(AD,HIGH);
      digitalWrite(OE,HIGH);
      digitalWrite(CE,LOW);
      digitalWrite(RW,LOW);
      digitalWrite(DD,HIGH);
      /*digitalWrite(CE,HIGH);
      digitalWrite(RW,HIGH);*/
      Serial.println("WRITE");
      break;
      case 's': //SET
      digitalWrite(OE,HIGH);
      digitalWrite(CE,HIGH);
      digitalWrite(RW,HIGH);
      
      digitalWrite(DD,LOW);
      digitalWrite(AD,LOW);
      Serial.println("SET");
      break;
    }
  }
}

コメント

コメントを投稿

このブログの人気の投稿

ファミコンの完全自作ROM＆カセットを作ろう！！その１~立ちはだかるコンパイラの壁~

イメージ
ファミコンのソフトを自作する。まさにファミコン少年なら一度は考えたことのある 暴挙 夢の企画なのですが、古今東西にて公開されている方法といえばそれはもう 「既存のカセットのロム改造」 なわけです。 違うんです。確かにROM焼いて書き込めばできるでしょう。しかしその前に覚えなきゃいけないことがあまりにもガラパゴスすぎます。Mapper1とかいうファミコンのカセットの規格（しかもナムコは例外&プラスチック封印されてたらできない）。おまけに容量が大ききくて改造がしやすいものとなると結構貴重なカセットをぶっ壊すスタイルになります。正直コレクター癖のある私としては「 外道 」に他なりません。やりましたけど。ドラクエ２のカセット犠牲にしました。失敗しましたよチクショーメ！！！ なので今回はそんなカセットの端子から基板までALL手作りをしてしまおうというのが規格内容なのです。これならもうカセットを壊す必要はありません。貴重で高いカセットが守られるし場合によっては新しい規格のカセットを作ることもできます。 ⬛︎とりあえずプログラムROMオンリー基板を作ってみる ファミコンのカセットは独特な仕様になっておりまして画像用のROMは別の回路でつながっており、基本的にCPUのROMとは共用しておりません。なので、極端な話普通のパソコンと同じ回路設計であるのならばCPU側のROMだけを組み立ててつないでも問題ないわけです。そしてその回路の一つの部分とか拡張ポートに向かって何らかの信号を送るプログラムを組めば、わざわざキャラクターROMの作成をしなくてもいいわけです。 そこで今回はとりあえずカセットの端子とROMをつなぐ回路を作成しました。 千石電商の地下で入手。前から気になってたけどついに使うときが・・・ 今回使用したこの端子は2.52ピッチのもので、本来のファミコンのカセットよりもピン数が多いです。なので 鉄定規登場。 カッターでごり押しします。ないものは作る。 両側から切り続けて10分後・・・ 無事に切れました。もうなんか紙フェノールの基板とは比べ物にならないくらい堅かったです。なにこれ。 L字型のものを用意すると基板が後でつけやすいです。 それでもってそこに同じピンピッチの二列ピンヘッダーをつなぎます。...
続きを読む

ファミリーベーシックでゲームプログラミング

イメージ
すげえ！ファミコンがコンピューターになっちゃった！ 先日とあるきっかけでこちらの「ファミリーベーシック」なるものを入手。 これはあのファミリーコンピュータ―にキーボードをつないで、コンピューターとして使ってしまおうというモノなのです。 しかし、ゲーム機の拡張として作られたものなので機能の制限はかなりありまして、まず 自分で好きなキャラクターを一から作ることはできない 使えるメモリーは 2kb （特殊なコマンドで4kbまで拡張可能）まで。 言語はBasicオンリー。65536以上の桁はオーバーフロー？ 記録媒体はカセットテープかファミコンカセット内のSRAM。電池式で３カ月まで。 保存できるデータはカセット内だと １つのみ 。 といった感じです。キャラクターが作れないというところはすでにファミコンのカセット内に用意されたマリオやレディ、ペンギンといった画像素材を用いて使います。組み合わせ次第でいろいろなキャラクターが作れるので結構面白いです。 このように中で使えるキャラクタパターンが巻末付録として収録。なくしたらおしまいだぞ！ しかし問題はこのメモリの容量の少なさ。どれくらい少ないかというと、使う画像の宣言をしてマリオのジャンプとアニメーションの分岐をベーシックでつらつら書き、REM文で少しメモを残そうものならもうそれでメモリはパンパン。もちろんこの中にBGMやSE、バックグラウンドの画像パターンも納めなくてはいけないわけでございますからできることなんて大体予想が付くというものです。南無。 ご立派なBASICコマンドはたくさんあるけれども、これをすべて一つのプログラムの中に使い切ることはできないくらい容量は限られている・・・といっても過言ではないと思う。 ■｜何はともあれプログラミング。使ってみると意外と面白い。 以上のことからも、この非常に制限された中でいかに面白いゲームを作るかが試されるものであることはご理解いただけたと思います。しかしかつてこのセットでもうそれはそれは多くの子供大人問わず制作に挑んだわけでございまして。ならばとひとつ私も挑戦してみました。 ファミリーベーシックに付属するプログラミングの教科書。 正直ワクワクする表紙。経年劣化でボロボロだが。 最初のほうはカラーで説明が...
続きを読む

ファミコンの完全自作ROM&カセット作ろう！〜cc65で起動ROMをつくる〜

先日、ファミコンに直差しできるROMカセットを作るというお話をしました。しかし、いくらハードウェアができたとしてもプログラムがないと動かないただの鉄の塊です。 ■cc65は、僕らに新規の6502コンピューターを作らせてくれない 　そこでプログラムを作って書き込もうとしましたが、問題はcc65でROMに書き込める普通のプログラムデータを作成することが非常に困難であるという点でした。 　つまりどういうことかというと、cc65というコンパイラソフトは「新規の」6502ハードウェア開発向けには作られておらず、コモドール64やファミコンのエミュレーター向けの開発を考えられているのです。それがわかる仕様として、アセンブラで書いたプログラムをcc65で書き出す際に、どのハードウェア向けに書き出すかという旨を指定する必要があるのです。 　もし指定しなければ自動的にコモドール64向けに書き出されます。そして、プログラムの内容がそれに沿っていなければエラーとして判断され、かきだされることもありません。 ■使いやすさの視点の違いから生まれた仕様 　もうひとつ、cc65が抱える問題として ORG命令 が本来の動きとして働かないという点です。 　 ORG命令 とは、そのプログラムがメモリのどの位置から開始されるのかをしていする重要な命令です。これによってジャンプ命令やラベルがまともに使用できるし、6502においてはリセット割り込み（ゲームを開始する際に読み込まれるメモリ）の情報を書き込むメモリの位置を指定しなくてはいけないので、非常に重要な命令なのですがなんとcc65ではほぼ封印されています。ジャンプ先としては読み込まれきちんとコンパイルされますが プログラムをコンパイルした際に指定した場所にプログラムが書き込まれていないのです。非常にバカバカしくなります。 ではcc65にはORG命令の代わりに何が使われているのかというとSEGMENT命令が利用されています。プログラムをSEGMENTで切り分け、その段階ではまだどこからそのプログラムを配置するのかを指定しません。指定はコンフィグファイルという別のファイルにて指定します。つまり、 アセンブラファイルだけではプログラムを作成することができない のです。また、コンパイルした際にこのコン...
続きを読む