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自作ROMライター その1

 PCのサウンド出力を多チャンネル化し複数の信号を扱える装置をなぜ作っているかの理由ですが、8085を動かすためにはどうしてもROMが必要で、それにはROMライタがなければ何もできません。

 ROMライタを手に入れれば何のことも無いのですが、勉強がてら作成することにしました。

 マイコンボードをUSBに繋いでROMに必要な信号を送る方法が定石のようですが8085の時代にUSBや今のシングルボードコンピュータがあったわけではないのでオペアンプとジャンクに近い部品で作成しようとしています。

#include <iostream>
#include <windows.h>
#include <math.h>
#include <MMSystem.h>

#pragma comment (lib, "winmm.lib")

void createWave(LPWORD lpData, size_t frequency, size_t sampling, WORD amplitude) {
    size_t wavelength = sampling / frequency;
    double d = 360.0 / wavelength;
    double pi = 3.14159265359;
    for (int i = 0; i < wavelength; i++) {
        lpData[i] = (WORD)(amplitude * sin(d * (i % wavelength) / 180.0 * pi));
    }
}

int main() {

    WAVEFORMATEX wfe;
    static HWAVEOUT hWaveOut;
    static WAVEHDR whdr;
    static LPWORD lpWave;
    static LPWORD lpData;

    // 最初と最後の1sは出力しないので3以上とする
    size_t terms = 12;

    size_t i, j, k, start, end;
    size_t frequency = 400;
    size_t sampling = 192000;
    size_t wavelength = sampling / frequency;

    wavelength = sampling / frequency;
    wfe.wFormatTag = WAVE_FORMAT_PCM;
    wfe.nChannels = 2;
    wfe.wBitsPerSample = 16;
    wfe.nBlockAlign = wfe.nChannels * wfe.wBitsPerSample / 8;
    wfe.nSamplesPerSec = (DWORD)sampling;
    wfe.nAvgBytesPerSec = wfe.nSamplesPerSec * wfe.nBlockAlign;
    waveOutOpen(&hWaveOut, 0, &wfe, 0, 0, CALLBACK_NULL);
    lpWave = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), wfe.nChannels * sampling * terms);

    end = sampling * wfe.nChannels * 1;
    WORD amplitude = 32767/4;
    for (i = 0; i < end; i++) {
        lpWave[i] = 0;
    }

    // 最初の1sは出力しない
    start = sampling * wfe.nChannels * 1;
    end = wfe.nChannels * sampling * terms;
    // 最後の1sは出力しない
    end -= sampling * wfe.nChannels * 1;

    size_t valWavelength;
    size_t valFrequency;

    lpData = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), wavelength);
    createWave(lpData, frequency, sampling, amplitude);
    for (i = start, j = 0; i < end; i += 2) {
        lpWave[i] = lpData[j];
        ++j;
        if (j >= wavelength) { j = 0; }
    }
    free(lpData);

    valFrequency = 3200;
    valWavelength = sampling / valFrequency;
    for (i = start + 1, j = 0, k = 0; i < end; i += 2) {
        if (j == 0) {
            lpData = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), valWavelength);
            createWave(lpData, valFrequency, sampling, amplitude);
        }
        if (sampling/4 * 0 <= k && k < sampling/4 * 1) {
            lpWave[i] = lpData[j];
        }
        ++j;
        ++k;
        if (j >= valWavelength) {
            j = 0;
            free(lpData);
        }
        if (k >= sampling) {
            k = 0;
        }
    }

    valFrequency = 8000;
    valWavelength = sampling / valFrequency;
    for (i = start + 1, j = 0, k = 0; i < end; i += 2) {
        if (j == 0) {
            lpData = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), valWavelength);
            createWave(lpData, valFrequency, sampling, amplitude);
        }
        if (sampling/4 * 1 <= k && k < sampling/4 * 2) {
            lpWave[i] += lpData[j];
        }
        ++j;
        ++k;
        if (j >= valWavelength) {
            j = 0;
            free(lpData);
        }
        if (k >= sampling) {
            k = 0;
        }
    }
 
    valFrequency = 11300;
    valWavelength = sampling / valFrequency;
    for (i = start + 1, j = 0, k = 0; i < end; i += 2) {
        if (j == 0) {
            lpData = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), valWavelength);
            createWave(lpData, valFrequency, sampling, amplitude);
        }
        if (sampling/4 * 2 <= k && k < sampling/4 * 3) {
            lpWave[i] += lpData[j];
        }
        ++j;
        ++k;
        if (j >= valWavelength) {
            j = 0;
            free(lpData);
        }
        if (k >=  sampling) {
            k = 0;
        }
    }
 
    valFrequency = 17000;
    valWavelength = sampling / valFrequency;
    for (i = start + 1, j = 0, k = 0; i < end; i += 2) {
        if (j == 0) {
            lpData = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), valWavelength);
            createWave(lpData, valFrequency, sampling, amplitude);
        }
        if (sampling/4 * 3 <= k && k < sampling/4 * 4) {
            lpWave[i] += lpData[j];
        }
        ++j;
        ++k;
        if (j >= valWavelength) {
            j = 0;
            free(lpData);
        }
        if (k >= sampling) {
            k = 0;
        }
    }
    
    whdr.lpData = (LPSTR)lpWave;
    whdr.dwBufferLength = wfe.nAvgBytesPerSec * terms;
    whdr.dwFlags = WHDR_BEGINLOOP | WHDR_ENDLOOP;
    whdr.dwLoops = 1;
    waveOutPrepareHeader(hWaveOut, &whdr, sizeof(WAVEHDR));
    waveOutWrite(hWaveOut, &whdr, sizeof(WAVEHDR));

    char str[128];
    std::cout << "hello, world\n";
    std::cin >> str;

}

 4つの異なる周波数の信号を混合しPCからサウンド出力します。それぞれ別に信号が出ている時はhigh、出ていない時はlowとすれば1つのアナログ信号を4つのデジタル信号として解釈できるはずです。

ROMライターアナログ部
ROMライターアナログ部

 741Cを2個1組にして4組のフィルタで分離しそれぞれをまた741Cで増幅後、ダイオードで検波しています。各信号を復調し信号を取り出す仕組みです。

 PCからLEDを順に点灯する信号を出してみました。意図通りそれぞれ別の周波数のhighとlowの信号が4つに分離されています。

 振幅偏移変調による多重化通信装置の完成です。