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自作ROMライター その3

 74HC164Nでシリアルパラレル変換ができるとはByteデータを送り込めるということになります。ソフトウェアを改良しByte単位にデータを送れるか実験してみました。

バイトデータを送出
バイトデータを送出
15バイト分の波形

 ピークが15回出ています。これが74HC164Nにリセット信号を送っているところで、その手前が1バイトのビットデータとなります。74HC164NはNOT出力ですので信号が立っているところが0、立っていないところが1と解釈してください。1、3、5、7と増えていくのが波形からわかります。

1バイト分を拡大した様子
1バイト分を拡大した様子
1ビット分を拡大した様子
1ビット分を拡大した様子
さらに拡大し信号が混合している様子
さらに拡大し信号が混合している様子
#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));
    }
}

BOOLEAN isON(unsigned char data, size_t bit, size_t i) {
    size_t bit9 = bit * 9;
    size_t bit8 = bit * 8;
    size_t bit7 = bit * 7;
    size_t bit6 = bit * 6;
    size_t bit5 = bit * 5;
    size_t bit4 = bit * 4;
    size_t bit3 = bit * 3;
    size_t bit2 = bit * 2;

    if (((data & 0x80) == 0x80) && 0 <= (i % (bit9)) && (i % (bit9)) < (bit)) {
        return true;
    }
    if (((data & 0x40) == 0x40) && (bit) <= (i % (bit9)) && (i % (bit9)) < (bit2)) {
        return true;
    }
    if (((data & 0x20) == 0x20) && (bit2) <= (i % (bit9)) && (i % (bit9)) < (bit3)) {
        return true;
    }
    if (((data & 0x10) == 0x10) && (bit3) <= (i % (bit9)) && (i % (bit9)) < (bit4)) {
        return true;
    }
    if (((data & 0x08) == 0x08) && (bit4) <= (i % (bit9)) && (i % (bit9)) < (bit5)) {
        return true;
    }
    if (((data & 0x04) == 0x04) && (bit5) <= (i % (bit9)) && (i % (bit9)) < (bit6)) {
        return true;
    }
    if (((data & 0x02) == 0x02) && (bit6) <= (i % (bit9)) && (i % (bit9)) < (bit7)) {
        return true;
    }
    if (((data & 0x01) == 0x01) && (bit7) <= (i % (bit9)) && (i % (bit9)) < (bit8)) {
        return true;
    }
    return false;
}

int main() {

    WAVEFORMATEX wfe;
    static HWAVEOUT hWaveOut;
    static WAVEHDR whdr;
    static LPWORD lpWave;
    static LPWORD lpWave1;
    static LPWORD lpWave2;
    static LPWORD lpWave3;
    static LPWORD lpWave4;
    static LPWORD lpData;

    // 最初と最後の1sは出力しないので3以上とする
    DWORD terms = 17;

    size_t i, j, k, start, end;
    size_t frequency = 9;
    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);
    lpWave1 = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), wfe.nChannels * sampling * terms);
    lpWave2 = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), wfe.nChannels * sampling * terms);
    lpWave3 = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), wfe.nChannels * sampling * terms);
    lpWave4 = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), wfe.nChannels * sampling * terms);

    end = sampling * wfe.nChannels;
    WORD amplitude = 32767/4;
    for (i = 0; i < end; i++) {
        lpWave[i] = 0;
        lpWave1[i] = 0;
        lpWave2[i] = 0;
        lpWave3[i] = 0;
        lpWave4[i] = 0;
    }

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

    size_t valWavelength;
    size_t valFrequency;

    size_t bit = wfe.nChannels * sampling / frequency;

    /*  チャンネル1 ********************************/
    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);

    /*  チャンネル2 ********************************/

    // クロック
    valFrequency = 3200;
    valWavelength = sampling / valFrequency;
    lpData = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), valWavelength);
    createWave(lpData, valFrequency, sampling, amplitude);
    for (i = start + 1, j = 0, k = 0; i < end; i += 2, ++j, ++k) {
        if (k < sampling / frequency / 2) { lpWave1[i] = lpData[j]; }
        if (j >= valWavelength) { j = 0; }
        if (k >= sampling / frequency) { k = 0; }
    }
    free(lpData);

    const unsigned char dataList[] = {
    0x01,
    0x03,
    0x07,
    0x0F,
    0x1F,
    0x3F,
    0x7F,
    0xFF,
    0x7F,
    0x3F,
    0x1F,
    0x0F,
    0x07,
    0x03,
    0x01
    };
    size_t dataLen = sizeof(dataList) / sizeof(*dataList);
    unsigned char data = 0x00;

    // シリアルデータ1
    valFrequency = 8000;
    valWavelength = sampling / valFrequency;
    lpData = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), valWavelength);
    createWave(lpData, valFrequency, sampling, amplitude);
    for (i = 1, j = 0; i < end; i += 2, ++j) {
        lpWave2[start + i] = lpData[j];
        if (j >= valWavelength) { j = 0; }
    }
    free(lpData);

    // シリアルデータ2
    valFrequency = 11300;
    valWavelength = sampling / valFrequency;
    lpData = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), valWavelength);
    createWave(lpData, valFrequency, sampling, amplitude);
    for (i = 1, j = 0; i < end; i += 2, ++j) {
        lpWave3[start + i] = lpData[j];
        if (j >= valWavelength) { j = 0; }
    }
    for (i = 1, j = 0, k = 0; i < end; i += 2, j += 2) {
        data = dataList[k];
        if (j >= bit * 9) { j = 0; ++k; }
        if (k >= dataLen) { k = 0; }
        if (isON(data, bit, i)) {
            lpWave3[start + i] = 0;
        }
    }
    free(lpData);

    // リセット
    valFrequency = 17000;
    valWavelength = sampling / valFrequency;
    lpData = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), valWavelength);
    createWave(lpData, valFrequency, sampling, amplitude);
    for (i = 1; i < end; i += 2, ++j) {
        lpWave4[start + i] = 0;
    }
    for (i = 1, j = 0; i < end; i += 2, ++j) {
        if ((i % (bit * 9)) < bit) {
            lpWave4[start + i - bit] = lpData[j];
        }
        if (j >= valWavelength) { j = 0; }
    }
    free(lpData);

    // チャンネル2に合成
    for (i = 1; i < end; i += 2) {
        lpWave[i] = lpWave1[i] + lpWave2[i] + lpWave3[i] + lpWave4[i];
    }

    // サウンド出力
    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;

}