AY38910-2.pdf

flY-y*3lO

Generator dźwiękowy do ZX-SPECTRUM

PIOTR BEDNARSKI

Mikrokomputer ZX-SPECTRUM jest urządzeniem przeznaczo-

nym przede wszystkim do zabawy i nauki. Język programowa-

nia BASIC, duża pojemność pamięci i kolorowy monitor grafi-

czny o dużej rozdzielczości umożliwiają tworzenie animowa-

nych gier. Jedynym elementem, którego brakuje, jest wysokiej

jakości generator dźwięku. W mikrokomputerze SPECTRUM

dźwięk jest wytwarzany programowo. Sposób ten ma dwie

podstawowe wady. Po pierwsze: generacja odbywa się kosz-

tem czasu mikroprocesora, który czynnie uczestniczy w proce-

sie tworzenia dźwięku, po drugie-nie ma możliwości syntezy

bardziej złożonych przebiegów (kształtowania obwiedni), co

jest konsekwencją istnienia tylko jednego kanału dźwięko-

wego.

Mikrokomputery innych firm, np. ORIC, czy COMMODORE 64

są wyposażone fabrycznie w scalone układy generacji i syntezy

dźwięku. Układem powszechnie wykorzystywanym w kompu-

terach osobistych do tego celu jest układ AY-3-8910 produko-

wany przez firmę General Instruments. Układ ten w bardzo

prosty sposób może być dołączony do ZX-SPECTRUM.

Układ AY-3-8910 zawiera trzy niezależne tory dźwięku oraz dwa

8-bitowe układy wejścia/wyjścia wykorzystane np. do stero-

wania urządzeń zewnętrznych, takich jak drukarka. Układ ma

16 wewnętrznych rejestrów, które mogą być zapisywane przez

komputer. Dzięki wewnętrznym rejestrom układ pracuje nieza-

leżnie od mikroprocesora (ang. processor independent); tzn.

po załadowaniu danych do rejestrów, układ zaczyna sam

generować dźwięk, a komputer może dalej wykonywać swój

własny program. Generowanie dźwięku nie absorbuje więc

czasu mikroprocesora, a zatem nie opóźnia wykonywania

programu.

najmniejsza częstotliwość generowana przez układ wyniesie

ok. 54 Hz (jest to 1/65025 częstotliwości sygnału na wejściu

CIOCK). Aby uzyskać mniejsze częstotliwości należy zbudo-

wać dodatkowy oscylator lub zastosować dzielnik sygnału

zegarowego ZX-SPECTRUM.

Rejestr R6 ustala częstotliwość wysyłania próbek szumu gene-

rowanego w sposób pseudolosowy.

Rejestr R7 zawiera informacje o kierunku przesyłania danych

przez układy wejścia /wyjścia oraz o włączeniu lub wyłączeniu

danego kanału dźwiękowego. Na przykład, załadowanie R7

wartością 11101011 spowoduje ustawienie obu portów we/wy

jako wyjścia; kanałem B będzie przesyłany szum, a kanałem

C sygnał okresowy.

Do ustawiania amplitudy sygnałów w poszczególnych kana-

łach służą rejestry R8-R10.

RejestryR11 i R12 służą do przesyłania danych między kompu-

terem a portami we/wy.

Rodzaje pracy układu scalonego AY-3-8910

Tablica 2

Rodzaj pracy

BDłR

BC1

BC2

Układ nieaktywny

Odczyt danych z rejestru

Zapis danych do rejestru

Wybranie rejestru

Schemat układu przedstawiono na rys. 1. Układ dekodujący

został zbudowany w oparciu o cztery bramki NOR (US2). Do

wybierania układu generatora służą dwie linie adresowe: A6

i A7, które po zdekodowaniu i zbramkowaniu sygnałami WR

i IORQ są doprowadzone do wejść sterujących BC1 oraz BDIR

(tablica 2).

Przycisk RESET służy do zerowania wszystkich rejestrów ukła-

du. Na rys. 2 przedstawiono sposób wybierania kształtu ob-

wiedni z wykorzystaniem rejestru R13.

OPIS FUNKCJONALNY UKŁADU

Rejestry wewnętrzne R0-R5 (tablica 1) określają orientacyjną

i dokładną częstotliwość dźwięku dla poszczególnych kanałów.

Częstotliwość ta zależy od częstotliwości sygnału zegarowego,

doprowadzonego do układu. Dla sygnału zegarowego 3,5 MHz

Opis regestrów wewnętrznych nieładu scalonego AT-3-89 J K>

Tflblioa 1

*SV

Bit

Regestr

Dokładna - 8 bitów

Częstotliwość tonu

w kanale A

V ' "

orientacyjna 4 bity

Dokładna - B bitów

Caęatotliwość tonu

w kanale B

orientacyjna 4 bity

Dokładna - a bitów

Cręstotliv;o£ł4 tonu

w kanale C

A orientacyjna 4 bity

Okrea ssujau

Okres - 5 bitów

fó/Wy

s^s

Ton

Bajostr

sterujący

Bajostr

sterujący

Port

Amplituda - kanał A

11*

1.3

Ł2

i a

Amplituda - kanni B

Xi1

H10 Aaiplituiia - kanał C

Ł2

K11

Dokładny - 8 bitów

Obwiednią - okres

B12

Orientacyjny - a bitów

815 Obwiednią - kjsata.lt

Bił

Semestr portu A

We/ly - a bitów

B15 Hejestr portu B

We/Wy - 8 bitów

1 - Amplituda ustalana przez generator obwiedni

0 - Amplituda ustawiana przes bity B0-B3

Radioelektronik 9/1985

Kuiott sygnału na wyjściu generatora obwiedni

J twef2

twe/4

Okres obwiedni

UC/7474

J X

fwe

Rys. 3.

Pomocnicze układy

fgętfHHZ ^ ^„„^ dźwięku

i - dzielnika częstotliwości

b - generatora częstotliwości

UCY7404

C'tn

AAAMAAAA/

łu BUSY od drukarki) - bit PA0. Port B ustawiony jest jako

wyjście: bity PB0-PB6 - kod ASCH, bit P87 - sygnał STROBĘ.

/\AAAA

OUT

RET

(63). A

A.nomiii

<95).A

WYPRANIE REJ. STER.

HSUCJAUZACJA

Rys. 2. Sposób wybierania obwiedni dźwięku

Podprogram inicjalizujący powinien być wywołany przed roz-

poczęciem drukowania.

Podprogram zapewnia przesyłanie z potwierdzeniem oraz

umożliwia przerwanie wysyłania danych w dowolnej chwili

(naciśnięcie BREAK).

Sygnał zegarowy może być doprowadzony z ZX-SPECTRUM

bezpośrednio przez dzielnik częstotliwości lub z dodatkowego

oscylatora (rys. 3).

Wyjście analogowe układu można dołączyć cło dowolnego

wznacniacza akustycznego (np. do magnetofonu współpracu-

jącego z komputerem}.

•CENTRONICS INTERFACE - AY-3-8910*

PUSH

.KOD NA STOS

PROGRAMOWANIE GENERATORA

Programowanie układu jest możliwe za pomocą instrukcji IN

i OUT języka BASIC lub instrukcji wejścia/wyjścia asemblera

280.

Wpisywanie danych do rejestru o numerze n odbywa się

następująco:

- wybieramy rejestr n instrukcją OUT 63,n

- wpisujemy dane d do wybranego rejestru instrukcją OUT

95,d.

Cykl wpisywania danych do rejestru składa się więc zawsze

z dwóch instrukcji OUT.

Odczytywanie danych z rejestru portu ustawionego jako wej-

ście odbywa się również w dwóch etapach:

- wybieramy rejestr n instrukcją OUT 63,n

- odczytujemy dane instrukcją LET d = IN 63.

A.15

.WYSRANIE REJ. R15

OUT

(63)»A

POP

?7~RIT KOD ASCII

CPl.

OUT

(95).A

5WYSŁANIE STR0BE=1

CPU

OUT

(95).A

łWYSŁANIE KODU ASCII

A.14

.WYBRANIE REJ. R14

OUT

(63).A

CALL

S1F54

5SPRAWDZENIE CZY BREAK

NC.ERR

? TAłt

A.(63)

JC7YTANIE SYGNAŁU BUSY

BIT

0.A

H2 fUAIT

;JWSY»1. CZEKAJ

A. 15

5WYBRANIE REJ. R15

OUT

(63).A

CPŁ

OUT

(95). A

.WYSŁANIE STR0BE=1

RET

!POWROT DO PR00RAMU (ŁOWNEGO

S1B7B

.K0MUNIKA1 "L"

PRZYKŁAD 1: eksplozja

10 OUT 63.6: OUT 95-31: REM USTAWIENIE GENERATORA S7UNII

20 OUT A3.78 OUT 95.7: REM WtACZENIE KANAŁÓW A,E>,C DLA SZUMU

30 OUT 63.8: OUT 95.16: REM USTAWIENIE AHPLITUDY KANAŁU A

40 OUT 63,9: OUT 95,16: REM USTAWIENIE AMPLITUDY KANW U P

50 OUT 63.10: OUT 95.16! REM USTAWIENIE AMPLITUDY K|WALU C

60 OUT 63.12: OUT 95.30! REM USTAWIENIE CZASU OPADANIA

70 OUT 63.13: OUT 95.0: REM USTAWIENIE ORWIEDNI NA OPADANIE

Układ generatora dźwięku i interface'u do drukarki został

zbudowany przez autora i działa bez zastrzeżeń.

WYKAZ WAŻNIEJSZYCH ELEMENTÓW

Układy scalone

US1-AY-3-8910 firmy General Instruments

US2-UCY74LS02N

Inne

PRZYKŁAD 2: laser

10 FOR 1=0 TO 13: READ A' OUT 63rl: OUT 9Si-A: N£XT I

20 DATA 190.0.0.0.0.0.0.126.16*0.0.0.10-15

30 PAUSE 10: RESTORE i <50 TO 10

Gniazdo mikrofonowe, gniazdo ELTRA 881025 do drukarki

PRZYKŁAD 3: CENTRONICS irrterłace

Podprogram napisany w języku asemblera Z80, służący do

wysyłania zawartości akumulatora (kod ASCłl 7-bitów) na

drukarkę. Port A ustawiony jako wejście (przyjmowanie sygna-

LITERATURA

11] „Sinclair Projects", June/July 1983

[21 Katalog firmy General Instruments 1983

[31 Logan I., 0'Hara F.: COMPŁETE SPECTRUM ROM DISASSEMSLY,

Melbourne House 1883

Radioelektronik 9/1985

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: