初版

【CalicoCPU】ラーメンタイマー

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++[自作CPU Advent Calendar 2022](https://qiita.com/advent-calendar/2022/diycpu) 3日目++ [CalicoCPU](https://elchika.com/article/f38275fc-1f46-4e77-bc30-c172971ecf0f/) でラーメンタイマーを作った。 実行を開始してから約180クロック (正確には182クロック) でPORT1のビット0が1になるので、 1Hzのクロックで実行すれば約3分を計ることができる。 # 2-way Buzzer Board 今回は1Hzという遅いクロックで実行するため、CPUでブザー音を鳴らすことができない。 そこで、HIGHを入力するだけでブザー音が鳴る装置を作った。 それがこの「2-way Buzzer Board」である。 ||| |---|---| [基板設計データ](https://github.com/mikecat/hardware_cpu/releases/tag/20220310-boards-v1.0) ON/OFFのみの制御でブザーを鳴らす「auto」と、音声信号を入力してブザーを鳴らす「manual」の2種類の端子を用意した。 余った端子には、とりあえずLEDをつけておいた。 今回は、この「auto」の端子をPORT1のビット0に接続して用いる。 # プログラム [MikeAssembler](https://mikecat.github.io/mike_assembler/) 用のプログラムを以下に示す。 ちょうど16バイトに収まった。 ``` target calico ADDI A, -1 DRIVE 0, A OUT 0, A MOVI B, 1 DRIVE 1, B loop1: MOVI C, 8 MOVI D, loop2 loop2: ADDI C, -1 JNZ C, D SHR A, 1 OUT 0, A MOVI D, loop1 JNZ A, D OUT 1, B MOVI D, end_loop end_loop: JNZ D, D ``` 機械語を追加すると、以下のようになる。 ``` 00111111 ADDI A, -1 00010110 DRIVE 0, A 00010010 OUT 0, A 01100001 MOVI B, 1 01011110 DRIVE 1, B loop1: 10101000 MOVI C, 8 11100111 MOVI D, loop2 loop2: 10111111 ADDI C, -1 10011111 JNZ C, D 00001011 SHR A, 1 00010010 OUT 0, A 11100101 MOVI D, loop1 00011111 JNZ A, D 01011010 OUT 1, B 11101111 MOVI D, end_loop end_loop: 11011111 JNZ D, D ``` 残り時間を表すため、最初にPORT0の8ビットを全て1にする。 内側のループで時間を稼ぎながら、外側のループでPORT0で1になっているビットを減らしていく。 PORT0の全てのビットが0になると、`JNZ` 命令でジャンプせず、ループから抜けてブザーを鳴らす処理に移行する。 # 実行の様子 PORT0に [Pmod 8LD](https://digilent.com/reference/pmod/pmod8ld/start) を、PORT1の下位ビットに 2-way Buzzer Board を接続してプログラムを実行した。 @[youtube](https://www.youtube.com/watch?v=km8gMLQISn8) 点灯しているLEDの数が減っていき、実行を開始してから約3分後にブザーが鳴った。