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テキスト画面

テキスト画面の概要

ＴＩＮＹ２３１３を使ってＮＴＳＣのテキスト画面を表示するプログラムです。ＡＶＲを使ったはじめての作品です。かなり無謀な挑戦でした。

ＵＡＲＴからＡＳＣＩＩコードを入力して、１３文字×７行のテキスト文字がＮＴＳＣのビデオ信号として出力されます。モノクロ表示のみ。

キャリッジリターンで改行したりスクロールしたりするバージョンと、単にＸ軸Ｙ軸指定でテキストを表示するバージョンの２つがあります。

フォントは、メモリ節約のため５×６ドットのオリジナルフォントを使っています。

文字種は、英文字、英数字、その他記号、特殊コード（キャリッジリターンや画面クリア、ベルコード、座標指定）に対応。

ＵＡＲＴでデータを入力し、それをテキストスクリーンに反映。ＮＴＳＣ（もどき）信号にして出力します。

ＶＴ１００互換には程遠いですが、シリアルでキャラクターコードを送るだけで簡単に文字表示が出来ます。

サンプル：テキスト画面の出力例

テレビ画面をデジカメで撮ってｇｉｆ画像にしました。電源ｏｎ時の画面です。

このｇｉｆに写っているのはリターンコードで改行／スクロールに対応しているバージョンです。対応しているバージョンではこのとおりカーソルが点滅したり、表示が最下行まで行くと自動的にスクロールしたりと、８０年代のＰＣっぽい感じをいい雰囲気に再現しています。

対応していない方のバージョンではカーソル表示されず、文字だけが表示されます。

サンプルムービー：テキスト画面のキャプチャ画面

キャプチャー画面をフラッシュムービーにしました。画面をクリックすると再生します。

テストボードＶ１を使用して、説明書に掲載してあるサンプルプログラムを実行した画面です。ＵＡＲＴの転送速度が１２００ｂｐｓ（１画面全部を塗るのに約０．８秒）と遅いですが、画面が広くないのでそれほど気にならないレベルかと思います。

使い方

メインＣＰＵ側からＵＡＲＴ通信でＡＳＣＩＩコードを送信するだけでテレビ画面に文字が表示されます。送信されたキャラクターコードはＴＩＮＹ２３１３内部のテキストＶ－ＲＡＭに反映され、ＴＩＮＹ２３１３はそのキャラクターコードに相当するビットマップイメージにデコードし、ＮＴＳＣ信号として出力されます。

ＵＡＲＴは１２００ｂｐｓ、ノンパリ、ストップビット１。１バイト毎にウェイトを入れる必要ありません。連続データを受信できます。なので、Ｃ言語のｐｒｉｎｔｆ関数など高級言語での文字列表示関数などから簡単にデータを送信できます。液晶表示器（HD44780互換など）では表現が足りないとか、画面が狭いとか、ピンの数を減らしたいとか、そういう時の置き換えに使えます。

映像信号はＰＢ０、同期信号はＰＤ６から出力されます。ＰＢ０に４７０Ω、ＰＤ６に１ｋΩの抵抗をつなぎ、カップリングコンデンサを経由してＲＣＡ端子でテレビに接続します。詳しくは、テストボードＶ１の回路図をご覧下さい。

表示可能な文字は、以下のキャラクターコード表をご参照下さい。キャラクターコード表上に色が付いているところが使用可能なキャラクターです。なお、緑色はカーソル移動などの制御コードを指しています。

そうそう。ベルコード（０ｘ０７）でＢＥＥＰ出力する機能なんていうのも付いてます。

キャラクターコード

おおよそASCIIコードに対応できていると思いますが、アルファベットの小文字は大文字に変換して表示されます。（省メモリのため）

Ｘ軸指定、Ｙ軸指定は、本来エスケープシーケンスコードを用いるべきなのでしょうが、２バイトデータを扱うのは処理が大変だったので諦めて、表示非対象文字のコードの中から座標指定専用コードを割り当てました。

●キャラクターコード表（オリジナル版）

●キャラクターコード表（改行対応版）

画面消去コード（０ｘ０Ｃ）が送信されると、画面が全部クリアされます。

Ｘ軸指定コード（０ｘ８０～８Ｃ）が送信されると、カーソルのＸ軸が指定できます。

Ｙ軸指定コード（０ｘ９０～９６）が送信されると、カーソルのＹ軸が指定できます。（ただし改行対応版は０ｘ９０～９７まで。０ｘ９７にてＹ軸を７にすると画面がスクロールします）

改行対応版では、改行コード（０ｘ０Ｄ）が送信されるとカーソル位置が１行下の最左端に移ります。７行目（Ｙ軸が６）の時に改行すると、画面がスクロールします。

ベルコード（０ｘ０７）が送信されると、ＰＤ４端子に約０．５秒間５Ｖが出力されます。この端子に圧電ブザーなどを繋ぐとＢＥＥＰ音が出力できます。（ただしこの機能はブレッドボード上で動作確認しただけなので、これを利用した作品例は今のところありません。）

ＪＳ１ＲＳＶさんのサイトで公開されているＰＩＣ１６Ｆ６２８を使ったビデオテキストジェネレータ（ＨＡＭ　Ｊｏｕｒｎａｌ　Ｎｏ１０３　２００２年秋号にも特集有り）に感動して、ＡＶＲの開発環境が整ったら真っ先に作ろうと思っていたのがテキスト表示器でした。８０年代にＢＡＳＩＣ言語でノロノロ動くプログラムを作っていた私にとって、こんな小さいマイコン１個でビデオ信号が作れたりするという処理能力の速さには驚きでした！で、自分でもやってみたい！という自作の虫がムズムズと蠢き出したわけです。

とはいえ、同じような機能のものを作ってみても車輪の再発明なので、もっと色んな機能を組み込んでみました。スクロールするとか、カーソルが点滅するとか、改行コードとか、ＢＥＥＰ出力とか…　できるだけ８０年代のＰＣっぽい機能を詰め込んでみようと。ここまで機能が載っていれば、実用には充分耐えるでしょう！（実用って？？？）

秋月電子通商では、２０ＭＨｚ動作のＴＩＮＹ２３１３－２０ＰＵが１２０円で売られています（２００７年１１月現在）。これとセラロックやＲＣＡ端子などで文字表示器を作れば約200円程度となり、液晶表示器よりはるかに安価な表示器として使え、表示画面も広く、なによりも小型マイコンにとって貴重なＩ／Ｏ端子も１つしか使いません。

作るにあたって悩ましかったのは、ＡＶＲのＴＩＮＹシリーズはＵＳＡＲＴを搭載しているものがＴＩＮＹ２３１３だけしかなく、フラッシュＲＯＭも２ＫＢしか搭載していないこと。文字種やフォントのビット数を如何にして減らすかに腐心しました。ＴＩＮＹシリーズでも４ｋＢ搭載のＩＣもありますが、ＵＡＲＴ入力が使えるのは２３１３だけ。ＵＡＲＴが使えるというところが重要なんです。

ＵＡＲＴなら２バイトのハードウェアバッファが働くので、その間にテキストＶＲＡＭの更新や文字表示ができるのですが、ＵＳＩでＵＡＲＴ通信を使うとハードウェアのダブルバッファが働かないので受信処理が追いつかなくなる恐れが生じます。だからといってＭＥＧＡシリーズを使うと、ＩＣの単価が何倍にもなっちゃって、それなら最初から液晶表示器使えば…って話になっちゃう。

それと２３１３にはＳＲＡＭが１２８バイトしかないので、そのうち１００バイト前後をテキストＶＲＡＭに割り当てるとしても単純計算で１０文字×１０行程度。縦横比や処理クロック数等も考慮すると、１３×７＝９１文字程度が現実的な数値でした。

ＵＳＩをＵＡＲＴモードじゃなくＳＰＩとして使えばダブルバッファも関係ないじゃん！というご意見もあるかと思いますが、高級言語、例えばＰＩＣ用のＣＣＳ－Ｃコンパイラなどは、標準入出力関数にＵＡＲＴを想定しており、ｐｒｉｎｔｆ関数等でメッセージを表示しようとすると、やっぱりＵＡＲＴの方が使い勝手がいいんですよねー。他の高級言語でも似たような感じかと。

もっとＳＲＡＭが大きければ、行数を倍にしたり、横方向をもう少し縮めて文字数を多くしたりできたと思います。２３１３のフラッシュＲＯＭとＳＲＡＭをもうちょっとだけ拡大したバージョンが発売されると嬉しいんですけどね…

実はこのテキスト画面表示器に、キーボード入力機能とＢＡＳＩＣインタラプタを組み合わせて、大昔のＴＩＮＹ－ＢＡＳＩＣ程度のスタンドアロンＰＣができると面白いと思っているんですが…

ＵＡＲＴのビットレートですが、なぜ１２００ｂｐｓなのか？もっと速く出来なかったの？と思う方もいらっしゃるかと思います。なにしろスプライト表示器はもっともっと速いですからね。

実はスプライト表示器に比べてて、スクロールやキャリッジリターン、画面消去等のスクリーンエディット機能や、ＡＳＣＩＩコード→内部コードの変換など色々な処理に時間を取られてしまい、垂直同期期間内（１フレームを表示する間＝１／６０秒間）にＵＡＲＴのバッファ分２バイト＋α程度しかデータを受信できませんでした。なので、１秒間では２バイト×１０ビット÷（１／６０秒）＝１２００ｂｐｓとなったわけです。

（一方、スプライト表示器の場合は座標更新だけというシンプルさなので、水平同期信号生成の約４．７μ秒以内でＵＡＲＴ関連処理をすべて終えてしまっています。つまり走査線１本につき１バイト受信可能です。座標更新だけで単純ですからね…）

しかも、実現には１２００ｂｐｓですらかなり苦労していています。ちょっと、ムリしています。なので、送信側の速度が１２００ｂｐｓより３％程度上がってしまうとデータを読み飛ばしてしまうことも生じます。１２００ｂｐｓより２％以上速い送信は行わないようにしてください。（遅い場合については、ＲＳ－２３２Ｃの規格と同等の５％程度は充分許容します）

もう少し文字の大きさを細かくして文字数を増やしたり、マルチウィンドウ対応もできるようにしたら、もうちょっと使い勝手がいいかもしれませんねぇ。いつか、ＳＲＡＭやフラッシュメモリがもう少し大きいＭＥＧＡシリーズ用に別バージョンを作ってみたい気がします。目下問題なのはメモリ容量だけ！　表示速度などは全然余裕があり、文字をもっと細かく表示したりすることは充分可能！いつか頑張ろう…

ダウンロード

テキスト画面用アーカイブ（クリックすると開きます）

（注）テストボードＶ１かＰＬＡＹＥＲ上で動作します。ＰＬＡＹＥＲの場合、背景表示器は必要ありません（背景表示器に何か書き込んであっても背景表示器は動作しません）。

アセンブラソースはかなりスパゲティー状態なので、当面非公開にしたいと思います。（質問受けても１つ１つに答えられないと思うので）スパゲティーだかミートソースだかわからんがソース見てみたいぞ！というご意見がたくさん集まるようでしたら公開したいと思います。

おまけ

ベル出力機能を圧電ブザーではなく、ＲＣＡ端子から出力してテレビのスピーカーから音を出したいという方の為に、タイマーＩＣ５５５を使った発振回路を作ってみました。ブレッドボード上で組んでテキスト表示器と繋いでみたところ、なんと言うか、非常に懐かしい音が出ました。（ちなみに５５５というのは、秋月ではこんな感じで売られています。念のため。）

テキスト表示器のベル出力端子（ＰＤ４）を５５５のリセット端子（４番ピン）に繋ぐと、ベルコード出力（０ｘ０７）でブザー音が出ます。約２２００Ｈｚになると思います。

回路と周波数設定の計算には、こちらのサイトを参考にしました。（クリックすると参考のサイトを開きます）