ＴＫ８０／ＢＳの
シンセシステムを復活／拡張したい〜
その５１
ＳＢＣ８０８０ボードを使った
ＴＫ８０ＢＳ互換機の拡張Ｉ／Ｆの作製
２０２０年
４月２８日
連休に入りました。フロッピエミュレータはケースに入れることを考えてＬＥＤとスイッチ、ＬＣＤパネルをアングルに改造します。ＬＣＤは延長ケーブルを作製して取り付け向きを変えます。
拡張Ｉ／Ｆ用のマザー用ベース板を作製しました。１．２ｍｍ厚のアルミ板に穴を開けて裏側からストレンリリーフで固定できるようにします。
４月３０日
バッファ＋シンセ用の８２５５ボードの配線を進めます。
５月１日
バッファ＋シンセ用８２５５ボードのアドレスデコーダ部の動作確認を行います。マザーのデータバスバッファのイネーブルと８２５５をマップしている７Ｃ０ｘ番地のアドレスデコーダをテストピンとして外部に出力します。
ＰＳｏＣの余分な０．１ｕのコンデンサを外して、丸ピンのオスオスを半田付けしておきます。
テストピンを追加したロジックをＰＳｏＣ書き込んで、アナログディスカバリのロジアナで動作確認します。アドレスデコーダが間違えているようで、７Ｃ０ｘ番地の選択信号が出てきません。
７４ＬＳ１３９相当のＬＵＴのテーブルが間違えていました。前段は正論理でした、テーブルを修正します。負論理シンボルが無いのが間違えの元です。
テストピンに選択信号が出力されたので、８２５５を実装して簡易ＩＣＥからライト／リード確認を行います。各ポートに書き込んだ値が読めるようになりました。
ＰＳｏＣのＫｉｔＰｒｏｇは１００円ショップのリール式ＵＳＢ延長ケーブルが便利です。ケーブルが細くて柔軟性があるので、取り回しが楽になります。
８２５５がアクセスができるようになったので、外部コネクタに配線を追加します。とりあえず７Ｃ０８〜７Ｃ０Ｂにマップしているシンセ用の８２５５の方だけです。
シンセに接続して動作確認します。まだ、フロッピは動いていなので、簡易ＩＣＥからシーケンサプログラムをロードして音出しの確認を行います。問題なく動作しました。
バッファ＋シンセ用８２５５ボードには別の８２５５（７Ｃ０Ｃ〜７Ｃ０Ｆにマップ）が実装できます。既存でＶｏｔｒａｘのＳＣ−０１という音声合成チップの制御プログラムがあり、手持ちの８２５５を確認したところ、ＮＥＣの７１０５５（Ｃ−ＭＯＳ）のみでした。新旧のＤＣ特性を確認しておきます。
ＮＥＣの旧８２５５（Ｎ−ＭＯＳ）のＤＣ特性です。
新しい７１０５５（Ｃ−ＭＯＳ）のＤＣ特性です。ＶＩＨが２Ｖから２．２Ｖへ、ＶＯＨが２．４Ｖから３．５Ｖに変更になっています。バスはＨＣＴ２４５でドライブしているので問題無さそうです。
５月２日
拡
張Ｉ／Ｆのケースには本家のＭＣ８０＋と同じＬＥＤ表示する予定です。ＭＣ８０＋はスタテック表示ですが、今回は
パネルへの配線を減らすため、ダイナミック表示する予定です。ＰＳｏＣのロジックでこれを作成してみました。８チャンネルの音程８ビット＋ゲートの合計９バイト（８＊８＋８＝７２個）のラッ
チ、その他マルチプレクサ、アドレスデコーダｘ２、カウンタで読み出してダイナミック点灯します。
動作確認は後回しにして、ロジックの使用量を確認しておきます。約５７％で、まだ余裕があります。結構な容量が入ります。ピンの方が残り少ないです。
５月３日
ＰＳｏＣのポートは０．１ｕのコンデンサの他にも別のコンデンサが付いていました。特に２２００ｐは早い信号では取り外す必要があります。この日から連日ＦＤＣボードの調整と動作確認を行いました。
拡張Ｉ／Ｆのケースに取り付けるＬＥＤを購入しました。赤、緑、黄、青、白の８０個入りですが、特に黄と緑は輝度が低くかったです。９分周のダイナミック点灯なので、比較的明るいＬＥＤが必要です。
５月５日
３日から５日にかけてＦＤＣボードの調整と動作確認を行いました。バッファボードのデータバスバッファのイネーブル条件などが間違えていて、修正してフロッピが動きました。本家の拡張Ｉ／Ｆに接続したフロッピでは動作するので、動作を比べれば不具合箇所が分かります。連休中に動いてよかったです。
現状ではフロッピエミュレータ（３．５インチフロッピの信号を使用）専用ですが、今後８インチも接続できるように、ＩＣと５０ピンのコネクタのスペースは取ってあります。
Ｅｂａｙで購入したＶＤＰ用のＤＲＡＭが来ました。モステックの１６ＫｂｉｔのＭＫ４１１６です。１０個購入しました。
５月６日
フ
ロッピエミュレータを２ドライブにします。当初ＰＳｏＣ内に組み込んだ７４ＬＳ７４相当のＤ−ＦＦが勝手にクリアされてしまい、動作しななったのですが、リ
セット信号にノイズが乗っていることが分かり、対策して２ドライブ構成で動作するようになりました。現状はまだ片面のみ対応です。８インチのフロッピドライブには両面メディアが入っているというステー
タス信号があり、これを判断してサイド１が選択された時に、片面メディアが入っている時はμーＤＯＳでエラー表示させています。フロッピエミュレータにこの
信号は無く、現状ではサイド１を選択すると、必ずエラーになります。
Ｅｂａｙで購入したＶＤＰのＴＭＳ９９１８はシンガポールで登録された後、全く動きが無いのですが、ＶＤＰボードの作製を開始しました。ＤＲＡＭは３電源のため、バイパスコンデンサも３倍必要です。このボードもアドレスデコーダにＰＳｏＣを使う予定です。
下のボードは予備ボードです。ボードに１２Ｖ入力、＋−５Ｖ出力の電源ユニットを実装します。ＤＣジャックから１２Ｖを入力して、１２Ｖと＋−５Ｖをマザーへ出力します。空きエリアにはＶｏｔｒａｘのＳＣ−０１音声合成チップとシンセのＭＣ８０＋互換のＬＥＤダイナミック表示用ＰＳｏＣを実装する予定です。この時点でもう予備ボードじゃないですが（笑）。ＳＣ−０１は色々と探しているのですが、Ｅｂａｙにも無く入手困難です。アメリカではピンボールマシンに入っているようで、リペアパーツとして取り扱いがあるのですが、現在は在庫無しになっています。
５月９日
輝度の低かった黄色ＬＥＤを買い直しました。前回、輝度の高かった青、白と同じくらいの明るさです。
ＶＤＰボードの裏側には電源の配線をします。
パーツボックスからＮ−ＭＯＳの８２５５が２個出てきて、合計で３個になりました。ただ、１つは？が書いてあるので、壊れている可能性もあります。
省電力のために、バッファ＋シンセ用８２５５ボードの８２５５をＣ−ＭＯＳの７１０５５に交換して動作確認します。
本家のＳＣ−０１音声合成ボードを互換機のマザーに挿して７Ｃ０Ｃ〜７Ｃ０Ｆにマップした８２５５にケーブルで接続します。新旧のマザーはサイズとピン配置は同じでなので、本家のボードは互換機に接続することができます。すでにフロッピが動いているので、プログラムはファイルを探してロードするだけです。
本家のＳＣ−０１ボードが鳴りました。クリックすると約５ＭバイトのＭＰ４動画ファイルをダウンロードします。
続いて、シンセの音出しも確認しました。動作良好です。２つの８２５５を７１０５５に変更して動作確認ができました。
本家のＶＤＰボードで動作確認を行います。当初、マザーボードのコネクタの接触不良で動かなかったのですが、ピンを研磨して動作するようになりました。これで拡張Ｉ／Ｆのシンセ、ＳＣ−０１、ＶＤＰの３つが動作しました。後は互換機用に新ボードを作製するだけです。
５月１０日
ＶＤＰボードの配線を進めます。ＤＲＡＭ周辺の配線はほぼ終了しました。残っているのはマザーとＰＳｏＣ、ＶＤＰ間のバス配線です。ＰＳｏＣボードは全部使ってしまったので、追加で購入しておきます。
ＴＫ８０ＢＳ互換機の本体と拡張Ｉ／Ｆのブロック図を作成しました。グレーの部分は未完成です。
５月１６日
マルツ経由で購入したタカチの拡張Ｉ／Ｆ用のサイズフリーのアルミケースす。サイズは互換機本体と同じ、Ｗ２４０ｘＨ１４０ｘＤ３００です。高さが１４０ｍｍだと基板上部のフラットケーブルにストレンリリーフを付けると、ギリギリでカバーが閉まらない計算です。完成してしまえば、アクセスしないので、外観を優先して本体と同じサイズにしました。
ＱＣＡＤでフロントパネルのセンタポンチ位置とレタリングを作成します。フォントは本体と同じＷｅｓｔｍｉｎｓｔｅｒです。インクジェットで紙に印刷してフロントパネルに合わせてレイアウトを確認します。良いようです。
本
体と合わせてレタリングの図面の確認をして気がついたのですが、本体の綴りが間違えていました（泣）。修正したシールシートを作るのは簡単なのですが、これをフロント
パネルに貼り直すのは難しいです。なぜなら、シートを貼るー＞シートに部品用の穴あけるー＞部品の取り付けという順番になっているからです。すでにＬＥＤがパネルに固定されている状態でシートを貼ることはできません。パネルに固定されているＬＥＤを取り外す必要があります。簡単には”ｅｌ”の部分だけを切り取って切り貼りするという手もあります。
こちらは秋月から購入のＰＳｏＣとコネクタ、コンデンサなどです。
フロッピエミュレータのＬＣＤをパネルに固定する枠の図面をＱＣＡＤで作成し、レーザ加工機で２ｍｍ厚のアクリルから切り出します。
切り出した固定枠に２ｍｍのタップを立てて、ＬＣＤを仮り止めしました。
センタポンチ位置のシートをレーザプリンタで印刷し、フロントパネルに貼って千枚通しでポンチを打ちます。
５月１７日
電源予備ボードに８２５５と接続するコネクタとＩＣソケットを仮り止めしました。ケース内の配線の取り回しの関係で、８２５５のコネクタは本家の位置から変更し、左側がＳＣ−０１用、右側がシンセ用にします。ＩＣソケットは左側がＳＣ−０１、右がフロントパネルのＬＣＤドライブ用のＰＳｏＣです。フロントパネルへの配線を計算しておきます。９ｘ８のダイナミック点灯で１７本、テンポ用の１６ステップのアナログシーケンサ互換が１６本、テンポクロックが１本で合計３４本必要です。
３ｍｍ径のＬＥＤ穴を８９個開けた後、上側のフロッピエミュレータ用のパネル加工を行いました。角穴はドリルで周囲に穴あけした後、金ヤスリで仕上げます。フロッピエミュレータを仮り止めして確認します。問題ないです。
続いて下側のフロッピです。ヤスリの角穴加工は力仕事で時間がかかります。こちらも問題ないです。
リアパネルの加工も行います。上からシンセ用の３０ピンコネクタ、本体と接続する拡張Ｉ／Ｆ用の５０ピンアンフェノール、テンポ制御用ミニＤＩＮ、ＤＣジャックとＶＤＰ用ＲＣＡコネクタです。ＱＣＡＤで図面を書いてインクジェットで印刷し、両面テープで貼ってポンチを打ちます。角穴はフロントパネルと同じく、ドリルで穴あけした後、金ヤスリで仕上げました。ＳＣ−０１の音声出力はミニＤＩＮで本体へ戻してゲーム音とミックスします。次回、レベル調整用ボリュームを追加します。
５月２１日
左は以前作成した、拡張Ｉ／ＦのフロントパネルのＭＣ８０＋互換部のＬＥＤダイナミック点灯のＰＳｏＣ回路です。これに右のテンポ制御用の１６ステップアナログシーケンサ互換部を追加しました。ＡＤＣを使ってボリュームの値を読み、ＴＫ８０のキースキャン用の８２５５のＰＣ０／１で設定された１６ステップ値から、ＰＳｏＣ内のプロセッサを使ってシンセのテンポクロックを出力します。１６ステップのＬＥＤをそのまま外部に出すとＰＳｏＣのピンが足らないので、４ビットで出力し、外部の７４ＨＣ１３８で１６ビットに戻します。本体と同様に拡張Ｉ／ＦのＬＥＤもＰＷＭで輝度調整します。
リソースを確認しておきます。ＵＤＢが６４％、ピンは４８ピンの内４２ピンが使用済みです。
ピンを配置します。ＰＳｏＣはほぼ、自由にピンが配置できるので、配線が短くなるようにします。ただ、今回はＳＡＲ−ＡＤＣを使うので、コンデンサを１つ接続する必要があり、Ｐ０２は信号線としては使えません。
