ようやくSDカードに書き込むことができました。
まだ制約事項はありますが、何とかSDカードにF-BASICファイルや機械語ファイルの読み出し・書き込みができるようになりました。
改めて、使用したRTC-SDカード基板を示します。
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| RTC-SDカード |
回路図は以下のようですが、LCD等も追加できるようにレベル変換ICを余分に搭載してあります。
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| 回路図 |
実現できた機能をメニューで示します。
メインメニュー
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| メインメニュー |
１．ディレクトリの表示
２．ファイルのロード
３．Basicプログラムのセーブ
４．機械語ファイルのセーブ
５．SD中のファイルの削除
６．SDの使用開始
７．オプションメニューへ
８．終了
オプションメニュー
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| オプションメニュー |
１．指定セクタ内容の表示
２．SDの情報表示
３．MBRの表示
４．BPBの表示
５．FATの表示
０．メインメニューへ
機能の一部を画面で紹介します。
BASICファイルを読み出して、その後リストさせています。もちろん実行もできます。
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| BASICファイルの読み込み後にリスト |
BASICファイルを書き込んでいます。ファイル名の入力のみでOKです。
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| BASICファイルの書き込み |
機械語ファイルを書き込んでいます。ファイル名に続いて開始、終了、実行アドレスを入力します。
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| 機械語ファイルの書き込み |
書き込み時のファイル名が既に存在する場合は重ね書きの確認メッセージが出ます。
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| 機械語ファイルの書き込み２ |
なお、確認メッセージはBASICファイルの書き込み時やファイルの削除時にも出ます。
実現できた機能をまとめると
１．SDカードとSDHCカードに対応している。
２．Windows上でSDカードに書き込んだファイルが読み込める。
３．FM-7上でプログラムファイル、機械語ファイルやデータファイルをSDカードに書き込める。
４．バイナリセーブされたF-BASICのプログラムファイルと機械語ファイルが扱える。
５．コマンドとしては F-BASICの FILES、LOAD、LOADM、SAVE、SAVEM、KILLに相当するものが実現できている。
６．オプション機能として、SDカード上のFAT、DIRなどのセクタ表示機能がある。
使用上の注意点です
ファイル保存時のタイムスタンプはFM-7が保存しているデータに依存しているのですが、FM-7の時計機能はバッテリバックアップされていませんので、起動時にリセットされてしまいます。そのため、本プログラムを起動する前に、時刻設定プログラム RTC_WRを使用して時刻を設定する必要があります。
また、本プログラムを起動する前に CLEAR ,&H5DFF を実行しておく必要があります。
制約事項は
F-BASICでの使用が前提なので下記の１，２，３，４はそれに合わせたものです。
１．20KBを超えるような大きなファイルには対応していない。
２．ディレクトリには対応していない。
３．F-BASICと同様、ファイル名には拡張子をつけない。
（あっても良いがチェックしていないので、本ソフトでは扱えない。）
４．機械語ファイルはF-BASICのディスク保存形式であること。
５．ファイル名に小文字は使えない。（ロングファイルネームには対応していないので。）
６．F-BASICのプログラムファイルは中間言語に変換されたもののみで、アスキーセーブされたファイルは扱えない。（プログラムエリアに直接書き込んでいるため）
７．SDHCカードは16GBまでしか動作確認できていない。（何故か手持ちの32GBは読めない...）
作成したプログラムを下に示しておきます。
0001 * 0002 * SDRWFM.TXT 0003 * 0004 * SD Read/Write for FM-7 0005 * 0006 * use RTC & SD Card 0007 * 0008 * 6821(PIA) Port A -- RTC (I2C Mode) 0009 * 0010 * SBC RTC Ext IO 0011 * CA2 2 -- -- HV4 LV4 -- IO1 0012 * PA0 3 -- SCL -- HV1 LV1 -- IO4 0013 * PA1 4 -- -- HV2 LV2 -- IO3 0014 * PA7 10 -- SDA -- HV3 LV3 -- IO2 0015 * GND -- -- -- GND 0016 * -- -- -- 3V3 0017 * 0018 * 0019 * 6821(PIA) Port B -- SD (SPI Mode) 0020 * 0021 * SBC SD 0022 * CB2 12 -- HV4 LV4 -- SCK 0023 * PB0 13 -- HV1 LV1 -- CS 0024 * PB1 14 -- HV2 LV2 -- MISO 0025 * PB7 20 -- HV3 LV3 -- MOSI 0026 * GND 31 -- -- GND 0027 * VCC 33 -- -- VCC 0028 * 0029 * cf. all data line use level converter 0030 * 0031 * PB output mode 0032 * CB2 1bit output 0033 * 0034 * READ/WRITE BUFFER $5E00 - 5FFF 0035 * 0036 * Fix date routine '2023.04.12 0037 * Implement write cmd '2023.04.07 0038 * Add command '2023.03.14 0039 * Change use Port B '2023.03.07 0040 * Original version '2022.06.11 0041 * Copyright by Y.Yamamoto 0042 * 0043 6000 STTADR EQU $6000 0044 0045 FBB8 INCHA EQU $FBB8 for FM-7 0046 FBBB OUTCHA EQU $FBBB for FM-7 0047 FBF7 CSRON EQU $FBF7 for FM-7 0048 D807 LININP EQU $D807 for FM-7 (to $043D- ) 0049 00BF DEVNO EQU $BF for FM-7 0050 000D CR EQU $0D 0051 000A LF EQU $0A 0052 0020 SPC EQU $20 0053 001B ESC EQU $1B 0054 0055 5E00 RWBUF EQU STTADR-$200 0056 0057 02FA FMDAT EQU $02FA date of FM-7 0058 FD9E PBDAT EQU $FD9E for FM-7 0059 FD9F PBCTL EQU PBDAT+1 0060 0033 BASADP EQU $33 (33,34) pointer for F-BASIC top 0061 0035 BASAEP EQU $35 (35,36) pointer for F-BASIC end 0062 2000 TXTADR EQU $2000 load adr for TEXT 0063 00E5 DELMK EQU $E5 delete mark 0064 0065 6000 ORG STTADR 0066 0067 6000 16 0098 START LBRA MAIN 0068 6003 01 VN FCB 1 version no 0069 6004 00 SCTN0 FCB 0 top adrs of sct 0070 6005 00 SCTN1 FCB 0 0071 6006 00 SCTN2 FCB 0 0072 6007 00 SCTN3 FCB 0 0073 6008 00 RESDAT FCB 0 response data 0074 6009 00 SDHC FCB 0 sd:0,sdhc:1 0075 0076 600A 0000 SCTBPB FDB 00 sct no of BPB(4bytes) 0077 600C 0000 FDB 00 0078 600E 0000 SCTFAT FDB 00 sct no of FAT#1(4bytes) 0079 6010 0000 FDB 00 0080 6012 0000 SCTDIR FDB 00 sct no of DIR(4bytes) 0081 6014 0000 FDB 00 0082 6016 0000 SCTDSV FDB 00 save sct no of DIR(4bytes) 0083 6018 0000 FDB 00 0084 601A 0000 SCTCLT FDB 00 sct no of top CLUSTER(4bytes) 0085 601C 0000 FDB 00 if SD:#2, SDHC:#3 0086 601E 00 SCTPCL FCB 0 sct per cluster 0087 601F FF DIRENT RMB 32 directory entry 0088 603F FF WMDY RMB 3 mon,day,year 0089 6042 FF WFSIZ RMB 4 file size(4bytes) 0090 6046 FF FILSIZ RMB 2 file size 0091 6048 0000 CLSTH FDB 00 cluster High 0092 604A 0000 CLSTL FDB 00 cluster Low 0093 604C 00 CNT FCB 0 0094 604D 00 MCFLG FCB 0 0:machine code, $FF,$FE:binary save 1:else 0095 604E 00 TPGFLG FCB 0 1:top page 0:else 0096 604F FF FNAME RMB 11 file name(8+3) 0097 605A 00 DPGNO FCB 0 page no of empty dir entry 0098 605B 0000 DIROFS FDB 00 offset of empty dir entry 0099 605D 0000 BASEXP FDB 00 basic exe adr 0100 605F 0000 MCADP FDB 00 machine code start adr 0101 6061 0000 MCAEP FDB 00 machine code end adr 0102 6063 0000 MCEXP FDB 00 machine dode exec adr 0103 6065 0000 EXSTFL FDB 00 ofset of exist dir entry 0104 6067 0000 WK1 FDB 00 0105 6069 0000 WK2 FDB 00 0106 606B 0000 WK3 FDB 00 0107 606D 0000 WK4 FDB 00 0108 0109 606F FF INPBUF RMB 8 0110 6077 FF CNVBUF RMB 4 0111 607B FF FILBUF RMB 32 0112 0113 609B MAIN EQU * 0114 *=====reset pia===== 0115 *portB:output 0116 609B 86 30 LDA #$30 0117 609D B7 FD9F STA PBCTL select ddra, cb2:0 0118 60A0 86 FD LDA #$FD pb0,7:out,pb1:in 0119 60A2 B7 FD9E STA PBDAT set output mode 0120 60A5 86 34 LDA #$34 0121 60A7 B7 FD9F STA PBCTL select peripheral,cb2:0 0122 0123 *for pia exist check 0124 60AA 86 55 LDA #$55 test data 0125 60AC B7 FD9E STA PBDAT 0126 60AF B6 FD9E LDA PBDAT 0127 60B2 84 FD ANDA #$FD pb1=0 0128 60B4 81 55 CMPA #$55 0129 60B6 27 07 BEQ INIT 0130 60B8 8E 6F93 LDX #MERR 0131 60BB 17 0C68 LBSR PSTRNG 0132 60BE 39 RTS Return F-BASIC 0133 0134 60BF INIT EQU * 0135 60BF 17 0091 LBSR SDINIT 0136 0137 **************************************** 0138 * MAIN MENU 0139 **************************************** 0140 60C2 MENU EQU * 0141 60C2 8E 6EAB LDX #MSMENU1 0142 60C5 17 0C5E LBSR PSTRNG 0143 60C8 BD FBF7 JSR CSRON cursor on 0144 60CB BD 6E2D JSR INOUTC 0145 60CE 84 DF ANDA #$DF to upper 0146 0147 60D0 81 44 CMPA #'D 0148 60D2 26 05 BNE MENU1 0149 60D4 17 0328 LBSR DSPDIR 0150 60D7 20 E9 BRA MENU 0151 60D9 81 4C MENU1 CMPA #'L 0152 60DB 26 05 BNE MENU2 0153 60DD 17 03CD LBSR LDFILE 0154 60E0 20 E0 BRA MENU 0155 60E2 81 42 MENU2 CMPA #'B 0156 60E4 26 05 BNE MENU3 0157 60E6 17 05D8 LBSR WRBFILE 0158 60E9 20 D7 BRA MENU 0159 60EB 81 4D MENU3 CMPA #'M 0160 60ED 26 05 BNE MENU4 0161 60EF 17 0641 LBSR WRMFILE 0162 60F2 20 CE BRA MENU 0163 60F4 81 4B MENU4 CMPA #'K 0164 60F6 26 05 BNE MENU5 0165 60F8 17 0571 LBSR KILFILE 0166 60FB 20 C5 BRA MENU 0167 60FD 81 53 MENU5 CMPA #'S 0168 60FF 26 04 BNE MENU6 0169 6101 20 50 BRA SDINIT 0170 6103 20 BD BRA MENU 0171 6105 81 4F MENU6 CMPA #'O 0172 6107 26 04 BNE MENU7 0173 6109 20 0A BRA OPMENU 0174 610B 20 B5 BRA MENU 0175 610D 81 51 MENU7 CMPA #'Q 0176 610F 26 B1 BNE MENU 0177 6111 17 0B5D LBSR PCRLF 0178 6114 39 RTS Return F-BASIC 0179 0180 * 0181 6115 OPMENU EQU * 0182 6115 8E 6F01 LDX #MSMENU2 0183 6118 17 0C0B LBSR PSTRNG 0184 611B BD 6E2D JSR INOUTC 0185 611E 80 30 SUBA #$30 0186 6120 26 02 BNE OPMEN6 0? 0187 6122 20 9E BRA MENU 0188 0189 6124 4A OPMEN6 DECA 1? 0190 6125 26 05 BNE OPMEN7 0191 6127 17 024A LBSR RDSCT 0192 612A 20 E9 BRA OPMENU 0193 612C 4A OPMEN7 DECA 2? 0194 612D 26 05 BNE OPMEN8 0195 612F 17 01C1 LBSR DSPSDDAT 0196 6132 20 E1 BRA OPMENU 0197 6134 4A OPMEN8 DECA 3? 0198 6135 26 05 BNE OPMEN9 0199 6137 17 024D LBSR DSPMBR 0200 613A 20 D9 BRA OPMENU 0201 613C 4A OPMEN9 DECA 4? 0202 613D 26 05 BNE OPMEN10 0203 613F 17 0299 LBSR DSPBPB 0204 6142 20 D1 BRA OPMENU 0205 6144 4A OPMEN10 DECA 5? 0206 6145 26 CE BNE OPMENU 0207 6147 17 02A3 LBSR DSPFAT 0208 614A 20 C9 BRA OPMENU 0209 0210 * 0211 614C SDERR EQU * 0212 614C 8E 6F93 LDX #MERR 0213 614F 17 0BD4 LBSR PSTRNG 0214 6152 39 RTS Return F-BASIC 0215 0216 **************************************** 0217 * SD Initialize routine 0218 **************************************** 0219 6153 SDINIT EQU * 0220 *---------- start ---------- 0221 6153 8E 6F7C LDX #MSINIT 0222 6156 17 0BCD LBSR PSTRNG 0223 * cs:1,di:1,sck>74ms 0224 6159 86 FF LDA #$FF mosi:b7=H,miso:b1=H(for PIA),cs:b0=H 0225 615B B7 FD9E STA PBDAT 0226 615E C6 50 LDB #80 80times 0227 6160 17 0AD3 ISTT LBSR SETCKL 0228 6163 17 0AD9 LBSR SETCKH 0229 6166 5A DECB 0230 6167 26 F7 BNE ISTT 0231 * 0232 *---------- cmd 0 ---------- 0233 6169 SCMD0 EQU * 0234 6169 17 0ACA LBSR SETCKL 0235 616C C6 06 LDB #6 0236 616E 8E 6E47 LDX #CMD0 0237 6171 A6 80 SC01 LDA ,X+ 0238 6173 17 0A53 LBSR SNDDAT 0239 6176 5A DECB 0240 6177 26 F8 BNE SC01 0241 *get response 0242 6179 5F CLRB 0243 617A GR00 0244 617A 5A DECB 0245 617B 27 CF BEQ SDERR 0246 617D 17 0A65 LBSR GETDAT 0247 6180 B6 6008 LDA RESDAT 0248 6183 81 01 CMPA #$01 0249 6185 26 F3 BNE GR00 0250 * 0251 *---------- cmd 8 ---------- 0252 6187 SCMD8 EQU * 0253 6187 17 0AAC LBSR SETCKL 0254 618A 86 FF LDA #$FF dummy cmd 0255 618C 17 0A3A LBSR SNDDAT 0256 618F C6 06 LDB #6 0257 6191 8E 6E5F LDX #CMD8 0258 6194 A6 80 SC80 LDA ,X+ 0259 6196 17 0A30 LBSR SNDDAT 0260 6199 5A DECB 0261 619A 26 F8 BNE SC80 0262 *get response 0263 619C GR80 0264 619C 17 0A46 LBSR GETDAT 0265 619F B6 6008 LDA RESDAT 0266 0267 61A2 17 0A40 LBSR GETDAT 0268 61A5 B6 6008 LDA RESDAT 0269 61A8 81 01 CMPA #$01 0270 61AA 26 F0 BNE GR80 0271 61AC C6 04 LDB #4 0272 61AE 17 0A34 GR81 LBSR GETDAT 0273 61B1 B6 6008 LDA RESDAT 0274 61B4 5A DECB 0275 61B5 26 F7 BNE GR81 0276 * 0277 *---------- cmd 58 ---------- 0278 61B7 SCMD58 EQU * 0279 61B7 17 0A7C LBSR SETCKL 0280 61BA 86 FF LDA #$FF dummy cmd 0281 61BC 17 0A0A LBSR SNDDAT 0282 61BF C6 06 LDB #6 0283 61C1 8E 6E65 LDX #CMD58 0284 61C4 A6 80 SC581 LDA ,X+ 0285 61C6 17 0A00 LBSR SNDDAT 0286 61C9 5A DECB 0287 61CA 26 F8 BNE SC581 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80 ASC411 LDA ,X+ 0327 620F 17 09B7 LBSR SNDDAT 0328 6212 5A DECB 0329 6213 26 F8 BNE ASC411 0330 *get response 0331 6215 GR410 0332 6215 17 09CD LBSR GETDAT 0333 6218 B6 6008 LDA RESDAT 0334 621B 17 09C7 LBSR GETDAT 0335 621E B6 6008 LDA RESDAT 0336 6221 81 00 CMPA #$00 0337 6223 26 BC BNE RPT41 0338 0339 *---------- second cmd 58 ---------- 0340 6225 SCMD258 EQU * 0341 6225 17 0A0E LBSR SETCKL 0342 6228 86 FF LDA #$FF dummy cmd 0343 622A 17 099C LBSR SNDDAT 0344 622D C6 06 LDB #6 0345 622F 8E 6E65 LDX #CMD58 0346 6232 A6 80 SC2581 LDA ,X+ 0347 6234 17 0992 LBSR SNDDAT 0348 6237 5A DECB 0349 6238 26 F8 BNE SC2581 0350 *get response 0351 623A GR2580 0352 623A 17 09A8 LBSR GETDAT 0353 623D B6 6008 LDA RESDAT 0354 6240 81 00 CMPA #$00 0355 6242 26 F6 BNE GR2580 0356 6244 17 099E LBSR GETDAT 0357 6247 B6 6008 LDA RESDAT 0358 624A 48 LSLA 0359 624B 48 LSLA 0360 624C 24 03 BCC GR2581 0361 624E 7C 6009 INC SDHC if sdhc then 1 0362 6251 C6 03 GR2581 LDB #3 0363 6253 17 098F GR2582 LBSR GETDAT 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制約事項も多々ありますが、とりあえず、Windows PCとFM-7との間でSDカードを介してBASICプログラムファイルや機械語ファイルを転送するツールとして使用できるのではと考えています。
プログラム作成に関する多少の情報
１．ファイルサイズを20KBまでに限定
SDカードの１クラスタは40セクタですのでクラスタサイズは40x512で20KBとなります。ということでファイルサイズを20KBまでに限定すれば１クラスタに収まりますので、FATの処理が簡単になりました。
２．FATテーブルを512バイトに限定
SDカードのFAT16では2バイトで１クラスタ、SDHCカードのFAT32では４バイトで1クラスタですので、512バイトあれば256や128ファイル（実際にはシステムが数クラスタを使用しているのでこれよりは少ないですが）が書き込めるのでこれで十分と割り切ることでFATテーブルが1セクタのみとなり処理が簡単になりました。
３．使用しているFM-7のルーチン
１文字入出力（INCHA, OUTCHA）、カーソル表示（CSRON）と一行入力（LININP）を使用しています。
４．プログラムの開発手順
プログラムはWindows上のエディタで作成し、自作のクロスアセンブラ6809AsmWin.exeでアセンブルし、それを仮想ドライブ作成ソフトFlexDrvWin.exeに放り込んで、6809ボードマイコンのFLEX9上で走らせてデバッグしました。
デバッグが済んだところで、INCHA,OUTCHA,一行入力ルーチンをFM-7用に書き換えてアセンブルし直してからF-Basic用の仮想ドライブ作成ソフトFbasDrvWin.exeに入れて、できたディスクイメージファイルをFT245を用いた高速転送カードを使用してFM-7に送り込み、実機デバッグを行って完成させました。
さらに実現したいことなど
実現できていない機能としては、アスキーセーブされたF-BASICのプログラムファイルの読み書き機能があります。これが実現できれば、WindowsPC上のエディタでプログラムを作成し、それをFM-7に持ち込んで実行することができるのですが...
しかし、今のところ、キーボードからの入力の代わりにテキストファイルを読み込んでBASICのプログラムファイルにする手法が分かっていません。
現在のプログラムで既に4KBを超えていますので、これ以上の機能拡張は難しいかもしれません。（プログラムが$6000～$70BC、バッファが$5E00～$5FFFを占めていますので、この範囲と重なるような機械語ファイルはそのままでは読み込めません。とりあえずの対応ですが、$2000バイトのオフセットを付けてロードできるようにしてあります。裏RAMを使用すれば何とかなるのでしょうが...）
最後に
以上、FM-7に6821（PIA)のみを増設し、6809のアセンブラでSDカードからのファイルの読み込み、ファイルの書き込みまで実現できたという報告でした。
なお、使用しているFM-7本体のルーチンはINCHA, OUTCHA, CSRONと一行入力ルーチンの４つのみです。
Windows PCでは普通にSDカードを使用されている方が多いと思いますので、FM-7側にRTC-SDカードを増設するだけで、Windows - FM-7間でファイルの交換ができるのはそれなりに便利なのではないかと思いますがどうでしょうか。
ネットで検索すると、Arduinoなどのマイコンのライブラリを用いてSDカードを扱うという記事は多々ありますが、マイコン等を使用せずに68系の8ビットパソコン本体のみで、しかもアセンブラでSDカードを読み書きするという情報は見つけることができませんでしたので、同様なことを考えられている方への参考になれば幸いです。
完成したばかりで、まだ冗長な個所などがあるものですが、どなたかの参考になればということで、作成したプログラムをOneDriveに上げておきます。
今回、プログラム開発にあたっては、下記の方々のブログ等を参考にさせていただきました。心から感謝いたします。
◎中日電工の菱田さんのブログ ・・・SD,SDHCの読み書きの手法（Z80で）
◎ELM by ChaNさんのブログ ・・・SD,SDHCに関するマニュアル的資料（英文）
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