Z80 アセンブラ言語で電卓

質問

Z80を利用してアセンブラ言語で7セグメントLEDに表示できる簡易電卓をlinuxで作成 したいのですが、全くわかりません。どなたかご教授願えますでしょうか？

回答No.2

YUI_AI

Linuxに限定しているのでしょうか？

Windowsベースなら下記のものが適当かと思います。
コンパイラ及びアセンブラが付属しているし、７セグも８ケタ分搭載されています。

http://www.alles.or.jp/~thisida/index.htm
※「ＮＤ８０ＺIII」が良いかと。

秋月通商等にもZ80のキットはありますがPIOのポートが少ないので別途8255あたりを２個ほど追加する必要があります。
※７セグを高速に切り替える等の制御を行うならなら16ビットの出力があれば足りますが。
↑ 上記の意味が判らない様であれば上記の基板をお勧めします。

質問者様の回路設計・プログラミングのレベルが不明なので無難な選択をしてます。
どうしてもLinux上で開発が行いたいのであれば基板はこのままでフリーのアセンブラ等を利用すればよいかと思います。

お礼

説明不足でわざわざきとうしてくださったのに申し訳ございません。

No1のnotnotさんのお礼の続きです

SUB_XY: PUSH AF
PUSH BC
PUSH HL
LD BC,(YL)
LD HL,(XL)
AND A
SBC HL,BC
LD (XL),HL
LD A,(XH)
CP 28H
JP P,OVERFLOW
POP AF
POP BC
POP HL
RET

MUL_XY: PUSH AF
PUSH BC
PUSH DE
PUSH HL
LD DE,(XL)
LD BC,(YL)
LD HL,000H
LD A,00FH
SLA C
RL B
JP C,MUL_2
MUL_1: SLA L
RL H
JP C,OVERFLOW
DEC A
JP Z,MUL_3
SLA C
RL B
JP C,MUL_2
JP MUL_1
MUL_2: ADD HL,DE
JP MUL_1
MUL_3: SLA C
RL B
JP C,MUL_4
LD (XL),HL
POP AF
POP BC
POP DE
POP HL
RET
MUL_4: ADD HL,DE
LD (XL),HL
POP AF
POP BC
POP DE
POP HL
RET

DIV_XY: PUSH AF
PUSH BC
PUSH DE
PUSH HL
LD A,(YL)
CP 000H
JP NZ,DIV_0
LD A,(YH)
CP 000H
JP NZ,DIV_0
JP OVERFLOW
DIV_0: LD BC,0000H
LD A,10H
DIV_1: LD HL,(YL)
SRA H
RR L
RR B
RR C
LD (YL),HL
DEC H
INC H
JP NZ,DIV_2
DEC L
INC L
JP NZ,DIV_2
LD HL,(XL)
AND A
SBC HL,BC
JP C,DIV_2
LD (XL),HL
SCF
RL E
RL D
DEC A
JP Z,DIV_E
JP DIV_1
DIV_2: AND A
RL E
RL D
DEC A
JP Z,DIV_E
JP DIV_1
DIV_E: LD A,(XL)
LD (YL),A
LD A,(XH)
LD (YH),A
LD (XL),DE
POP AF
POP BC
POP DE
POP HL
RET

DEC2BIN:
PUSH AF
PUSH BC
PUSH DE
PUSH HL
LD A,000H
LD (ZL),A
LD (ZH),A
LD A,(LED_1)
LD (XL),A
LD A,000H
LD (XH),A
LD BC,03E8H
LD (YL),BC
CALL MUL_XY
CALL ADD_Z
LD A,(LED_2)
LD (XL),A
LD A,000H
LD (XH),A
LD BC,0064H
LD (YL),BC
CALL MUL_XY
CALL ADD_Z
LD A,(LED_3)
LD (XL),A
LD A,000H
LD (XH),A
LD BC,000AH
LD (YL),BC
CALL MUL_XY
CALL ADD_Z
LD A,(LED_4)
LD (XL),A
LD A,000H
LD (XH),A
CALL ADD_Z
LD HL,(ZL)
LD (XL),HL
POP AF
POP BC
POP DE
POP HL
RET

BIN2DEC:
PUSH AF
PUSH BC
PUSH DE
PUSH HL
LD BC,03E8H
LD (YL),BC
CALL DIV_XY
LD A,(XH)
CP 001H
JP P,OVERFLOW
LD A,(XL)
CP 00AH
JP P,OVERFLOW
LD (LED_1),A
LD A,(YL)
LD (XL),A
LD A,(YH)
LD (XH),A
LD BC,0064H
LD (YL),BC
CALL DIV_XY
LD A,(XH)
CP 001H
JP P,OVERFLOW
LD A,(XL)
CP 00AH
JP P,OVERFLOW
LD (LED_2),A
LD A,(YL)
LD (XL),A
LD A,(YH)
LD (XH),A
LD BC,000AH
LD (YL),BC
CALL DIV_XY
LD A,(XH)
CP 001H
JP P,OVERFLOW
LD A,(XL)
CP 00AH
JP P,OVERFLOW
LD (LED_3),A
LD A,(YL)
LD (LED_4),A
POP AF
POP BC
POP DE
POP HL
RET

LED_CLR:
PUSH AF
LD A,000H
LD (LED_1),A
LD (LED_2),A
LD (LED_3),A
LD (LED_4),A
POP AF
RET

OVERFLOW:
LD A,0FFH
LD (LED_1),A
LD (LED_2),A
LD (LED_3),A
LD (LED_4),A
CALL KEY_IN
CP 00AH
JP Z,INIT
JP OVERFLOW

END
という風に書いてみたものの、コンパイルが一応通りますが
まったく動かないためにどこを修正すればよいか分からず、
（特にメインルーチン）今回の質問にいたったわけでございます。
なのでわざわざ答えてくださってどうもありがとうございます。

補足

回答NO.1のnotnotさんのおっしゃるとおりでLINUX上でプログラムを作成したいということです。
自分が説明不足で申し訳ございません。

回答No.1

notnot

もうすこし具体的に書かないと何をやりたいのかさっぱりです。
出てくるキーワードから予想して書いてみると、

Z80と７segLEDとキーを搭載したワンボードマイコンか何かがあって、そのプログラムをLinuxで開発したい

ということであれば、質問は、「Linux上で動くZ80クロスアセンブラの入手先を教えてください」ということでしょうか？

お礼

RAM EQU 8000H
ROM EQU 0000H
PIO_AD EQU 01CH
PIO_AC EQU 01DH
PIO_BD EQU 01EH
PIO_BC EQU 01FH

ORG RAM

LED_1: BLOCK 1
LED_2: BLOCK 1
LED_3: BLOCK 1
LED_4: BLOCK 1
MODE: BLOCK 1
XL: BLOCK 1
XH: BLOCK 1
YL: BLOCK 1
YH: BLOCK 1
ZL: BLOCK 1
ZH: BLOCK 1
BUF_L: BLOCK 1
BUF_H: BLOCK 1
ORG ROM
DI
INIT: LD SP,RAM+0FFFH
CALL PIO_INIT
JP MAIN
ORG 0066H
RETN
ORG 0070H
MAIN: CALL LED_OUT
IN_1ST: CALL NUM_IN
CP 00AH
JP Z,MAIN
CP 00BH
JP Z,IN_1ST
LD B,A
CALL DEC2BIN
LD HL,(XL)
LD (BUF_L),HL
CALL LED_CLR
IN_2ND: CALL NUM_IN
CP 00AH
JP Z,MAIN
CP 00CH
JP P,IN_2ND
CALL DEC2BIN
LD DE,(XL)
LD (YL),DE
LD HL,(BUF_L)
LD (XL),HL
LD A,B
CAL: CP 0CH
JP Z,CAL_A
CP 0DH
JP Z,CAL_S
CP 0EH
JP Z,CAL_M
CALL DIV_XY
CALL BIN2DEC
JP CAL_E

CAL_A: CALL ADD_XY
CALL BIN2DEC
JP CAL_E

CAL_S: CALL SUB_XY
CALL BIN2DEC
JP CAL_E

CAL_M: CALL MUL_XY
CALL BIN2DEC
JP CAL_E

CAL_E: CALL KEY_IN
CP 0AH
JP Z,INIT
JP CAL_E

PIO_INIT:
PUSH AF
LD A,0CFH
OUT (PIO_AC),A
LD A,000H
OUT (PIO_AC),A
LD A,007H
OUT (PIO_AC),A
LD A,0CFH
OUT (PIO_BC),A
LD A,00FH
OUT (PIO_BC),A
LD A,007H
OUT (PIO_BC),A
LD A,000H
LD (LED_1),A
LD (LED_2),A
LD (LED_3),A
LD (LED_4),A
POP AF
RET

KEY_IN: PUSH BC
LD A,000H
OUT (PIO_BD),A

LOOP: CALL LED_OUT
IN A,(PIO_BD)
BIT 4,A
JP NZ,LOOP2
IN A,(PIO_BD)
BIT 5,A
JP NZ,PB11
JP PB01
LOOP2: IN A,(PIO_BD)
BIT 5,A
JP NZ,PB00
JP PB10
PB00: LD A,000H
OUT (PIO_BD),A
JP CHECK
PB01: LD A,010H
OUT (PIO_BD),A
JP CHECK
PB10: LD A,020H
OUT (PIO_BD),A
JP CHECK
PB11: LD A,030H
OUT (PIO_BD),A
JP CHECK
CHECK: IN A,(PIO_BD)
BIT 0,A
JP Z,PB0
JP CHECK2
CHECK2: IN A,(PIO_BD)
BIT 1,A
JP Z,PB1
JP CHECK3
CHECK3: IN A,(PIO_BD)
BIT 2,A
JP Z,PB2
JP CHECK4
CHECK4: IN A,(PIO_BD)
BIT 3,A
JP Z,PB3
JP LOOP
PB0: IN A,(PIO_BD)
BIT 4,A
JP NZ,PB0B
IN A,(PIO_BD)
BIT 5,A
JP NZ,KEY14
JP KEY12
PB0B: IN A,(PIO_BD)
BIT 5,A
JP NZ,KEY15
JP KEY13
PB1: IN A,(PIO_BD)
BIT 4,A
JP NZ,PB1B
IN A,(PIO_BD)
BIT 5,A
JP NZ,KEY10
JP KEY8
PB1B: IN A,(PIO_BD)
BIT 5,A
JP NZ,KEY11
JP KEY9
PB2: IN A,(PIO_BD)
BIT 4,A
JP NZ,PB2B
IN A,(PIO_BD)
BIT 5,A
JP NZ,KEY6
JP KEY4
PB2B: IN A,(PIO_BD)
BIT 5,A
JP NZ,KEY7
JP KEY5
PB3: IN A,(PIO_BD)
BIT 4,A
JP NZ,PB3B
IN A,(PIO_BD)
BIT 5,A
JP NZ,KEY2
JP KEY0
PB3B: IN A,(PIO_BD)
BIT 5,A
JP NZ,KEY3
JP KEY1
KEY0: LD B,000H
JP STAY3
KEY1: LD B,001H
JP STAY3
KEY2: LD B,002H
JP STAY3
KEY3: LD B,003H
JP STAY3
KEY4: LD B,004H
JP STAY2
KEY5: LD B,005H
JP STAY2
KEY6: LD B,006H
JP STAY2
KEY7: LD B,007H
JP STAY2
KEY8: LD B,008H
JP STAY1
KEY9: LD B,009H
JP STAY1
KEY10: LD B,00AH
JP STAY1
KEY11: LD B,00BH
JP STAY1
KEY12: LD B,00CH
JP STAY0
KEY13: LD B,00DH
JP STAY0
KEY14: LD B,00EH
JP STAY0
KEY15: LD B,00FH
JP STAY0
STAY0: CALL LED_OUT
IN A,(PIO_BD)
BIT 0,A
JP Z,STAY0
LD A,B
POP BC
RET

STAY1: CALL LED_OUT
IN A,(PIO_BD)
BIT 1,A
JP Z,STAY1
LD A,B
POP BC
RET

STAY2: CALL LED_OUT
IN A,(PIO_BD)
BIT 2,A
JP Z,STAY2
LD A,B
POP BC
RET

STAY3: CALL LED_OUT
IN A,(PIO_BD)
BIT 3,A
JP Z,STAY3
LD A,B
POP BC
RET

NUM_IN: CALL KEY_IN
CP 00AH
JP P,BREAK
CALL L_SHIFT
LD (LED_4),A
JP NUM_IN

BREAK: RET

LED_OUT:
PUSH AF
PUSH HL
PUSH BC
IN A,(PIO_AD)
ADD A,010H
AND 030H
LD B,A
RRCA
RRCA
RRCA
RRCA
LD HL,LED_1
ADD A,L
LD L,A
LD A,(HL)
OR B
OUT (PIO_AD),A
POP BC
POP HL
POP AF
RET
L_SHIFT:
PUSH AF
PUSH BC
LD A,(LED_2)
LD (LED_1),A
LD A,(LED_3)
LD (LED_2),A
LD A,(LED_4)
LD (LED_3),A
POP BC
POP AF
RET
ADD_Z: PUSH AF
PUSH BC
PUSH HL
LD A,(XL)
LD B,A
LD A,(ZL)
ADD A,B
LD (ZL),A
LD A,(XH)
LD B,A
LD A,(ZH)
ADC A,B
LD (ZH),A
POP AF
POP BC
POP HL
RET
ADD_XY: PUSH AF
PUSH BC
PUSH HL
LD A,(XL)
LD B,A
LD A,(YL)
ADD A,B
LD (XL),A
LD A,(XH)
LD B,A
LD A,(YH)
ADC A,B
LD (XH),A
CP 28H
JP P,OVERFLOW
POP AF
POP BC
POP HL
RET
全部は乗せられませんでしたが、
以上の形まで作成しましたが、メインルーチンが特にわかりません。
今回どのように修正すればよいか分からず、焦って説明不足のまま
質問をのせてしまいました。申し訳ございません。
ですので、さらに補足を載せていまいましたが、
お礼させてください。ありがとうございました。

補足

自分が説明不足で申し訳ございません。
notnotさんのおっしゃるとおりでLINUX上でプログラムを作成したいということです。

４個のLEDに数値を順次表示させるプログラム
PIO_AD EQU 01CH PIO_ADと01CHは等しいとする
PIO_AC EQU 01DH PIO_ACと01DHは等しいとする

ORG 0000H 以下のプログラムを0000H番地以降に格納する

LD A,0CFH 数値0CFHをAレジスタへ呼び出す
OUT (PIO_AC),A Aレジスタの値をPIO_ACに出力する
LD A,000H 数値000HをAレジスタへ呼び出す
OUT (PIO_AC),A Aレジスタの値をPIO_ACに出力する
LD A,007H 数値007HをAレジスタへ呼び出す
OUT (PIO_AC),A Aレジスタの値をPIO_ACに出力する

LOOP: LD A,003H 数値003HをAレジスタへ呼び出す
OUT (PIO_AD),A Aレジスタの値をPIO_ADに出力する

LD HL,8000H 　　　　8000HをHLレジスタへ呼び出す
LD DE,8000H 　　　　8000HをHLレジスタへ呼び出す
LD BC,0200H 　　　　0200HをHLレジスタへ呼び出す
LDIR レジスタHL、DB、BCの内容は破壊される

LD A,014H 数値014HをAレジスタへ呼び出す
OUT (PIO_AD),A Aレジスタの値をPIO_ADに出力する

LD HL,8000H 　　　　8000HをHLレジスタへ呼び出す
LD DE,8000H　　　　 8000HをDEレジスタへ呼び出す
LD BC,0200H 　　　　0200HをBCレジスタへ呼び出す
LDIR レジスタHL、DB、BCの内容は破壊される

LD A,025H 数値025HをAレジスタへ呼び出す
OUT (PIO_AD),A Aレジスタの値をPIO_ADに出力する

LD HL,8000H 　　　　8000HをHLレジスタへ呼び出す
LD DE,8000H 　　　　8000HをDEレジスタへ呼び出す
LD BC,0200H 　　　　0200HをBCレジスタへ呼び出す
LDIR レジスタHL、DB、BCの内容は破壊される

LD A,036H 数値036HをAレジスタへ呼び出す
OUT (PIO_AD),A Aレジスタの値をPIO_ADに出力する

LD HL,8000H 　　　　8000HをHLレジスタへ呼び出す
LD DE,8000H 　　　　8000HをDEレジスタへ呼び出す
LD BC,0200H 0200HをBCレジスタへ呼び出す
LDIR レジスタHL、DB、BCの内容は破壊される

JP LOOP LOOPに戻る

HALT プログラム停止

END

　キー入力プログラムの作成
16 個のキーの状態を知るには、4 回の試行が必要なことがわかる。
・(PB5 , PB4) = (0,0)と設定して、PB0～PB3 をチェック。
・(PB5 , PB4) = (0,1)と設定して、PB0～PB3 をチェック。
・(PB5 , PB4) = (1,0)と設定して、PB0～PB3 をチェック。
・(PB5 , PB4) = (1,1)と設定して、PB0～PB3 をチェック。
PB0～PB5 の情報により、どのキーが押されたのか判別できる

1.まず最初にPIOポートの初期化を行う
8行目～13行目：　PIO Bポートの初期化を行なっている。
15行目～20行目： PIO Aポートの初期化を行なっている。

2.次に(PB5,PB4)のセットを行う
22行目：数値000Hが格納されたＡレジスタに数値010Hを足す。これにより、(PB5,PB4)を(0,0)から(0,1)にセットされる。
23行目～24行目： Ａレジスタに格納された数値010Hと030Hを論理積にかける。結果は010Hとなるので、この値をＡレジスタに格納し、PIO_BDに出力する。
25行目～28行目：
SRLはレジスタの値を1/2倍する命令であるが、この処理によってメモリの内容を１bit右へシフトすることができる。ここではその処理を４回行なっているため、Ａレジスタに格納されていた010Hは001Hとなる。

29行目～30行目：Ａレジスタに格納された数値001Hと003Hを論理積にかける。結果は001Hとなるので、この値をＡレジスタに格納し、またLD命令によりＢレジスタに呼び出す。この値が(PB5,PB4)の設定値となる。

3.セットを行なった後、PB3～PB0の読み込みを行う
31行目： PIO_BDの入力ポートの内容を取り出し、Aレジスタに格納する。

　32行目～40行目：一番右側のビット(PB0)から順に０であるか１であるかをチェックしていく。0であるビットが見つかり次第、SET1～4のうち指定された場所へジャンプする。PB0～PB3まで全て1だった場合はLOOP(18行目)まで戻って再度(PB5,PB4)をセットし直す。

4.PB0～PB5の情報をキーNo.に変換する
　42行目～43行目：ここは１順目でSET1にジャンプした場合の処理である。26行目において格納したＢレジスタの値(001H)を取り出してＡレジスタに格納し、数値00CHと足し合わせ、演算結果00DHをＡレジスタに格納する。

　44行目～45行目：この値がPIO_ADに出力され、プログラム終了となる。SET2, SET3, SET4へジャンプした場合も同様に処理をする。
1: PIO_BD EQU 01EH
2: PIO_BC EQU 01FH
3: PIO_AD EQU 01CH
4: PIO_AC EQU 01DH
5:
6: ORG 0000H
7:
8: LD A,0CFH
9: OUT (PIO_BC),A
10: LD A,00FH
11: OUT (PIO_BC),A
12: LD A,007H
13: OUT (PIO_BC),A
14:
15: LD A,0CFH
16: OUT (PIO_AC),A
17: LD A,000H
18: OUT (PIO_AC),A
19: LD A,007H
20: OUT (PIO_AC),A
21:
22: LOOP: ADD A,010H
23: AND 030H
24: OUT (PIO_BD),A
25: SRL A
26: SRL A
27: SRL A
28: SRL A
29: AND 003H
30: LD B,A
31: IN A,(PIO_BD)
32: BIT 0,A
33: JP Z,SET1
34: BIT 1,A
35: JP Z,SET2
36: BIT 2,A
37: JP Z,SET3
38: BIT 3,A
39: JP Z,SET4
40: JP LOOP
41:
42: SET1: LD A,B
43: ADD A,00CH
44: OUT (PIO_AD),A
45: HALT
46: SET2: LD A,B
47: ADD A,008H
48: OUT (PIO_AD),A
49: HALT
50: SET3: LD A,B
51: ADD A,004H
52: OUT (PIO_AD),A
53: HALT
54: SET4: LD A,B
55: ADD A,000H
56: OUT (PIO_AD),A
57: 　　　 HALT
といったところまではわかっているのですが、あとをどう作成してよいかわからなくて・・。
ということで質問させていただいたということです。