MSXをUSBキーボード化してMSXブースター気分を味わう

2025年03月19日 | 電子工作

いつクラウドファンディングされるのか分かりませんが、MSXをMSX2+ゃTurboRにアップグレードするMSXブースターというものが発表されています。

MSXのZ80と差し替えて使用するとの事なのですが、中身はESP32となっており、想像ですがESP32でMSXのバスを乗っ取ってカートリッジスロットとかキーボードとかを利用できるようにするのだと思います。でも結局はESP32でMSX2+とかのエミュレータを動かしているので、MSX0とそれほど違わないですね。最近の発表ではFPGAも載せたいとのことなので、それならばクラウドファンディングの支援も有りかな。（でもエミュレータでなくハードウェアでMSXを構築するMSX DIYの方が魅力的ですね。個人的にはこちらを支援したいです。）

そんなMSXブースターですがMSX本体のビデオ出力はアップグレードできないと思いますので、WiFi経由でリモートディスプレイを利用することになるのでしょう。MSX0Stackを持っていないので間違っているかもしれませんが、リモートディスプレイとはPC側で動いているMSXエミュレータにESP32が接続しているものだと思っています。

もしそうならばPCで動いているMSXPLAYerなどのエミュレータに実機のMSXを接続して利用できれば、MSXブースター？

そこでMSXとPCのエミュレータを連動させて動かしてみたいと考えたのですが、そんな難しいことは出来ないのでMSXをUSBキーボードにして、これをPCにつなげてエミュレータを利用することにしました。お手軽な方式でMSXブースターの雰囲気だけ味わってみることにします。

MSXをUSBキーボードにするにはマイコンが必要です。ここのところ全く使用していなかったSparkfun Pro Micro（互換機）を使うことにしました。手持ちの物は5V動作なので、電圧レベルをコンバートしなくてもMSXにつなげられるからです。（実際は「μP-1 ユニバーサルテストボード」の8255と接続します）

Pro MicroはCMOSですがMCUのATmega32U4はTTL対応のようなので、入力ポートをプルアップしておけばまず問題ないでしょう。

前に記事に書いたようにユニバーサルテストボードの8255のポートAとポートCのビット0,1,4,5をSDカードのドライバで使用していますので、今回はポートBとポートCのビット2,6をPro Microの接続に利用しました。

ユニバーサルテストボードがなくても8255（とアドレスデコード回路）があれば試せるので、一応詳細を書いておきます。

配線は以下の通り。ユニバーサルテストボード（8255）のGNDとPro MicroのGNDも接続します。

MSXのアセンブラソースは以下のようになります。z88dkでコンパイルしました。

keyboard.asm

SNSMAT	equ	141h	; キーマトリックススキャン
PORTB	equ	1	; 8255 ポートB
PORTC	equ	2	; 8255 ポートC
CONTROL	equ	3	; 8255 コントロールポート

	org	0c000h

	ld	b,0	; スキャンするマトリックス番号を保持
scanreq:	in	a,(PORTC)
	and	40h	; 8255 ポートC ビット6 セット待ちスキャン要求
	jr	z,scanreq
	ld	a,b
	cp	9	; スキャン番号8を超えたか?
	jr	nz,setnum
	xor	a	; スキャン番号を0に
	ld	b,a
setnum:	inc	b
	call	SNSMAT	; マトリックススキャン
	out	(PORTB),a
	ld	a,5	; ポートC ビット2 セット 1行スキャンデータ出力済み
	out	(CONTROL),a
dataok:	in	a,(PORTC)
	and	40h	; 8255 ポートC ビット6 リセット待ちスキャンデータ取得
	jr	nz,dataok
	ld	a,4	; ポートC ビット2 リセット ACK
	out	(CONTROL),a
	jr	scanreq

Makefile

ASM=z80asm
APPMAKE=z88dk-appmake
FLAGS=+msx --fmsx --audio -b
AFLAGS=-mz80 -b -l -m
build: keyboard.cas
%.cas: %.bin
$(APPMAKE) $(FLAGS) $< --org 0xc000
%.bin: %.asm
$(ASM) $(AFLAGS) $<
clean:
rm *.o
rm *.lis
rm *.map
rm *.cas
rm *.wav

いつもMSX使用時にSDカードドライバを起動しているので、このプログラムは8255の初期化が終わった後に実行するように作ってあります。したがってこのプログラムを利用するときは事前に8255の初期化を行う必要があります。上記プログラムは8255のモード0、ポートA,Bが出力、ポートCの上位4ピットが入力、下位4ビットが出力の前提で作ってあります。具体的にはコントロールポートに0x88を出力します。

Pro Microのスケッチは以下の通りです。

Keyboard.h

#ifndef KEYBOARD_h
#define KEYBOARD_h
#include "HID.h"
#define MODIFIER_LEFT_CTRL 0b00000001
#define MODIFIER_LEFT_SHIFT 0b00000010
#define MODIFIER_LEFT_ALT 0b00000100
#define MODIFIER_LEFT_GUI 0b00001000
#define MODIFIER_RIGHT_CTRL 0b00010000
#define MODIFIER_RIGHT_SHIFT 0b00100000
#define MODIFIER_RIGHT_ALT 0b01000000
#define MODIFIER_RIGHT_GUI 0b10000000
typedef struct
{
uint8_t modifiers;
uint8_t reserved;
uint8_t keys[6];
} KeyReport;
class Keyboard_ : public Print
{
private:
KeyReport _keyReport;
void sendReport(KeyReport* keys);
public:
Keyboard_(void);
size_t write(uint8_t k);
size_t press(uint8_t k);
size_t release(uint8_t k);
size_t pressmod(uint8_t m);
size_t releasemod(uint8_t m);
void releaseAll(void);
};
extern Keyboard_ Keyboard;
#endif

Keyboard.cpp

#include "Keyboard.h"
#if defined(_USING_HID)
//================================================================================
//================================================================================
// Keyboard
static const uint8_t _hidReportDescriptor[] PROGMEM = {
0x05, 0x01, // USAGE_PAGE (Generic Desktop) // 47
0x09, 0x06, // USAGE (Keyboard)
0xa1, 0x01, // COLLECTION (Application)
0x85, 0x02, // REPORT_ID (2)
0x05, 0x07, // USAGE_PAGE (Keyboard)
0x19, 0xe0, // USAGE_MINIMUM (Keyboard LeftControl)
0x29, 0xe7, // USAGE_MAXIMUM (Keyboard Right GUI)
0x15, 0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)
0x25, 0x01, // LOGICAL_MAXIMUM (1)
0x75, 0x01, // REPORT_SIZE (1)
0x95, 0x08, // REPORT_COUNT (8)
0x81, 0x02, // INPUT (Data,Var,Abs)
0x95, 0x01, // REPORT_COUNT (1)
0x75, 0x08, // REPORT_SIZE (8)
0x81, 0x03, // INPUT (Cnst,Var,Abs)
//LED状態のアウトプット
0x95, 0x05, // REPORT_COUNT (5) 全部で5つ。
0x75, 0x01, // REPORT_SIZE (1) 各LEDにつき1ビット
0x05, 0x08, // USAGE_PAGE (LEDs)
0x19, 0x01, // USAGE_MINIMUM (1) (NumLock LEDが1)
0x29, 0x05, // USAGE_MAXIMUM (5) (KANA LEDが5)
0x91, 0x02, // OUTPUT (Data,Var,Abs) // LED report
//LEDレポートのパディング
0x95, 0x01, // REPORT_COUNT (1)
0x75, 0x03, // REPORT_SIZE (3)　　残りの3ビットを埋める。
0x91, 0x01, // OUTPUT (Cnst,Var,Abs) // padding
0x95, 0x06, // REPORT_COUNT (6)
0x75, 0x08, // REPORT_SIZE (8)
0x15, 0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)
0x25, 0x73, // LOGICAL_MAXIMUM (115)
0x05, 0x07, // USAGE_PAGE (Keyboard)
0x19, 0x00, // USAGE_MINIMUM (Reserved (no event indicated))
0x29, 0x8c, // USAGE_MAXIMUM (Keyboard Application)
0x81, 0x00, // INPUT (Data,Ary,Abs)
0xc0, // END_COLLECTION
};
Keyboard_::Keyboard_(void)
{
static HIDSubDescriptor node(_hidReportDescriptor, sizeof(_hidReportDescriptor));
HID().AppendDescriptor(&node);
}
void Keyboard_::sendReport(KeyReport* keys)
{
HID().SendReport(2,keys,sizeof(KeyReport));
}
void Keyboard_::releaseAll(void)
{
_keyReport.keys[0] = 0;
_keyReport.keys[1] = 0;
_keyReport.keys[2] = 0;
_keyReport.keys[3] = 0;
_keyReport.keys[4] = 0;
_keyReport.keys[5] = 0;
_keyReport.modifiers = 0;
sendReport(&_keyReport);
}
size_t Keyboard_::write(uint8_t c)
{
uint8_t p = press(c); // Keydown
release(c); // Keyup
return p;
}
size_t Keyboard_::press(uint8_t k)
{
uint8_t i;
for (i=1; i
{
if(_keyReport.keys[i] == k) //すでに押されているキーは無視
break;
if (_keyReport.keys[i] == 0)
{
_keyReport.keys[i] = k;
break;
}
}
sendReport(&_keyReport);
return 1;
}
size_t Keyboard_::release(uint8_t k)
{
uint8_t i;
for (i=1; i
{
if (0 != k && _keyReport.keys[i] == k)
{
_keyReport.keys[i] = 0;
}
}
sendReport(&_keyReport);
return 1;
}
size_t Keyboard_::pressmod(uint8_t m)
{
_keyReport.modifiers |= m;
sendReport(&_keyReport);
return 1;
}
size_t Keyboard_::releasemod(uint8_t m)
{
_keyReport.modifiers &= ~m;
sendReport(&_keyReport);
return 1;
}
Keyboard_ Keyboard;
#endif

MSX_keyboard.ino

#include "Keyboard.h"
#define LED1 18
#define LED2 19
#define REQ 14
#define ACK 15
uint8_t inp[] = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
const uint8_t keyMap[9][8] = {
{ 0x27, 0x1e, 0x1f, 0x20, 0x21, 0x22, 0x23, 0x24},
{ 0x25, 0x26, 0x2d, 0x2e, 0x89, 0x2f, 0x30, 0x33},
{ 0x34, 0x31, 0x36, 0x37, 0x38, 0x87, 0x04, 0x05},
{ 0x06, 0x07, 0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d},
{ 0x0e, 0x0f, 0x10, 0x11, 0x12, 0x13, 0x14, 0x15},
{ 0x16, 0x17, 0x18, 0x19, 0x1a, 0x1b, 0x1c, 0x1d},
{ 0xe1, 0xe0, 0xe2, 0x39, 0x88, 0x3a, 0x3b, 0x3c},
{ 0x3d, 0x3e, 0x29, 0x2b, 0x48, 0x2a, 0x35, 0x28},
{ 0x2c, 0x4a, 0x49, 0x4c, 0x50, 0x52, 0x51, 0x4f}
};
uint8_t keyStat[9];
int scanNO = 0;
void setup()
{
ADCSRA = 0; // AD変換無効
pinMode(LED1, OUTPUT);
pinMode(LED2, OUTPUT);
pinMode(REQ, OUTPUT);
pinMode(ACK, INPUT_PULLUP);
for(int i=0; i<8; i++)
pinMode(inp[i], INPUT_PULLUP);
digitalWrite(LED1, HIGH);
digitalWrite(LED2, HIGH);
//キーの状態リセット
for(int i=0; i<9; i++)
keyStat[i] = 0xff;
}
void loop()
{
uint8_t keyin, stat, chk;
digitalWrite(REQ, HIGH); // スキャンデータ要求
while(digitalRead(ACK) == LOW); // スキャンデータセット待ち
// スキャンデータ取得
keyin = 0;
for(int i=0; i<8; i++)
{
if(digitalRead(inp[i]) == HIGH)
keyin |= (uint8_t)(0b00000001 ＜＜ i);
}
digitalWrite(REQ, LOW); // スキャンデータ取得済み
while(digitalRead(ACK) == HIGH); // ACK待ち
stat = keyStat[scanNO];
if(keyin != stat)
{
keyStat[scanNO] = keyin;
chk = keyin ^ stat;
for(int i=0; i<8; i++)
{
if((chk & 1) == 1) // 変化あり
{
if((keyin & 1) == 0) // キーが押された
pressKey(keyMap[scanNO][i]);
else // キーが離された
releaseKey(keyMap[scanNO][i]);
}
chk >>= 1;
keyin >>= 1;
}
}
if(++scanNO > 8)
scanNO = 0;
}
uint8_t isModifier(uint8_t num)
{
uint8_t val = 0;
switch(num)
{
case 0xe1:
val = MODIFIER_LEFT_SHIFT;
break;
case 0xe0:
val = MODIFIER_LEFT_CTRL;
break;
case 0xe2:
val = MODIFIER_LEFT_ALT;
break;
}
return val;
}
void pressKey(uint8_t code)
{
uint8_t modcode;
modcode = isModifier(code);
if(modcode == 0)
Keyboard.press(code);
else
Keyboard.pressmod(modcode);
}
void releaseKey(uint8_t code)
{
uint8_t modcode;
modcode = isModifier(code);
if(modcode == 0)
Keyboard.release(code);
else
Keyboard.releasemod(modcode);
}

スケッチのLED1とLED2は使用したPro Microに別の用途で接続していたLEDです。今回は必要ないので消灯させています。

使用手順はPCとMSX（8255）の電源を入れたらPro MicroをPCにつなぎ、次にMSXのUSBキーボードプログラムを起動します。

プログラム起動後はMSXはただのUSBキーボードです。キーが少ないので全てではありませんが、OADG109のUSBキーコードを出力します。

それではWindowsXPのPCにインストールしたMSX公式エミュレータのMSXPLAYerを起動してMSXキーボードで利用してみます。

MSXでMSX2+やTurboRのゲームを遊んだり、プログラムしている気になれます。MSXブースターを使うとこんな感じになるのではないでしょうか。

そればかりか、「みんながコレで燃えた！PC-8001・PC-6001」とか「蘇るPC-8801伝説」「蘇るPC-9801伝説」などがあればPC-6001、8001、8801、9801のゲームもMSXキーボードで遊ぶことが出来ます。

他愛ないお遊びですが、結構楽しめます。

最新の画像［もっと見る］

コメントを投稿

goo blog お知らせ

	【11/18】goo blogサービス終了のお知らせ
	【PR】プロ直伝・dポイントをザクザクためる術
	【PR】安い＆大量の「訳あり商品」がヤバい!
	【コメント募集中】お気に入りの「道の駅」ありますか？