実物の写真
全体像です。
部品面。
ハンダ面。うーん、シンプルすぎ。
回路図
回路的には極めて簡単で、Ｈ８のアナログ出力をバッファアンプを通して外部に出しているだけです。秋月のマザーボードの隅っこに作ることも簡単でしょう。以下が回路図です。
なお、この回路図では電源関係は省略しています。これを新しい基板の上に作るか、秋月のマザーボード上に作るか、またＡＫＩ−Ｈ８をＭＳＸ−Ｈ８カートリッジ用に改造しているかどうかによって電源の作り方は変わってきますので、各自臨機応変に作ってください。
また、現行の回路ではスピーカーを鳴らすほどの出力はありません。ヘッドホンくらいなら鳴りますが。どうやってスピーカーを鳴らすかは各自工夫してください。
内部構成
ソフト的な内部構成は以下のようになっています。どうせやるなら、ということでステレオにしてます。
曲データの作りかた
サンプルで入っている曲は私が作曲したもので、「更ける夜」という曲です（笑）。自分の好きな曲を鳴らしたい、という方も多いでしょうから、曲データの作り方を説明します。
ソースリストを見てください。真中あたりに DATTOP というラベルがあり、そこからＲＡＭセクションの手前までが曲データです。
最初の TEMPO は、文字通りテンポです。次の BARDIV は、１小節（bar）を何分割するかを表します。普通の曲なら８とか１６、３連系の曲なら１２とかでしょう。分割された短い時間単位をティック（tick）と呼ぶことにします。
次の BARS が、曲全体が何小節からなるかを表します。サンプル曲は２０小節です。続いてワード境界合せのダミーバイトが１バイトあり、そのあとに１小節目以降のデータが続きます。
１ティックのデータは４バイトで構成されています。それぞれチャネル０から３まで、鳴らしたい音の音番号です。ただし、音番号０は休符で、音は鳴りません。音番号は、１が一番低いオクターブの「ド＃」で、１増えるごとに半音づつ上がっていきます。最高で９５までです。
例えば
.DATA.B 48,52,55,0
と書くと、そのティックではｃｈ０〜ｃｈ２でド、ミ、ソが同時に鳴り、ｃｈ３はお休みです。なお、ＭＩＤＩで言うところの「ノートオフ」はありません。音が減衰するままに任せます。
こうしてどんどんデータを書いてゆきます。１小節を８分割しているなら３２バイトで１小節となります。
※このプログラムはＣＰＵモード７用です。ＡＫＩ−Ｈ８を他のモードにしている方はモード７に戻してください。
※このファイルには説明文章が含まれておらず、このページを見た人以外には使い方がわからないため、このファイルを他で再配布しないでください。また、曲データを変更して使用する場合、個人的使用の範囲にとどめてください。
付記「Ｈ８によるソフトウエアシンセサイザの可能性」
そもそもこういうことをやってみたのは、Ｈ８でソフトウエアシンセサイザは可能かどうかを確かめるためです。結論から言うと「苦しい」です。とても「ＧＭ音源相当」とかは無理ですね。かなり音質を落としてもよいなら「ＭＯＤプレイヤー」あたりはできそうです。
このオルゴールでは、オシレータエミュレーションの割り込みルーチンが約３００クロックです。ステレオディレイをやめても２５０クロックくらいでしょう。オシレータ１個あたり３０数クロック必要です。ですから、ステレオディレイをやめたとして、８音同時発音なら約４００クロック、１６音同時発音なら約７００クロックくらいになりそうです。
現在、オシレータエミュレーション割り込みは３２ＫＨｚの周期でかけています。つまり１６ＭＨｚ÷３２ＫＨｚ＝５００クロックの周期です。これだと８音同時発音まではなんとかなっても、１６音同時発音とかになるとオシレータエミュレーション割り込みの周期を伸ばさざるを得なくなります。当然それはさらに音質を低下させることになります。また、現在のオシレータはウエーブフォームテーブルから正弦波の波形を読み出しているだけですが、もっと凝ったことをやろうとするとさらに重くなります。
Ｈ８Ｓ−２０００シリーズが使えるとかなり楽になるんですけど。Ｈ８Ｓ−２０００シリーズだと、クロックは品種にもよるけど最高３３ＭＨｚ。で、メモリアクセスは１クロックでできます（Ｈ８−３０４８は２クロック必要）。秋月でＨ８Ｓ−２０００シリーズを積んだＨ８ボード出してくれませんかね〜。
ＭＳＸ−Ｈ８カートリッジ版Ｈ８オルゴール
すでにＭＳＸ−Ｈ８カートリッジを作った人が、このオルゴールを聞くためだけにわざわざ新しいハードを作らなくてもよいように、ＭＳＸ−Ｈ８カートリッジ版のオルゴールも作りました。
残念なことに、ＭＳＸ−Ｈ８カートリッジ版は、ＭＳＸカートリッジバスのＳＮＤＩＮがモノラルなため、モノラルになってしまいます（内部的にはＡＫＩ−Ｈ８単体版と同様ステレオ処理しています）。でもわざわざ別のスピーカーをつなげなくてもよい、というのは気軽でいいですね。
処理の内容はＡＫＩ−Ｈ８単体版とほとんど同じです。ＭＳＸ−Ｈ８カートリッジのメモリマップに合わせて番地を変更したりとか、割り込みジャンプテーブルの設定が加わったりとかしているだけです。曲データの作り方も基本的には同じです。
使い方は、ＭＳＸ−Ｈ８モニタのＬコマンドで H8MBOXM.MOT をオフセット０でロードし（H'200000番地にロードされます）、Ｇコマンドで H'200000番地を実行します。
※このファイルには説明文章が含まれておらず、このページを見た人以外には使い方がわからないため、このファイルを他で再配布しないでください。また、曲データを変更して使用する場合、個人的使用の範囲にとどめてください。
Ｈ８／３６６４版Ｈ８オルゴール
Ｈ８オルゴールをＨ８／３６６４でも作ってみました。
せっかく秋月のＨ８／３６６４ボード（フラットパッケージ版）がかなりコンパクトなのですから、オルゴール全体もコンパクトにしたいですよね。出力を電力増幅して重いマグネチックスピーカーを鳴らす、なんて不粋なことはやめて、小さな圧電サウンダを鳴らします。
圧電サウンダは５Ｖ振幅で鳴らしても大きな音は出ません。もっと高い電圧が必要です。どっかにないか？ そうだ、ＲＳ−２３２Ｃがあった！
ＴＸＤから適当な周期で１と０を出し、それを整流すれば＋−１０Ｖくらいの電圧が出るはず。それをオペアンプの電源にすれば・・・ 実際作ってみると、オペアンプの電源電圧は＋−６Ｖでしたが、それでも出力振幅は１０Ｖを超え、どうにか実用になりそうな音量になりました。
全体像です。ユニバーサル基盤のサイズは約７センチ×５センチです。このくらい小さいといろいろなところに組みこめそうですね。作り方を工夫すれば（たとえば圧電サウンダとＣＰＵボードを重ねるとか）さらに小さく作ることも可能と思われます。
部品面です。
半田面です。
３０４８版と大きさを比べて見ました。ユニバーサル基盤の大きさは半分以下になっています（３０４８版も工夫次第でもう少し小さくなると思いますが）。大きさの比較対象としてニルモちゃんフィギュア（全高１７ｃｍ）、１９０ｃｃ缶コーヒー、Ｐ／ＥＣＥなども一緒に撮ってみました。（多くの人にとって参考になるのは１９０ｃｃ缶コーヒーだけだと思いますが(^^;;;）
回路図です。３６６４にはアナログ出力はないので代わりにＰＷＭで出力します。オペアンプは、初段はローパスフィルタを構成しており、ＰＷＭ周期（３２ＫＨｚ）のノイズを除去します。二段目で振幅を増しています。
ショットキーバリヤダイオードでＴＸＤ出力を整流し、オペアンプの正負電源を作っています。ＴＸＤとショットキーバリアダイオードの間にジャンパーポストが入っていますが、これはＣＰＵ内蔵のＥＥＰＲＯＭにプログラムを書きこむとき、ＲＳ−２３２信号が劣化するのを防ぐためです。書きこみを行うときは前もってこのジャンパーポストを外しておき（実際やって見るとジャンパーポストを付けたままでもちゃんと書きこめるのですが(^^;;; でも心配性な人は外したほうがいいでしょう）、オルゴールを鳴らすときには付けます。
アーカイブ（mbox3664.zip）中に含まれる mbox3664.abs をＣＰＵの内蔵ＥＥＰＲＯＭに焼いて電源を入れると鳴ります。プログラムの構成は３０４８版と若干違い、圧電サウンダが１個なのでモノラルです。ディレイもモノラルになりました。それと、３０４８版は正弦波で鳴らしていたのですが、圧電サウンダでは正弦波はかなり音量が低く感じられるので方形波に変えました。
※このファイルには説明文章が含まれておらず、このページを見た人以外には使い方がわからないため、このファイルを他で再配布しないでください。また、曲データを変更して使用する場合、個人的使用の範囲にとどめてください。
Ｈ８／３６６４はＩＩＣバスで簡単にシリアルＥＥＰＲＯＭをつなげられるので、曲データをシリアルＥＥＰＲＯＭに入れられるようにすると面白いですね。曲を変えるのもシリアルＥＥＰＲＯＭ差し換えで済みますし。