From 75c25c813db95fc0f7d6e0261e5a75a7e6575cb2 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: b1ackmai1er <difficultylevelhigh@gmail.com>
Date: Sat, 9 May 2020 09:14:53 +0800
Subject: [PATCH] ay-3-8910 updates

Implement full BBC Micro note table
Note table now calculated at assembly based on selected frequency.
Code optimization
---
 Source/HBIOS/ay38910.asm | 409 ++++++++++++++++++++++++++-------------
 Source/HBIOS/sn76489.asm |   4 +-
 2 files changed, 275 insertions(+), 138 deletions(-)

diff --git a/Source/HBIOS/ay38910.asm b/Source/HBIOS/ay38910.asm
index c4bb8d48..8dfc7843 100644
--- a/Source/HBIOS/ay38910.asm
+++ b/Source/HBIOS/ay38910.asm
@@ -69,11 +69,12 @@ SBCV2004	.EQU	0		; USE SBC-V2-004 HALF CLOCK DIVIDER
 AY_TONECNT	.EQU	3		; COUNT NUMBER OF TONE CHANNELS
 AY_NOISECNT	.EQU	1		; COUNT NUMBER OF NOISE CHANNELS
 ;
-;AY_PHICLK	.EQU	3579500		; MSX NTSC COLOUR BURST FREQ = 315/88
+AY_PHICLK	.EQU	3579545		; MSX NTSC COLOUR BURST FREQ = 315/88
 ;AY_PHICLK	.EQU	3500000		; ZX SPECTRUM 3.5MHZ
 ;AY_PHICLK	.EQU	4000000		; RETROBREW SCB-SCG 
-;AY_CLKDIV	.EQU	2
-;AY_CLK		.EQU	AY_PHICLK / AY_CLKDIV
+AY_CLKDIV	.EQU	2
+AY_CLK		.EQU	AY_PHICLK / AY_CLKDIV
+AY_RATIO	.EQU	AY_CLK * 100 / 16
 ;
 #INCLUDE "audio.inc"
 ;
@@ -97,8 +98,7 @@ AY38910_INIT:
 	OUT	(AY_ACR),A		; SET INIT AUX CONTROL REG
 #ENDIF
 ;
-	LD	D,AY_R2CHBP		; SIMPLE HARDWARE PROBE
-	LD	E,$55
+	LD	DE,(AY_R2CHBP*256)+$55	; SIMPLE HARDWARE PROBE
 	CALL	AY_WRTPSG		; WRITE AND 
 	CALL	AY_RDPSG		; READ TO A
 	LD	A,$55			; SOUND CHANNEL
@@ -120,11 +120,9 @@ AY_FND:	LD	IY, AY_IDAT		; SETUP FUNCTION TABLE
 	LD	E,$07			; SET VOLUME TO 50%
 	CALL	AY_SETV			; ON ALL CHANNELS
 ;
-;	LD	D,AY_R2CHBP		; BEEP ON CHANNEL B (CENTER)
-;	LD	E,$55
+;	LD	DE,(AY_R2CHBP*256)+$55	; BEEP ON CHANNEL B (CENTER)
 ;	CALL	AY_WRTPSG		; R02 = $55 = 01010101
-	LD	D,AY_R3CHBP
-	LD	E,$00
+	LD	DE,(AY_R3CHBP*256)+$00
 	CALL	AY_WRTPSG		; R03 = $00 = XXXX0000
 ;
 	CALL	LDELAY			; HALF SECOND DELAY
@@ -140,8 +138,7 @@ AY_FND:	LD	IY, AY_IDAT		; SETUP FUNCTION TABLE
 ;======================================================================
 ;
 AY_INIT:
-	LD	D,AY_R7ENAB		; SET MIXER CONTROL / IO ENABLE
-	LD	E,$F8			; $F8 - 11 111 000
+	LD	DE,(AY_R7ENAB*256)+$F8	; SET MIXER CONTROL / IO ENABLE.  $F8 - 11 111 000
 	CALL	AY_WRTPSG		; I/O PORTS = OUTPUT, NOISE CHANNEL C, B, A DISABLE, TONE CHANNEL C, B, A ENABLE
 	RET
 ;
@@ -236,12 +233,12 @@ AY_NOTE:
 	LD	H,0
 	ADD	HL, HL			; SHIFT RIGHT (MULT 2) -INDEX INTO AY3NOTETBL TABLE OF WORDS
 ;					; TEST IF HL IS LARGER THAN AY3NOTETBL SIZE
-	OR	A			; CLEAR CARRY FLAG
+;	OR	A			; CLEAR CARRY FLAG
 	LD	DE, SIZ_AY3NOTETBL
-	SBC	HL, DE
-	JR	NC, AY_NOTE1		; INCOMING HL DOES NOT MAP INTO AY3NOTETBL
+;	SBC	HL, DE
+;	JR	NC, AY_NOTE1		; INCOMING HL DOES NOT MAP INTO AY3NOTETBL
 ;
-	ADD	HL, DE			; RESTORE HL
+;	ADD	HL, DE			; RESTORE HL
 	LD	DE, AY3NOTETBL		; HL = AY3NOTETBL + HL
 	ADD	HL, DE
 ;
@@ -464,133 +461,273 @@ AYT_REGWR		.DB	"\r\nOUT AY-3-8910 $"
 #ENDIF
 ;
 ;======================================================================
-;	FREQUENCY TONE TABLE (SEMITONE CURRENTLY)
+;	BBC MICRO QUARTER TONE FREQUENCY TABLE 
 ;======================================================================
 ;
-; MSX TABLE	PERIOD	OCTAVE	NOTE	MIDI#
-;
 AY3NOTETBL:
-;	.DW	6842	;0		12
-;	.DW	6458	;0		13
-;	.DW	6096	;0		14
-;	.DW	5751	;0		15
-;	.DW	5430	;0		16
-;	.DW	5124	;0		17
-;	.DW	4838	;0		18
-;	.DW	4566	;0		19
-;	.DW	4309	;0		20
-	.DW	4068	;0	A0	21
-	.DW	3839	;0		22
-	.DW	3624	;0		23
-	.DW	3421	;1		24
-	.DW	3228 	;1		25
-	.DW	3047 	;1		26
-	.DW	2876 	;1		27
-	.DW	2715 	;1		28
-	.DW	2563 	;1		29
-	.DW	2419 	;1		30
-	.DW	2283 	;1		31
-	.DW	2155 	;1		32
-	.DW	2034 	;1		33
-	.DW	1920 	;1		34
-	.DW	1812	;1		35
-	.DW	1710	;2		36
-	.DW	1614 	;2		37
-	.DW	1524 	;2		38
-	.DW	1438 	;2		39
-	.DW	1357 	;2		40
-	.DW	1281 	;2		41
-	.DW	1209 	;2		42
-	.DW	1141 	;2		43
-	.DW	1077 	;2		44
-	.DW	1017 	;2		45
-	.DW	960  	;2		46
-	.DW	906	;2		47
-	.DW	855	;3		48
-	.DW	807 	;3		49
-	.DW	762 	;3		50
-	.DW	719 	;3		51
-	.DW	679 	;3		52
-	.DW	641 	;3		53
-	.DW	605 	;3		54
-	.DW	571 	;3		55
-	.DW	539 	;3		56
-	.DW	508 	;3		57
-	.DW	480 	;3		58
-	.DW	453	;3		59
-	.DW	428	;4		60
-	.DW	404 	;4		61
-	.DW	381 	;4		62
-	.DW	360 	;4		63
-	.DW	339 	;4		64
-	.DW	320 	;4		65
-	.DW	302 	;4		66
-	.DW	285 	;4		67
-	.DW	269 	;4		68
-	.DW	254 	;4		69
-	.DW	240 	;4		70
-	.DW	226	;4		71
-	.DW	214	;5		72
-	.DW	202 	;5		73
-	.DW	190 	;5		74
-	.DW	180 	;5		75
-	.DW	170 	;5		76
-	.DW	160 	;5		77
-	.DW	151 	;5		78
-	.DW	143 	;5		79
-	.DW	135 	;5		80
-	.DW	127 	;5		81
-	.DW	120 	;5		82
-	.DW	113	;5		83
-	.DW	107	;6		84
-	.DW	101 	;6		85
-	.DW	95  	;6		86
-	.DW	90  	;6		87
-	.DW	85  	;6		88
-	.DW	80  	;6		89
-	.DW	76  	;6		90
-	.DW	71  	;6		91
-	.DW	67  	;6		92
-	.DW	64  	;6		93
-	.DW	60  	;6		94
-	.DW	57	;6		95
-	.DW	53	;7		96
-	.DW	50 	;7		97
-	.DW	48 	;7		98
-	.DW	45 	;7		99
-	.DW	42 	;7		100
-	.DW	40 	;7		101
-	.DW	38 	;7		102
-	.DW	36 	;7		103
-	.DW	34 	;7		104
-	.DW	32 	;7		105
-	.DW	30 	;7		106
-	.DW	28	;7		107
-	.DW	27	;8		108
-	.DW	25 	;8		109
-	.DW	24 	;8		110
-	.DW	22 	;8		111
-	.DW	21 	;8		112
-	.DW	20 	;8		113
-	.DW	19 	;8		114
-	.DW	18 	;8		115
-	.DW	17 	;8		116
-	.DW	16 	;8		117
-	.DW	15 	;8		118
-	.DW	14	;8		119
-	.DW	13	;9		120
-	.DW	13	;9		121
-	.DW	12	;9		122
-	.DW	11	;9		123
-	.DW	11	;9		124
-	.DW	10	;9		125
-	.DW	9 	;9		126
-	.DW	9 	;9		127
-	.DW	8 	;9		128
+	.DW	AY_RATIO / 5827		; A#1	INDEX 0 = A#1 AS PER BBC MANUAL
+;	.DW	AY_RATIO / 5912
+;	.DW	AY_RATIO / 5998
+;	.DW	AY_RATIO / 6085
+	.DW	AY_RATIO / 6174		; B1	INDEX 1 = B1 AS PER BBC MANUAL
+	.DW	AY_RATIO / 6263
+	.DW	AY_RATIO / 6354
+	.DW	AY_RATIO / 6447
+	.DW	AY_RATIO / 6541		; C2
+	.DW	AY_RATIO / 6636
+	.DW	AY_RATIO / 6732
+	.DW	AY_RATIO / 6830
+	.DW	AY_RATIO / 6930		; C#2
+	.DW	AY_RATIO / 7030
+	.DW	AY_RATIO / 7133
+	.DW	AY_RATIO / 7236
+	.DW	AY_RATIO / 7342		; D2
+	.DW	AY_RATIO / 7448
+	.DW	AY_RATIO / 7557
+	.DW	AY_RATIO / 7667
+	.DW	AY_RATIO / 7778		; D#2
+	.DW	AY_RATIO / 7891
+	.DW	AY_RATIO / 8006
+	.DW	AY_RATIO / 8123
+	.DW	AY_RATIO / 8241		; E2
+	.DW	AY_RATIO / 8361
+	.DW	AY_RATIO / 8482
+	.DW	AY_RATIO / 8606
+	.DW	AY_RATIO / 8731 	; F2
+	.DW	AY_RATIO / 8858
+	.DW	AY_RATIO / 8987
+	.DW	AY_RATIO / 9117
+	.DW	AY_RATIO / 9250		; F#2
+	.DW	AY_RATIO / 9384
+	.DW	AY_RATIO / 9521
+	.DW	AY_RATIO / 9659
+	.DW	AY_RATIO / 9800 	; G2
+	.DW	AY_RATIO / 9942
+	.DW	AY_RATIO / 10087
+	.DW	AY_RATIO / 10234
+	.DW	AY_RATIO / 10383	; G#2
+	.DW	AY_RATIO / 10534
+	.DW	AY_RATIO / 10687
+	.DW	AY_RATIO / 10842
+	.DW	AY_RATIO / 11000	; A2
+	.DW	AY_RATIO / 11160
+	.DW	AY_RATIO / 11322
+	.DW	AY_RATIO / 11487
+	.DW	AY_RATIO / 11654	; A#2
+	.DW	AY_RATIO / 11824
+	.DW	AY_RATIO / 11996
+	.DW	AY_RATIO / 12170
+	.DW	AY_RATIO / 12347	; B2
+	.DW	AY_RATIO / 12527
+	.DW	AY_RATIO / 12709
+	.DW	AY_RATIO / 12894
+	.DW	AY_RATIO / 13081	; C3
+	.DW	AY_RATIO / 13272
+	.DW	AY_RATIO / 13465
+	.DW	AY_RATIO / 13660
+	.DW	AY_RATIO / 13859	; C#3
+	.DW	AY_RATIO / 14061
+	.DW	AY_RATIO / 14265
+	.DW	AY_RATIO / 14473
+	.DW	AY_RATIO / 14683	; D3
+	.DW	AY_RATIO / 14897
+	.DW	AY_RATIO / 15113
+	.DW	AY_RATIO / 15333
+	.DW	AY_RATIO / 15556	; D#3
+	.DW	AY_RATIO / 15783
+	.DW	AY_RATIO / 16012
+	.DW	AY_RATIO / 16245
+	.DW	AY_RATIO / 16481	; E3
+	.DW	AY_RATIO / 16721
+	.DW	AY_RATIO / 16964
+	.DW	AY_RATIO / 17211
+	.DW	AY_RATIO / 17461	; F3
+	.DW	AY_RATIO / 17715
+	.DW	AY_RATIO / 17973
+	.DW	AY_RATIO / 18234
+	.DW	AY_RATIO / 18500	; F#3
+	.DW	AY_RATIO / 18769
+	.DW	AY_RATIO / 19042
+	.DW	AY_RATIO / 19319
+	.DW	AY_RATIO / 19600	; G3
+	.DW	AY_RATIO / 19885
+	.DW	AY_RATIO / 20174
+	.DW	AY_RATIO / 20468
+	.DW	AY_RATIO / 20765	; G#3
+	.DW	AY_RATIO / 21067
+	.DW	AY_RATIO / 21374
+	.DW	AY_RATIO / 21685
+	.DW	AY_RATIO / 22000	; A3
+	.DW	AY_RATIO / 22320
+	.DW	AY_RATIO / 22645
+	.DW	AY_RATIO / 22974
+	.DW	AY_RATIO / 23308	; A#3
+	.DW	AY_RATIO / 23647
+	.DW	AY_RATIO / 23991
+	.DW	AY_RATIO / 24340
+	.DW	AY_RATIO / 24694	; B3
+	.DW	AY_RATIO / 25053
+	.DW	AY_RATIO / 25418
+	.DW	AY_RATIO / 25787
+	.DW	AY_RATIO / 26163	; C4
+	.DW	AY_RATIO / 26543
+	.DW	AY_RATIO / 26929
+	.DW	AY_RATIO / 27321
+	.DW	AY_RATIO / 27718	; C#4
+	.DW	AY_RATIO / 28121
+	.DW	AY_RATIO / 28530
+	.DW	AY_RATIO / 28945
+	.DW	AY_RATIO / 29366	; D4
+	.DW	AY_RATIO / 29794
+	.DW	AY_RATIO / 30227
+	.DW	AY_RATIO / 30667
+	.DW	AY_RATIO / 31113	; D#4
+	.DW	AY_RATIO / 31565
+	.DW	AY_RATIO / 32024
+	.DW	AY_RATIO / 32490
+	.DW	AY_RATIO / 32963	; E4
+	.DW	AY_RATIO / 33442
+	.DW	AY_RATIO / 33929
+	.DW	AY_RATIO / 34422
+	.DW	AY_RATIO / 34923	; F4
+	.DW	AY_RATIO / 35431
+	.DW	AY_RATIO / 35946
+	.DW	AY_RATIO / 36469
+	.DW	AY_RATIO / 36999	; F#4
+	.DW	AY_RATIO / 37538
+	.DW	AY_RATIO / 38084
+	.DW	AY_RATIO / 38638
+	.DW	AY_RATIO / 39200	; G4
+	.DW	AY_RATIO / 39770
+	.DW	AY_RATIO / 40348
+	.DW	AY_RATIO / 40935
+	.DW	AY_RATIO / 41530	; G#4
+	.DW	AY_RATIO / 42135
+	.DW	AY_RATIO / 42747
+	.DW	AY_RATIO / 43369
+	.DW	AY_RATIO / 44000	; A4
+	.DW	AY_RATIO / 44640
+	.DW	AY_RATIO / 45289
+	.DW	AY_RATIO / 45948
+	.DW	AY_RATIO / 46616	; A#4
+	.DW	AY_RATIO / 47294
+	.DW	AY_RATIO / 47982
+	.DW	AY_RATIO / 48680
+	.DW	AY_RATIO / 49388	; B4
+	.DW	AY_RATIO / 50107
+	.DW	AY_RATIO / 50836
+	.DW	AY_RATIO / 51575
+	.DW	AY_RATIO / 52325	; C5
+	.DW	AY_RATIO / 53086
+	.DW	AY_RATIO / 53858
+	.DW	AY_RATIO / 54642
+	.DW	AY_RATIO / 55437	; C#5
+	.DW	AY_RATIO / 56243
+	.DW	AY_RATIO / 57061
+	.DW	AY_RATIO / 57891
+	.DW	AY_RATIO / 58733	; D5
+	.DW	AY_RATIO / 59587
+	.DW	AY_RATIO / 60454
+	.DW	AY_RATIO / 61333
+	.DW	AY_RATIO / 62225	; D#5
+	.DW	AY_RATIO / 63130
+	.DW	AY_RATIO / 64049
+	.DW	AY_RATIO / 64980
+	.DW	AY_RATIO / 65926	; E5
+	.DW	AY_RATIO / 66884
+	.DW	AY_RATIO / 67857
+	.DW	AY_RATIO / 68844
+	.DW	AY_RATIO / 69846	; F5
+	.DW	AY_RATIO / 70862
+	.DW	AY_RATIO / 71892
+	.DW	AY_RATIO / 72938
+	.DW	AY_RATIO / 73999	; F#5
+	.DW	AY_RATIO / 75075
+	.DW	AY_RATIO / 76167
+	.DW	AY_RATIO / 77275
+	.DW	AY_RATIO / 78399	; G5
+	.DW	AY_RATIO / 79539
+	.DW	AY_RATIO / 80696
+	.DW	AY_RATIO / 81870
+	.DW	AY_RATIO / 83061	; G#5
+	.DW	AY_RATIO / 84269
+	.DW	AY_RATIO / 85495
+	.DW	AY_RATIO / 86738
+	.DW	AY_RATIO / 88000	; # A5
+	.DW	AY_RATIO / 89280
+	.DW	AY_RATIO / 90579
+	.DW	AY_RATIO / 91896
+	.DW	AY_RATIO / 93233	; A#5
+	.DW	AY_RATIO / 94589
+	.DW	AY_RATIO / 95965
+	.DW	AY_RATIO / 97361
+	.DW	AY_RATIO / 98777	; B5
+	.DW	AY_RATIO / 100213
+	.DW	AY_RATIO / 101671
+	.DW	AY_RATIO / 103150
+	.DW	AY_RATIO / 104650	; C6
+	.DW	AY_RATIO / 106172
+	.DW	AY_RATIO / 107717
+	.DW	AY_RATIO / 109283
+	.DW	AY_RATIO / 110873	; C#6
+	.DW	AY_RATIO / 112486
+	.DW	AY_RATIO / 114122
+	.DW	AY_RATIO / 115782
+	.DW	AY_RATIO / 117466	; D6
+	.DW	AY_RATIO / 119174
+	.DW	AY_RATIO / 120908
+	.DW	AY_RATIO / 122667
+	.DW	AY_RATIO / 124451	; D#6
+	.DW	AY_RATIO / 126261
+	.DW	AY_RATIO / 128097
+	.DW	AY_RATIO / 129961
+	.DW	AY_RATIO / 131851	; E6
+	.DW	AY_RATIO / 133769
+	.DW	AY_RATIO / 135715
+	.DW	AY_RATIO / 137689
+	.DW	AY_RATIO / 139691	; F6
+	.DW	AY_RATIO / 141723
+	.DW	AY_RATIO / 143785
+	.DW	AY_RATIO / 145876
+	.DW	AY_RATIO / 147998	; F#6
+	.DW	AY_RATIO / 150150
+	.DW	AY_RATIO / 152334
+	.DW	AY_RATIO / 154550
+	.DW	AY_RATIO / 156798	; G6
+	.DW	AY_RATIO / 159079
+	.DW	AY_RATIO / 161393
+	.DW	AY_RATIO / 163740
+	.DW	AY_RATIO / 166122	; G#6
+	.DW	AY_RATIO / 168538
+	.DW	AY_RATIO / 170990
+	.DW	AY_RATIO / 173477
+	.DW	AY_RATIO / 176000	; A6
+	.DW	AY_RATIO / 178560
+	.DW	AY_RATIO / 181157
+	.DW	AY_RATIO / 183792
+	.DW	AY_RATIO / 186466	; A#6
+	.DW	AY_RATIO / 189178
+	.DW	AY_RATIO / 191929
+	.DW	AY_RATIO / 194721
+	.DW	AY_RATIO / 197553	; B6
+	.DW	AY_RATIO / 200427
+	.DW	AY_RATIO / 203342
+	.DW	AY_RATIO / 206300
+	.DW	AY_RATIO / 209300	; C7
+	.DW	AY_RATIO / 212345
+	.DW	AY_RATIO / 215433
+	.DW	AY_RATIO / 218567
+	.DW	AY_RATIO / 221746	; C#7
+	.DW	AY_RATIO / 224971
+	.DW	AY_RATIO / 228244
+	.DW	AY_RATIO / 231564
+	.DW	AY_RATIO / 234932	; D7
+	.DW	AY_RATIO / 238349
+	.DW	AY_RATIO / 241816
 
 SIZ_AY3NOTETBL	.EQU	$ - AY3NOTETBL
 		.ECHO	"AY-3-8910 approx "
-		.ECHO	SIZ_AY3NOTETBL / 2 / 12
+		.ECHO	SIZ_AY3NOTETBL / 2 / 4 / 12
 		.ECHO	" Octaves.  Last note index supported: "
 
 		.ECHO SIZ_AY3NOTETBL / 2
diff --git a/Source/HBIOS/sn76489.asm b/Source/HBIOS/sn76489.asm
index 524b253d..a59a5b1d 100644
--- a/Source/HBIOS/sn76489.asm
+++ b/Source/HBIOS/sn76489.asm
@@ -363,7 +363,7 @@ SNT_REGWR		.DB	"\r\nOUT SN76489, $"
 
 ; THE FREQUENCY BY QUARTER TONE STARTING AT A1#
 SN7NOTETBL:
-	.DW	A1S
+	.DW	A1S	 ; 5827
 	.DW	SN7RATIO / 5912
 	.DW	SN7RATIO / 5998
 	.DW	SN7RATIO / 6085
@@ -611,7 +611,7 @@ SN7NOTETBL:
 	.DW	SN7RATIO / 200426
 	.DW	SN7RATIO / 203342
 	.DW	SN7RATIO / 206299
-	.DW	C7
+	.DW	C7	 ; 209300
 
 SIZ_SN7NOTETBL	.EQU	$ - SN7NOTETBL
 		.ECHO	"SN76489 approx "