全球首款STC8H8K64移植芯片音乐仿真核心工程

denj***

折腾了一阵 STC8H8K + PWM-DAC 复古音源方案，目前进度来交个底😆

定时器分配：

• 定时器2：VGM主时序，固定 17640Hz 采样定时，负责音源解码与波形合成

• 另一定时器：60Hz 串口后台定时，用于调试/日志输出

目前兼容情况：
✅ AY-8910、SN76489 播放丝滑流畅，音色正常
⚠️ SCC 音源勉强能跑，已经摸到算力上限
❌ NES、GB、SAA1099 暂时没法正常播放，中断服务函数开销太大，8位MCU算力顶不住了

https://github.com/denjhang/STC_Chiptune

硬件非常简单，p2.0一根线出来，过耦合电容之后接有源音箱，音质还行，考虑性能原因，采样率固定为17640hz，pwm载波调制DAC输出原理

【全球首款STC8H 可编程声音发生器 AY8910 PSG仿真器-哔哩哔哩】 https://b23.tv/8wP2PQp

【全球首款STC8H 数控复杂声音发生器移植 DCSG SN76489兼容-哔哩哔哩】 https://b23.tv/FMonvpC

【全球首款STC8H 简易片上波表合成器 SCC-哔哩哔哩】 https://b23.tv/4U7ug0h

denj***

源码也上传了，语音方案就是移植libvgm的声音核心，这些PSG/DCSG是一些古董游戏机的声音芯片，也是最基础芯片音乐硬件。
本方案使用UART从上位机接受VGM寄存器流，通过内置的精简版仿真核心计算声音并使用PWM载波调制DAC输出到P2.0脚位，
和其他mp3/wav播放器项目相比有本质区别，那些播放器项目是对音频进行解码播放，我这里是进行真正的声音合成，具备实时合成的能力，
稍加改进即可配合电脑等上位机进行实时音乐合成，MIDI合成，电子琴等功能，也可扩展为本地SD卡播放VGM。

目前8h的性能已经榨干，超频到48M已经是内置IRC的极限，播放ay尚且流畅，sn略有卡顿，scc非常勉强，saa，gb，nes等几乎无法发出正常声音。
迁移到32g12k128之后，时钟频率有所下降为35M，但是由于C251内核对运算的加速，scc有大幅度改善，但是FM合成如YM2413还是做不了，FM合成需要大量高精度乘法（大多数单片机8位/32位低端MCU可能都难以完成），这里最多做精简内置查表替代。

如不懂可查豆包等ai解释下：
什么是 PSG / DCSG / GB / NES / SAA / SCC？（libvgm 复古声音芯片通俗解释）
这些全是老游戏机 / 老电脑里的声音芯片（音源），libvgm 就是专门模拟它们发声的核心库。下面逐个讲人话：

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1. PSG（Programmable Sound Generator）
可编程声音发生器，8 位机最基础的 “方块声芯片”。

• 代表型号：AY-3-8910、YM2149
• 用在：世嘉 SMS、Game Gear、MSX、早期街机、Amstrad CPC
• 声音特点：3 路方波 + 1 路噪音 + 一路硬件包络，就是那种 “嘟嘟、哔哔、沙沙” 的 8 位机味，音色硬、亮、电子感强。
• libvgm 地位：最基础、支持最多的一类芯片，几乎所有复古平台都有它。
• 真正的特征是硬件包络可独立当波表输出，也可和方波进行AM调制获得特殊BASS音效
  

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2. DCSG（Digital Channel Sound Generator）
德州仪器出的PSG竞品，SN76489

• 本质：PSG 的同时期竞争对手，删除了硬件包络功能
• 用在：部分 MSX 扩展卡、老家用电脑、掌机、Sega SMS/GG
  

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3. GB（Game Boy Sound System）
任天堂 Game Boy 的内置音源，俗称 “GB 音”。

• 芯片：GB DMG 声音单元
• 用在：Game Boy、GB Color、GB Pocket
• 声音特点：2 路方波 + 1 路波形 + 1 路噪音，经典的 “Game Boy 味”，单薄、清脆、带点 “滋滋” 感，童年宝可梦 / 口袋妖怪的音乐就是它。
• libvgm 地位：独立完整的 GB 核心，模拟度非常准。
  

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4. NES（Famicom APU）
任天堂红白机（FC/NES）的声音处理器，俗称 “FC 音”。

• 芯片：2A03 APU
• 用在：NES/FC、盗版红白机
• 声音特点：2 路方波 + 1 路三角波 + 1 路噪音 + 1 路 DPCM 采样，音色比 GB 更厚、更有力量，超级玛丽、魂斗罗、洛克人的音乐全是它。
• libvgm 地位：核心重点芯片，模拟精度极高。
  

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5. SAA（SAA1099）
飞利浦出的早期 PSG 变种，欧洲 8 位机常用。

• 芯片：SAA1099
• 用在：SAM Coupe欧洲电脑，创新CMS PC-ISA声卡
• 声音特点：6 路方波 + 噪音，比普通 PSG 通道多，音色更 “宽”，但还是典型 8 位电子味。
• libvgm 地位：小众但经典的欧洲音源。
  

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6. SCC（Sound Creative Chip）
Konami（科乐美）给 MSX 做的 “超级 PSG”，也叫 “Konami SCC”。

• 芯片：Konami SCC
• 用在：MSX 科乐美游戏卡带（合金装备、宇宙巡航机等）
• 声音特点：5 路自定义波形，不是固定方波，能做更柔和、更复杂的音色，8 位机里音质顶级，被称为 “8 位 FM”。
• libvgm 地位：高端复古音源代表，玩家很爱它的音色。
  

梁***

应该使用AI8051U或STC32G来做，算力提高好几倍。

另外你可以简介一下你的语音方案是什么，毕竟搞过的人比较少，一看不懂直接划走。

denj***

另外本次开发的亮点，全程使用vscode+claude code+glm5.1 AI全流程开发，里面全部源码都glm写的，我没有写一句，
编译器当然是直接调用keil c251完成编译，现在的ai实在是太强大了。不过当前烧录还是手动打开stcisp进行手动烧录，这也不麻烦。


以下是编译指令可参考：

cd "D:/working/vscode-projects/STC_Chiptune/STC32G12K128" && rm -f *.OBJ ; D:/Keil_v5/C251/BIN/C251.exe scc.c "LARGE" "OPTIMIZE(8,SPEED)" 2>&1 ; D:/Keil_v5/C251/BIN/C251.exe main.c "LARGE" "OPTIMIZE(8,SPEED)" 2>&1 ; D:/Keil_v5/C251/BIN/l251.exe ay8910.OBJ,scc.OBJ,sn76489.OBJ,gb.OBJ,nes.OBJ,saa1099.OBJ,ym2413.OBJ,main.OBJ TO build/MAIN 2>&1 ; D:/Keil_v5/C251/BIN/OH251.exe build/MAIN "HEXFILE(build/MAIN.hex)" 2>&1 ; echo "BUILD DONE"


C251 COMPILER V5.60.0.0 - SN: K2DZC-UCLHYC
COPYRIGHT ARM Germany GmbH 2018
*** WARNING C115 IN LINE 101 OF scc.c: '-' applied to unsigned type, result still unsigned

C251 COMPILATION COMPLETE.  1 WARNING(S),  0 ERROR(S)

C251 COMPILER V5.60.0.0 - SN: K2DZC-UCLHYC
COPYRIGHT ARM Germany GmbH 2018

C251 COMPILATION COMPLETE.  0 WARNING(S),  0 ERROR(S)

L251 LINKER/LOCATER V4.66.93.0 - SN: K2DZC-UCLHYC
COPYRIGHT ARM Germany GmbH 1995 - 2018
ay8910.OBJ,scc.OBJ,sn76489.OBJ,gb.OBJ,nes.OBJ,saa1099.OBJ,ym2413.OBJ,main.OBJ TO build/MAIN
*** ERROR L210: I/O ERROR ON INPUT FILE:
    EXCEPTION 0021H: PATH OR FILE NOT FOUND
    FILE: AY8910.OBJ

MCS 51/251 OBJECT TO HEX FILE CONVERTER V1.47.0.0
COPYRIGHT ARM Germany GmbH 2000 - 2018

*** ERROR: CANNOT OPEN FILE 'build/MAIN'
BUILD DONE


cd "D:/working/vscode-projects/STC_Chiptune/STC32G12K128" && rm -f *.OBJ ; D:/Keil_v5/C251/BIN/C251.exe ay8910.c "LARGE" "OPTIMIZE(8,SPEED)" 2>&1 ; D:/Keil_v5/C251/BIN/C251.exe scc.c "LARGE" "OPTIMIZE(8,SPEED)" 2>&1 ; D:/Keil_v5/C251/BIN/C251.exe sn76489.c "LARGE" "OPTIMIZE(8,SPEED)" 2>&1 ; D:/Keil_v5/C251/BIN/C251.exe gb.c "LARGE" "OPTIMIZE(8,SPEED)" 2>&1 ; D:/Keil_v5/C251/BIN/C251.exe nes.c "LARGE" "OPTIMIZE(8,SPEED)" 2>&1 ; D:/Keil_v5/C251/BIN/C251.exe saa1099.c "LARGE" "OPTIMIZE(8,SPEED)" 2>&1 ; D:/Keil_v5/C251/BIN/C251.exe ym2413.c "LARGE" "OPTIMIZE(8,SPEED)" 2>&1 ; D:/Keil_v5/C251/BIN/C251.exe main.c "LARGE" "OPTIMIZE(8,SPEED)" 2>&1 ; D:/Keil_v5/C251/BIN/l251.exe ay8910.OBJ,scc.OBJ,sn76489.OBJ,gb.OBJ,nes.OBJ,saa1099.OBJ,ym2413.OBJ,main.OBJ TO build/MAIN 2>&1 ; D:/Keil_v5/C251/BIN/OH251.exe build/MAIN "HEXFILE(build/MAIN.hex)" 2>&1 ; echo "BUILD DONE"

C251 COMPILER V5.60.0.0 - SN: K2DZC-UCLHYC
COPYRIGHT ARM Germany GmbH 2018

C251 COMPILATION COMPLETE.  0 WARNING(S),  0 ERROR(S)

C251 COMPILER V5.60.0.0 - SN: K2DZC-UCLHYC
COPYRIGHT ARM Germany GmbH 2018
*** WARNING C115 IN LINE 101 OF scc.c: '-' applied to unsigned type, result still unsigned

C251 COMPILATION COMPLETE.  1 WARNING(S),  0 ERROR(S)

C251 COMPILER V5.60.0.0 - SN: K2DZC-UCLHYC
COPYRIGHT ARM Germany GmbH 2018

C251 COMPILATION COMPLETE.  0 WARNING(S),  0 ERROR(S)

C251 COMPILER V5.60.0.0 - SN: K2DZC-UCLHYC
COPYRIGHT ARM Germany GmbH 2018

C251 COMPILATION COMPLETE.  0 WARNING(S),  0 ERROR(S)

C251 COMPILER V5.60.0.0 - SN: K2DZC-UCLHYC
COPYRIGHT ARM Germany GmbH 2018
*** WARNING C153 IN LINE 211 OF nes.c: '==': different spaced pointers (far,xdata)

C251 COMPILATION COMPLETE.  1 WARNING(S),  0 ERROR(S)

C251 COMPILER V5.60.0.0 - SN: K2DZC-UCLHYC
COPYRIGHT ARM Germany GmbH 2018

C251 COMPILATION COMPLETE.  0 WARNING(S),  0 ERROR(S)

C251 COMPILER V5.60.0.0 - SN: K2DZC-UCLHYC
COPYRIGHT ARM Germany GmbH 2018

C251 COMPILATION COMPLETE.  0 WARNING(S),  0 ERROR(S)

C251 COMPILER V5.60.0.0 - SN: K2DZC-UCLHYC
COPYRIGHT ARM Germany GmbH 2018

C251 COMPILATION COMPLETE.  0 WARNING(S),  0 ERROR(S)

L251 LINKER/LOCATER V4.66.93.0 - SN: K2DZC-UCLHYC
COPYRIGHT ARM Germany GmbH 1995 - 2018
ay8910.OBJ,scc.OBJ,sn76489.OBJ,gb.OBJ,nes.OBJ,saa1099.OBJ,ym2413.OBJ,main.OBJ TO build/MAIN
Program Size: data=9.1 edata+hdata=256 xdata=3174 const=2758 code=16219
L251 RUN COMPLETE.  0 WARNING(S),  0 ERROR(S)

MCS 51/251 OBJECT TO HEX FILE CONVERTER V1.47.0.0
COPYRIGHT ARM Germany GmbH 2000 - 2018

GENERATING INTEL H386 FILE: build/MAIN.hex
BUILD DONE