卡西欧FX870P计算器模拟器发布

背景

Casio FX-870P 是一款1986年发布的袖珍计算机（pocket computer），在欧洲也以VX-4型号销售。它搭载了Hitachi HD61700 CPU（主频921 kHz），配备96×64像素LCD屏幕、83键键盘、串行端口，并可选配MD-120软盘驱动器。尽管硬件规格有限，这类设备在80年代被广泛用于编程学习和工程计算。如今，随着Web技术的发展，爱好者们通过浏览器仿真器让这些经典设备得以重生。

本文介绍的是一款由Mark Wickens开发的Casio FX-870P浏览器端仿真器，使用TypeScript和Vue 3编写，完全移植了原Delphi参考实现。源代码托管在GitHub上，用户可直接在线体验。

核心内容

该仿真器是一个功能完整的FX-870P/VX-4仿真器，可运行在浏览器中。它不仅复现了计算器的外观和操作，还提供了大量高级特性，包括：

• 响应式计算器界面：使用多分辨率面板图像，可在任意屏幕尺寸下缩放适配。
• 完整键盘映射：支持PC键盘直接输入，自动处理大写锁定和Shift符号。
• 程序库：内置精选的BASIC示例程序集合，可通过工具栏直接加载。
• RS-232C串行通信：通过模拟的COM0端口实现BASIC程序的LOAD/SAVE，支持XON/XOFF流控。
• 软盘仿真：通过Origin Private File System (OPFS) 实现MD-120磁盘仿真。
• 字符集表：交互式16×16十六进制网格，显示ROM字体中所有256个字符的位图。
• DEFCHR$像素编辑器：点击任意字符可打开5×8像素拖拽绘画编辑器，生成BASIC DEFCHR$命令并一键复制。
• Turbo模式：CPU加速至约50倍速，适合运行计算密集型的BASIC程序。
• 全屏模式：隐藏工具栏和面板，在移动设备上可全屏使用计算器。
• 固件切换：可在FX-870P（日文）和VX-4（英文）ROM模式间切换。
• CPU调试器：实时显示寄存器、标志位和反汇编视图。
• BASIC列表面板：实时对存储在RAM中的BASIC程序（P0–P9）进行反令牌化显示，支持标签导航、语法高亮和实时/冻结切换。
• BASIC编辑器：支持就地编辑BASIC程序，具有语法高亮、直接RAM写入、行添加/删除/编辑、整个程序的导入/导出（支持富文本剪贴板）。
• 通信面板：显示UART寄存器状态、串行字节流和诊断信息。

技术栈和运行环境：

• 后端/构建：Node.js 22 LTS
• 前端：Vue 3 + TypeScript + Vite 7
• 编辑器：CodeMirror 6，带自定义语法高亮
• ROM文件需放置于 public/roms/ 目录（不包含在仓库中）

项目结构（部分关键路径）：

• src/emulator/：包含CPU核心、指令执行、LCD控制器、键盘矩阵、I/O端口、BASIC令牌处理、反串联、RAM编辑、字符映射等模块。
• src/components/：Vue组件，包括主视图、LCD画布、键盘覆盖、串行面板、调试面板、BASIC列表/编辑器、字符集弹出、程序库弹出、关于对话框等。
• public/：包含用户文档（ABOUT.md）、示例BASIC程序、图像资源、ROM目录（需手动添加）。
• tests/：基于vitest的无头测试套件，可用于自动回归测试。
• tools/：包含可独立使用的HD61700机器码编译器和无头调试器。

运行方式：

• 使用 ./start.sh 启动开发服务器（端口3007，路径 /fx870p-emulator/）
• 或直接 npm run dev
• 生产构建：npm run build，预览：npm run preview

额外工具：

• BASIC编译器（tools/compiler/）：将Casio JIS标准BASIC编译为HD61700机器码，生成汇编列表、原始二进制、符号表和自加载BASIC程序。生成的代码调用现有ROM中的PRINT、INPUT、浮点数学和字符串操作。
• 无头调试器（tools/emu-debugger/）：提供断点、内存监视点、指令跟踪、快照恢复、单步执行等功能，用于调试编译后的二进制文件和自动回归测试。

测试与调试：

• 测试需要ROM文件（与开发服务器相同位置）。
• 开发服务器暴露 /fx870p-emulator/log 端点，可在浏览器控制台通过 window.ioDebug(true) 启用日志。

关键要点

• 完整复现：仿真器从Delphi参考实现完整移植到Web平台，保留了原始硬件功能，包括CPU、LCD、键盘、串口、软盘、固件切换等。
• 丰富的开发特性：提供CPU调试器、BASIC程序列表/编辑器、RAM编辑器、字符集编辑器、UART通信面板等，适合开发者和复古计算爱好者深入探索。
• 跨平台可访问：基于Vue 3和TypeScript，响应式设计，可在桌面和移动设备上直接运行，无需安装任何插件。
• 性能优化：支持Turbo模式（约50倍速），适合运行计算量大的BASIC程序；同时提供单步执行和指令跟踪功能。
• 开源工具链：除了仿真器本身，项目还附带BASIC编译器和无头调试器，可用于编写和调试HD61700原生机器码，扩展了复古平台开发的可能性。
• 实用的文件管理：通过Origin Private File System实现软盘仿真，支持程序库加载和串口LOAD/SAVE，接近真实硬件的使用体验。
• 测试完善：使用vitest编写无头测试用例，可进行回归测试和SIN(90)等精确计算验证，保证仿真准确性。

意义与影响

该仿真器不仅是Casio FX-870P爱好者的实用工具，更是复古计算领域社区贡献的典范。它通过Web技术让一台36年前的袖珍计算机在现代设备上复活，降低了接触和使用经典硬件的门槛。

从技术角度，项目展示了如何将复杂的硬件仿真（包括CPU、LCD、键盘矩阵、串口通信等）高效地转化为浏览器可运行的TypeScript代码。同时，它提供了一套完整的开发工具链（编译器、调试器），使得对HD61700平台感兴趣的开发者能够编写和调试原生代码，这对于教育和研究复古计算机体系结构非常有价值。

此外，项目的开源性质鼓励社区贡献和改进，例如增加更多ROM支持、完善调试功能、扩展程序库等。该仿真器也可作为学习计算机体系结构、模拟器开发、Web前端技术的优秀案例。

总之，Casio FX-870P仿真器是复古技术与现代Web开发的完美结合，既保留了原始硬件的精髓，又赋予了新时代的交互性和可扩展性，对科技史爱好者和开发者都具有重要意义。