The Star-Spangled Banner for the HP-41

Overview
 

-With the following program, your HP-41 will play the "Star-Spangled Banner". It uses 2 M-Code routines: "AA" & "BB" listed below.
-It seems impossible to play all the notes with synthetic tones only,
-And even with M-Code, some frequencies remain approximate...

-A second program that employs only one M-Code routine "AB" is also listed.
 

2 Micro-Code Routines:  "AA"  "BB"
 

081   "A"
001   "A"
3C4  ST=0
258   T=ST
130   LDI S&X
0FF  0FFh
358   ST=C XP
0F8   READ 3(X)
38D  ?NCXQ               this subroutine takes a number in CPU-register C,
008   02E3                    converts it into hexadecimal and places the result in the S&X field of C
070   N=C
0B8   READ 2(Y)
38D  ?NCXQ
008   02E3
10E   A=C
2D8  ST<>T                 the beginning of the loop
0B0  C=N
266  C=C-1 S&X
3FB  JNC -01
1A6  A=A-1 S&X
3DB  JNC -05
3E0   RTN

-The only differences between "AA" & "BB" are the NOP inside the loop and - therefore - the last  JNC instruction:

082   "B"
002   "B"
3C4  ST=0
258   T=ST
130   LDI S&X
0FF  0FFh
358  ST=C XP
0F8   READ 3(X)
38D  ?NCXQ
008   02E3
070   N=C
0B8   READ 2(Y)
38D  ?NCXQ
008   02E3
10E   A=C
2D8  ST<>T                 the beginning of the loop
0B0  C=N
000  NOP
266  C=C-1 S&X
3FB  JNC -01
1A6  A=A-1 S&X
3D3  JNC -06
3E0   RTN
 

-These routines take 2 integers smaller than 1000 in registers X and Y
-X determines the frequency of the tone and Y ( and - indirectly - X ) determines its duration.

-For example  401  ENTER^  9  XEQ "BB"  produces  a  B  during about 2 seconds.
-The smaller the x-value, the higher is the frequency, more precisely:
 
 

X	AA	BB
0	C	A
1	G	F
2	Eb	D / Db
3	C	Bb
4	A	Ab
5	G	Gb
6	F	E
7	Eb	D
8	~ Db	~ Db
9	C	B
10	~ Bb	Bb
11	A	~ A

 
Remarks:

-As you can see, the notes are not always quite right and I hope that your ears will be indulgent sometimes...
-If you place numbers greater than 1000 in magnitude in X- or Y-registers, you'll simply get "NON EXISTENT"
-And you'll get "ALPHA DATA" if  registers X or Y contain alpha string(s)
-In other words, there is no risk of "crash" !
 

Warning:

-If you place an even integer in register Y , your HP-41 may emit a strange "frrrrrrrr" after the tone  ( press your ear against your calculator to check )
-It's probably because FFh remains in CPU-register T.
-Simply execute a BEEP or any non-synthetic TONE to remove this vibration.
-So I've only used odd integers in the following program.
 

Program Listing
 

Data Registers: /
Flag:  F26
Subroutines: /

-Lines 58 & 64 produce the most doubtful note...
-Line 81 is a three-byte  GTO 01
 
 

01  LBL "SSB"   02  2   03  SIGN   04  LBL 01   05  99   06  3   07  BB                 08  99   09  5   10  AA   11  241   12  7   13  AA   14  251   15  5   16  AA   17  251   18  3   19  BB   20  601   21  2   22  AA   23  161   24  1   25  AA   26  161   27  1   28  BB   29  301   30  2   31  AA   32  251   33  5   34  AA   35  251   36  4   37  AA   38  501   39  3   40  BB

41  121    42  3   43  BB   44  121   45  3   46  BB                 47  501   48  1   49  AA   50  161   51  1   52  BB   53  301   54  2   55  AA   56  601   57  2   58  BB    59  121   60  3   61  AA   62  121   63  2   64  BB    65  301   66  2   67  AA   68  301   69  2   70  AA   71  251   72  3   73  BB   74  241   75  5   76  AA   77  241   78  7   79  AA   80  DSE L

81  GTO 01    82  91   83  5   84  AA   85  91   86  5   87  AA                 88  201   89  5   90  AA   91  201   92  4   93  BB   94  501   95  3   96  BB   97  99   98  4   99  BB 100  99 101  5 102  AA 103  201 104  6 105  AA 106  201 107  5 108  AA 109  501 110  4 111  BB 112  99 113  4 114  BB 115  301 116  5 117  AA 118  99 119  6 120  AA

121  201  122  7 123  AA 124  401 125  7 126  BB               127  81 128  9 129  AA 130  81 131  7 132  BB 133  201 134  7 135  AA 136  99 137  12 138  BB 139  99 140  11 141  AA 142  401 143  10 144  AA 145  81 146  10 147  AA 148  81 149  10 150  AA 151  201 152  7 153  AA 154  201 155  7 156  AA 157  91 158  7 159  AA 160  91

161  7 162  BB 163  201  164  9 165  AA               166  201 167  9 168  AA 169  81 170  7 171  AA 172  81 173  7 174  AA 175  201 176  6 177  AA 178  99 179  4 180  BB 181  99 182  5 183  AA 184  99 185  6 186  AA 187  99 188  7 189  AA 190  201 191  7 192  AA 193  401 194  7 195  BB 196  81 197  10 198  AA 199  81 200  10

201  AA 202  301  203  7 204  AA               205  99 206  6 207  AA 208  99 209  5 210  AA 211  99 212  4 213  BB 214  501 215  3 216  BB 217  99 218  7 219  AA 220  99 221  6 222  AA 223  381 224  5 225  AA 226  99 227  4 228  BB 229  381 230  6 231  AA 232  99 233  7 234  AA 235  501 236  7 237  AA 238  END

 
    ( 533 bytes / SIZE 000 )
 
 

STACK	INPUTS	OUTPUTS
X	/	7

 
   GTO .081   SST  ( in RUN mode )  to compile the  GTO 01

   XEQ "SSB" ( or RTN  R/S )  .......   execution time = 81s  on my HP-41CX   ( with flag F26 set )
 

Notes:
 

-It will run slightly faster on an HP-41C/CV
- ... and a lot faster if you have speeded up your calculator!

-Perhaps you will find this version is a little bit too slow, but if you prefer another tempo,
  change the numbers in lines 05  08  11  ....  77  and  82  85  88  .....  235  ( the successive Y-values )
 

Improvements:
 

-The tones produced by lines 56-57-58 & 62-63-64 are almost (?) false notes.
-They can be replaced by  301   2   CC   &   61   2   CC  respectively
  to give the right note ( a "D" )  where  CC  is the following M-code routine:
 

Warning:

-I recently realized that, unfortunately, CC does not give the correct note with V41.
 

083   "C"
003   "C"
3C4  ST=0
258   T=ST
130   LDI S&X
0FF   0FFh
358   ST=C XP
0B8   READ 2(Y)
38D  ?NCXQ
008   02E3
2D8  ST<>T                 the beginning of the loop
000  NOP
000  NOP
000  NOP
000  NOP
000  NOP
000  NOP                    10 NOPs
000  NOP
000  NOP
000  NOP
000  NOP
2D8  ST<>T
000  NOP
000  NOP
000  NOP
000  NOP                     7  NOPs
000  NOP
000  NOP
000  NOP
266  C=C-1 S&X
363  JNC -20d = -14h
3E0  RTN
 

-However, this note sounds a little "odd" because the FFh and 00h are left in the CPU-register T for a different number of cycles.
 

Another Micro-Code Routine:  "AB"
 

-Instead of using 2 ( or even 3 ) entries in the FAT, we can combine the M-Code routines AA  BB  CC  in a single one that I've called "AB"
 

082   "B"
001   "A"
3C4   ST=0
258   T=ST
130   LDI S&X
0FF   0FFh
358   ST=C XP
0B8  READ 2(Y)
2FE  ?C#0 MS
08B  JNC +11h=+17d
0F8  READ 3(X)
38D  ?NCXQ
008   02E3
070   N=C ALL
0B8  READ 2(Y)
38D  ?NCXQ
008   02E3
10E   A=C ALL
2D8  ST<>T
0B0  C=N ALL
000   NOP
266   C=C-1 S&X
3FB  JNC -01
1A6  A=A-1 S&X
3D3  JNC -06
3E0   RTN
0F8   READ 3(X)
2FE  ?C#0 MS
07F   JC +0Fh=+15d
38D  ?NCXQ
008   02E3
070   N=C ALL
0B8  READ 2(Y)
38D  ?NCXQ
008   02E3
10E   A=C ALL
2D8  ST<>T
0B0  C=N ALL
266   C=C-1 S&X
3FB  JNC -01
1A6  A=A-1 S&X
3DB  JNC -05
3E0   RTN
0B8   READ 2(Y)
38D  ?NCXQ
008   02E3
2D8  ST<>T
1D8  C<>M ALL
130   LDI S&X
002   002
266   C=C-1 S&X
3FB  JNC -01
1D8  C<>M ALL
2D8  ST<>T
000   NOP
000   NOP
000   NOP
000   NOP
000   NOP
000   NOP
000   NOP
266   C=C-1 S&X
383   JNC -10h=-16d
3E0   RTN
 

-Now,  if  x > 0,

     AB  with  y > 0  is equivalent to  AA
     AB  with  y < 0  is equivalent to  BB

-And if  x < 0,  we get  CC
-So, we can change the listing as follows:
 

Program Listing 2
 

Data Registers: /
Flag:  F26
Subroutines: /
 

-Line 91 is a three-byte  GTO 01
 
 

01  LBL "SSB"   02  2   03  SIGN   04  LBL 01   05  99   06  CHS   07  3   08  AB               09  99   10  5   11  AB   12  241   13  7   14  AB   15  251   16  5   17  AB   18  251   19  CHS   20  3   21  AB   22  601   23  2   24  AB   25  161   26  1   27  AB   28  161   29  CHS   30  1   31  AB   32  301   33  2   34  AB   35  251   36  5   37  AB   38  251   39  4   40  AB   41  501   42  CHS   43  3   44  AB

45  121   46  CHS    47  3   48  AB   49  121   50  CHS   51  3   52  AB               53  501   54  1   55  AB   56  161   57  CHS   58  1   59  AB   60  301   61  2   62  AB   63  301   64  1   65  CHS   66  AB    67  121   68  3   69  AB   70  61   71  1   72  CHS   73  AB    74  301   75  2   76  AB   77  301   78  2   79  AB   80  251   81  CHS   82  3   83  AB   84  241   85  5   86  AB   87  241   88  7

89  AB   90  DSE L   91  GTO 01    92  91   93  5   94  AB   95  91   96  5   97  AB               98  201   99  5 100  AB 101  201 102  CHS 103  4 104  AB 105  501 106  CHS 107  3 108  AB 109  99 110  CHS 111  4 112  AB 113  99 114  5 115  AB 116  201 117  6 118  AB 119  201 120  5 121  AB 122  501 123  CHS 124  4 125  AB 126  99 127  CHS 128  4 129  AB 130  301 131  5 132  AB

133  99 134  6 135  AB 136  201 137  7 138  AB 139  401 140  CHS  141  7 142  AB             143  81 144  9 145  AB 146  81 147  CHS 148  7 149  AB 150  201 151  7 152  AB 153  99 154  CHS 155  12 156  AB 157  99 158  11 159  AB 160  401 161  10 162  AB 163  81 164  10 165  AB 166  81 167  10 168  AB 169  201 170  7 171  AB 172  201 173  7 174  AB 175  91 176  7

177  AB 178  91 179  CHS  180  7 181  AB 182  201 183  9 184  AB 185  201 186  9 187  AB             188  81 189  7 190  AB 191  81 192  7 193  AB 194  201 195  6 196  AB 197  99 198  CHS 199  4 200  AB 201  99 202  5 203  AB 204  99 205  6 206  AB 207  99 208  7 209  AB 210  201 211  7 212  AB 213  401 214  CHS 215  7 216  AB 217  81 218  10 219  AB 220  81

221  10 222  AB 223  301 224  7 225  AB 226  99 227  6 228  AB 229  99 230  5 231  AB             232  99 233  CHS  234  4 235  AB 236  501 237  CHS 238  3 239  AB 240  99 241  7 242  AB 243  99 244  6 245  AB 246  381 247  5 248  AB 249  99 250  CHS 251  4 252  AB 253  381 254  6 255  AB 256  99 257  7 258  AB 259  501 260  7 261  AB 262  END

 
     ( 534 bytes / SIZE 000 )
 
 

STACK	INPUTS	OUTPUTS
X	/	7

 
   GTO .091   SST  ( in RUN mode )  to compile the  GTO 01

   XEQ "SSB" ( or RTN  R/S )  .......   execution time = 81s  with an HP-41CX   ( flag F26 set )
 

Notes:

-The execution time is almost unchanged, provided you key in, for example,  99  CHS  instead of  -99
-The NEG instruction would be slower...

-Unfortunately, like CC, lines 63 to 66 and 70 to 73 do not give the correct note with V41.