以前 書籍「CPUの創りかた」の4bit CPU TD4で使える予定のROM変わりのメモリーボード(長い)を作りました。今回は本体のクロックボード、CPUボードを作っていきたいとおもいます。
TD4とは?
とりあえず、4bit CPU TD4って?というところですが、以下の書籍「CPUの創りかた」に載ってるロジックゲートだけでできた4bit のCPUです。8ビットx16ステップのストレージを持つ本格派です。(ToriaezuDousasuru4bit CPUだそうです)
まずはクロック・リセット基板
さて、動作するものから作り始めるのがモチベーションの維持という意味では良いと思いまして、書籍に出ているパワーオンリセット回路、1Hz/10Hz切り替えつき発振回路、手動クロック回路基板を作ることにしました。基板の部品配置はこの記事の最初の画像のような感じです。
他の基板(CPU、ROMボード)とは20pinフラットケーブルでつなぐことにしました。(あとでハマるわけですが…) 作成はいつもの秋月電子 Bタイプ(10cm x 7.5cm)基板です。
出力波形を見てみる
ひとまず完成した1Hz/10Hzクロックが発信するか波形をAnalog Discovery2のオシロスコープ機能でみてみました。
波形としては、こんな感じでわりと綺麗?な矩形波がでてます。デューティー比も割といい感じ。1Hzよりは若干速いですけどいいかんじ。
手動クロックの波形も見てみまして、押すたびにHレベルにちゃんと上がります。OKOK。後日OKでは無かったのですが、この時点ではOKだと思ったのでした ^^)
CPUボードを作ってみる
さて、4bit CPUのご本尊のCPUボードを作ります。今回もいつもの秋月電子 Bタイプ(7.5cm x 10cm)基板ですが、なんとなく両面スルーホールタイプが余っていたのでそちらを採用。
今回はいつもと違って基板背面での配線を実施してみました。ちょっと汚いです。(いつもか…)配線はラッピングワイヤを使用。ポリウレタン銅線よりはサクサクと配線ができ…た気がします。ちょっとハンダゴテをあてすぎるとどんどん被覆が溶けますが…
基板表面のLEDx4は出力ポート、スライドスイッチx4は入力ポートです。電源端子は動作確認用と思っていたので電源SWは省略しました。(手抜き!)
搭載したICはクロック/パワーオンリセット以外のロジックIC全部です。書籍でいうと「CPUの全回路図」ってやつに載ってたもの全部です。意外と載るものでまだ余裕があります。クロックも載せてしまえばよかったなぁ….
さて動作確認?
さて、つぎは7489TTLメモリーでつくったROMボードをとりつけて動作確認!と思ったのですが、ここは安定して動くROMボードを作って動作確認を先にしてみようと思いまして、Z80マイコンなどで使っている32kバイト(笑)のフラッシュROMを搭載したROMボードを作ってみることにしました。(先頭16バイトしか使わないのですけど…)
その話は次回….
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