●ＶＨＤＬサンプルプログラム１ ８２Ｃ５５
今回からはいよいよＣＰＬＤトレーニングボードを使ったＶＨＤＬサンプルプログラムと、ＱｕａｒｔｕｓⅡ１３．０の使い方についてなどを書いていきます。
まずは８２Ｃ５５（８２５５）のＶＨＤＬプログラムです。
８２Ｃ５５のＶＨＤＬプログラムでは実際の８２Ｃ５５と動作が異なっているところがあります。
８２Ｃ５５（以下８２５５でも同じ）はよくできたＬＳＩなのですが、使う上で１つだけ不満に思っていることがあります。
８２Ｃ５５には８ビットのＩ／ＯポートＡ、Ｂ、Ｃがあっていずれも初期設定によって入力か出力に設定することができます。
ＡポートとＢポートは８ビット全部を入力にするか出力にするかを設定しますが、Ｃポートについては上位４ビットと下位４ビットを分けて別々に入力または出力に設定することができます。
またＣポートについては出力に設定したビットについて、他のビットの出力の状態を変化させずに特定の１ビットのみに０または１を出力することができます。
そこまでは４０年も前のＬＳＩとしてはとても良くできたＬＳＩだと思います。
不満といいますのは。
８２Ｃ５５のポートを出力に設定すると、その出力は全ビットとも’０’になってしまうという点です。
これは８２Ｃ５５を利用した回路を考える場合にしばしば障害となります。
たとえばあるポートを出力に設定してなんらかの出力を維持している状態で、他のポートの向きだけを再設定したいと思っても、向きを変更しないポートの出力まで０クリアされてしまいます。
たとえばＡ、Ｂ、Ｃを全部出力に設定して、Ａに１２、Ｂに３４、Ｃに５６を出力している状態で、Ｂだけを入力に再設定したとします。
Ｂは入力に設定されますから、その出力が失われても仕方がないかなとも思いますか、関係のないＡもＣも００になってしまいます（向きの設定は３ポート同時にするしかなく、もともと出力だったポートを出力に設定してもそれは出力に再設定したことになってしまいます）。
このことはずっと不満に思っていましたので、今回作成したＶＨＤＬプログラムではそこのところは独自機能にしました。
上の例でＡ、Ｃの出力に変化がないのは勿論のこと、Ｂも再び出力に再設定した場合それ以前の出力の状態（３４）がそのまま出力されます。
●８２Ｃ５５の使い方
８２Ｃ５５の使い方についてはＮＤ８０Ｚ３．５やＮＤ８０８０の附属説明書で説明をしています。
８２Ｃ５５のＶＨＤＬプログラムについての説明を理解していただくためには、その前に８２Ｃ５５の使い方が理解できていることが前提になります。
ですので上記の説明書には書いてあることですけれど、ＶＨＤＬプログラムの説明に入る前に、簡単に８２Ｃ５５についてまとめておくことにします。
まとめるといっても、手っ取り早く上記説明書からコピーしてちょいとアレンジしただけです。
手抜きです。
［１］８２Ｃ５５のアドレス
８２Ｃ５５には向きを入力、出力どちらにでも指定できる８ビットのＩ／Ｏポートが３組あります。
これらはＡポート、Ｂポート、Ｃポートとよんでおり、それぞれ異なったアドレスによって選択されます。
８２Ｃ５５ＶＨＤＬプログラムではＦ０Ｈ～Ｆ３Ｈのアドレスにしてあります。
Ｆ０ Ａポート
Ｆ１ Ｂポート
Ｆ２ Ｃポート
Ｆ３ コントロールワード
コントロールワードは、各ポートの向き（入力か出力か）を設定したり、Ｃポートからビット出力をするときに使います。
［２］８２Ｃ５５の各ポートの入出力指定の仕方
８２Ｃ５５のポートはコントロールワードの設定によって入力か出力のいずれかに設定することができます。
電源投入後にはまず各ポートの向き（入力か出力か）を設定しなければなりません。
向きの設定はコントロールワードアドレスに必要なデータを送ることによって行われます（下図参照）。
入出力の指定はコントロールワードを、ＯＵＴ命令でコントロールワードアドレス（Ｆ３）に送ることで行われます。
たとえばＡポートとＣポートを出力に、Ｂポートを入力に設定するには、Ｉ／ＯアドレスＦ３にコントロールワード８２を出力します。
３Ｅ８２ ＭＶＩ Ａ，８２
Ｄ３Ｆ３ ＯＵＴ Ｆ３
同じことをＮＤ８０Ｚ３．５やＮＤ８０８０ではＮＤ８０Ｚモニタの機能を使って簡単に行なうことができます。
［Ｆ］［３］［ＡＤＲＳＳＥＴ］
［８］［２］［＊Ｉ／Ｏ］［ＯＵＴ］
［３］各ポートに対するデータ入出力の方法
コントロールワードによって入力、出力の指定が行われたあとは、どのような時点でもその指定にしたがってデータの入出力ができます（入力ポートならＩＮ命令、出力ポートならＯＵＴ命令を使います)。
（１）データの出力
ＡレジスタのデータがＯＵＴ命令によって、指定したポートから出力されます。
命令は下のようにコーディングします。
Ｄ３Ｆ０ ＯＵＴ Ｆ０ ………Ａレジスタの内容をＡポートから出力する
出力に設定されたポートから外部に出力されるデータはラッチされています。
したがって新たに別のデータをそのポートから出力するまではもとのデータの出力が維持されます。
［注記］向きが入力に設定されているポートにＯＵＴ命令を実行しても無視されます。
（２）データの入力
ＩＮ命令によって、指定したポートからのデータがAレジスタに入ります。
命令は下のようにコーディングします。
ＤＢＦ１ ＩＮ Ｆ１ ………Ｂポートに入力されたデータがＡレジスタに入る。
［注記］向きが出力に設定されているポートに対してＩＮ命令を実行すると、出力されている値が読み込まれます。
［４］ビット出力（Ｃポートのみ）
Ｃポートも前記［３］の使い方でデータ入出力ができますが、Ｃポートに限ってビット出力をすることもできです。
ＡポートやＢポートの出力（およびＣポートの通常出力）は８ビット全部が同時に出力されます。
これに対してＣポートでは下図のコントロールワードを、コントロールワードアドレス（Ｃポートアドレスではありません）に出力することで、任意の１ビットだけ出力を変化させることができます。
例えばＰＣ５ から０を出力したければ、００００１０１０つまり０ＡをＦ３（Ｆ２ではありません）に出力します。
３Ｅ０Ａ ＭＶＩ Ａ，０Ａ
Ｄ３Ｆ３ ＯＵＴ Ｆ３
ＮＤ８０Ｚモニタなら下記操作をします。
［Ｆ］［３］［ＡＤＲＳＳＥＴ］
［０］［Ａ］［＊Ｉ／Ｏ］［ＯＵＴ］
〔注意〕この動作は出力に設定されているビットのみに当てはまります。
Ｃポートは上位４ビットと下位４ビットで入出力を別個に設定できますが、例えば上位が出力で下位が入力に設定されている場合は、上の動作は上位４ビットに対しては有効ですが、下位４ビットに対しては無視されます。
説明が長くなってしまいました。
今回はここまでにいたします。
ＣＰＬＤ入門！［第６８回］
２０１９．６．１５ｕｐｌｏａｄ
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