(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第１２９回］
●追加した回路部分です。さてこれは何でしょう？
楕円で囲んだ部分に注目、です。
特徴のある、この端子配列は？
そうです。９ｐｉｎのＤＳＵＢコネクタです。
９ｐｉｎのＤＳＵＢコネクタといえば、もう、おわかりですね。
ＲＳ２３２Ｃ回路でした。
単独のＣＰＵ回路だけではなくて、ＲＡＭがあって、ＲＯＭがあって、そして今また「ＴＫ８０」の回路まで追加してしまったとすると、やっぱりパソコンとつないで、プログラムのＳＡＶＥ／ＬＯＡＤとか、もっと言うと、できればアセンブラニーモニックで書いたプログラムをマシン語コードに翻訳して、それをこのＣＰＵボード上のＲＡＭにダウンロードするとか、いろいろできるといいなあ、とついつい欲がでてきてしまいました。
そこで、あとは野となれ、です。
えいやっ、とばかりに追加してしまいました（ハードはいいけど、うわぁ、ソフトが、大変だぁ…）。
●そこのところの、回路図です
●シリアル変換にはＰＩＣを使います
ＲＳ２３２Ｃのためのパラレルとシリアルの変換をＴＴＬ回路で行うこともできないことはありません。
しかしそれは、またなかなかに大変な回路になってしまいます。
まあ、それに、今回の企画は、「ＣＰＵをＴＴＬで」というのがそもそものテーマなので、「周辺回路もＴＴＬで」ということではありません。
ＰＩＣはちょいとした回路にはなかなかに重宝するＩＣで、上の回路図のように、周辺回路なしで動いてくれます（クリスタルも不要です！）。今回は、手ごろなＰＩＣ１６Ｆ８８をパラレル・シリアル変換に利用することにしました。
ＣＰＵとＰＩＣとの間は、８ビットパラレルで送受信データのやりとりをします。
回路図の下方にある７４ＨＣ３７３がＰＩＣへの８ビットデータ送出用データラッチです。
出力データはＰＩＣが読み取りを完了するまでラッチしている必要がありますから、７４ＨＣ３７３を使います。
同じく回路図下部の７４ＨＣ２４４がＰＩＣからのデータ読み取り用データバッファです。
こちらはＣＰＵがデータをＲＥＡＤするときだけ、ゲートがＯＮしていればよいので、ただの入力ゲートです。
ＰＩＣとのデータの受け渡しをするには、ＲＥＡＤ、ＷＲＩＴＥ、ＤＡＴＡＲＥＡＤＹなどの制御信号が必要になりますから、それらの送出と読み取りに、もう一組の７４ＨＣ３７３と７４ＨＣ２４４を使います（回路図上部）。
このＲＥＡＤ、ＷＲＩＴＥ、ＤＡＴＡＲＥＡＤＹはＰＩＣに固有のそういう信号端子がある、ということではありません（データのやり取りにそういう機能が必要なので、勝手に作ったラインです）。
このあたりのところは、ハードというよりも、ほとんどソフトウェアです。
いずれプログラムについても説明する機会があるかも知れませんが、今回はそれについては割愛します。
この回路図の７４ＨＣ２４４と７４ＨＣ３７３は、ＩＮ、ＯＵＴ命令で制御するＩ／Ｏ回路です。
Ｉ／ＯアドレスとＩＯＲＤ、ＩＯＷＲ信号でコントロールします。
Ｉ／Ｏアドレスは［第１２０回］で紹介した、「７ｓｅｇＬＥＤとＫＥＹ入力回路」の中の７４ＨＣ１３８からの出力（９４−９７、９８−９Ｂ）です。
ところで、下側の７４ＨＣ３７３のｐｉｎ１（Ｏｕｔｐｕｔ Ｅｎａｂｌｅ）に上側の７４ＨＣ３７３の出力がつながっています。
なぜ、こんなことをしているか、といいますと、こうしておかないと、ＰＩＣからデータを出力するときに、下側の７４ＨＣ３７３からの出力とぶつかってしまうからです…。
と、ここまで書いてきて、これは変更したほうがいいな、という点に気がついてしまいました。
で、さっそく回路変更です。
どうせ、正月草々からパターンカット＆ジャンパ配線必至ですから（前回［第１２８回］●やれやれ、またか…）、あと１本や２本増えたって、どうってことはありません。
変更したのは赤線で示した１本です。
７４ＨＣ３７３からのデータ出力はＰＩＣがＣＰＵからの出力データをＲＥＡＤするときだけアクティブにすればよいのですから、こうした方が理にかなっています。
変更前の考え方でも悪くはありません。ＣＰＵがデータを出力するときにアクティブにする、でも理屈は合っています。
しかし、変更すると、このラインの制御はＰＩＣ側のプログラムで行うことになります。
ＣＰＵの負担はできるだけ減らす、というのが基本ですから、この方がよいのです。
あともう少しだけ、もとの回路図の説明に戻ります。
ＲＳ２３２Ｃの信号レベル変換には、これも定番のＭＡＸ２３２Ｃを使います。
ＭＡＸ２３２Ｃについては、「つくるＣＰＵ」の本来のテーマからは、少し外れていますから、今回、ここでは説明を省略します。
どうせＰＩＣとのデータのやりとりに、パラレルＩ／Ｏの回路を用意するのですから、余った入出力ビットは、汎用の入出力Ｉ／Ｏとして使用できるようにしてあります。
ことのついでに、余った出力の１ビットを使って、スピーカー出力回路まで、作ってしまいました！
●余談ですが…
ＴＫ８０の時代には、プログラムの外部記憶装置といえば、カセットテープレコーダでした。ＴＫ８０のモニタプログラムにはそのためのＳＡＶＥ、ＬＯＡＤの機能も入っていましたが、インタフェース回路は付属していませんでした。
ＴＫ８０のマニアルには、Ｉ／Ｏポート８２５５の入出力端子を利用した、カセートテープレコーダ用の簡易型インタフェース回路の製作方法もついていました。
いただいたＴＫ８０のマニアル（［第１２５回］）を今あらためて読んでみますと、データフォーマットはＲＳ２３２Ｃと同じです。速度は、なんと１１０ボー（！）。
それでも当時としては、家庭用のカセットテープレコーダを使って、プログラムの保存ができるというのは、驚異的なことでした。
ただ、当初ＴＫ８０のモニタプログラムに入れられていた、データの録音方式には弱点がありました。
それは、シリアルデータを音としてテープレコーダに記録するために、数ＫＨｚのパルスを、１の信号のときだけ送出するというものでした。
下の図は、３１Ｈ（００１１０００１）というコードを、パラレルからシリアルデータに変換した波形と、さらにテープレコーダに録音するために、パルス信号（音声信号）に換えた波形を示したものです。
図のように先頭に１ビット長の０データ（スタートビット）を送り、それに続いてデータのビット０から順に送出し、最後に１（ストップビット）を送ります。
ストップビットはＴＫ８０では３ビットでしたが、最近のパソコンにおけるＲＳ２３２Ｃでは、たいていは１ビットだけです。
筆者はデジタルが専門でアナログ（＆オーディオ）は門外漢なので、よくはわからないのですが、テープに録音された音声はデジタル（直流）として再生されず、交流波形として再生される（ようです）。
その場合、無信号（値が０）のビットが連続すると（無音声の期間が続くと）、下図中のような「たわみ」が出てきます（交流ノイズか？）。
最終的に図下のような、間違った波形として再生されてしまうことになります。
これを防ぐには、かえってボーレートを高くしたほうがよいのですが、そうすると、テープの回転ムラの影響を受けてしまうことになり、なかなか難しいのです。
当時は１と０で周波数を変えたり、なるべく少ないパルス数で録音できるように工夫したりなど、さまざまな方式が考案され、発表されたように記憶しています。
その後に発売されたシャープのＭＺ８０（ＣＰＵはＺ８０）はディスプレイ一体型でカセットテープレコーダも内臓していたように記憶しています。
２００８．１２．２０ｕｐｌｏａｄ
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