(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第１３７回］
●クロック回路の実装作業
前回は説明の入り口のところで終わってしまいました。
前回はＣＭＯＳ・ＩＣは入力端子をＯＰＥＮにしてはならないというお話をしました。
試作２号基板はあまりにも大きな基板なので、部品を全部実装してしまってから、動作テストをする、などということにしますと、誤配線をみつけることがとても困難になることが予想されます。
そこで試作２号基板については、適当な機能ブロックごとに部品を実装して、その動作テストをしながら先に進む、という方針にしました。
すると、部分的に部品を実装した段階で、電源を入れて動作テストをすることになりますから、よほど慎重に検討してから電源を入れるようにしないと、未実装の回路があるために、結果的に入力端子になにもつながっていないＩＣがある状態で電源を入れてしまうことになりかねません。
最悪の場合、ＩＣが破損する危険が出てきます。
そこで、まず回路図をよく見て、どこまでの範囲を実装すれば、入力端子がオープンになるのを避けることができるかを検討します。
●水晶発振回路
まずは、クロック回路のおおもと、水晶発振回路です。
４ＭＨｚの水晶を７４ＨＣＵ０４で発振させて、それを７４ＨＣ７４で１／２の周波数にします。こうして得られた２ＭＨｚのクロックがＣＰＵクロックになります。
今回はこの水晶発振回路と、その後ろに続く、マシンクロック（Ｔ１、Ｔ２…）の発生回路を実装します。
２ＭＨｚのクロック発生回路は、上の回路図の部分だけでよいのですが、ここで使われている３個のＩＣは全て、一部しか使用していません。
７４ＨＣＵ０４は２／６、７４ＨＣ７４は１／２、７４ＨＣ００は２／４しか使われていません。
残りの部分がどうなっているのかを調べる必要があります。
それと、７４ＨＣ００は、この回路図にあるゲートについても、入力端子が切れてしまっています。
この前の方まで実装しないと、入力がオープンになってしまいます。
本来ならば、たったこれだけの回路だけを実装するだけで、とりあえずは済んでしまうはずのところなのですが、入力端子をオープンにしないためには、こんなことになってしまいます（下図）。
順に説明をしていきます。
問題は７４ＨＣ００（４）のｐｉｎ１３、ｐｉｎ９の入力です。
図の各ＩＣの（）は基板上で使われているＩＣを区別するための通し番号です。
７４ＨＣ００（４）は４個目の７４ＨＣ００であることを示しています。
この番号は、回路の設計を進めていくのにしたがってつけたもので、基板上の位置や、回路の順序を示しているものではありません。
７４ＨＣ００（４）のｐｉｎ９は、同じ７４ＨＣ００（４）のｐｉｎ６につながっていますから、これはこのままでよいことがわかります。
しかし、すると７４ＨＣ００（４）のｐｉｎ４とｐｉｎ５の入力を押さえる必要が出てきます。
ｐｉｎ５は７４ＨＣＵ０４のｐｉｎ２につながっていますから、これはＯＫです。
ｐｉｎ４は別の７４ＨＣ００（７）のｐｉｎ６につながっていますから、新たに出てきた７４ＨＣ００（７）も実装することを検討しなくてはいけません。
なお回路図では７４００になっていますが、これは図の修正漏れです。
７４ＨＣ００（７）は図の右上と左下でも使われていますが、これで３／４です。
実は残り１／４は未使用になっていました。未使用ゲートの入力端子は全てＶｃｃかＧＮＤに接続してあります。
７４ＨＣ００（７）のｐｉｎ５は７４ＨＣ１２３のｐｉｎ４につながっています。
７４ＨＣ１２３は、クロック回路の次に実装する回路ブロックで使う予定ですから、ついでにここで実装してしまいます。
すると、その前段の７４ＨＣ０４（１９）も実装することになります。
７４ＨＣ０４（１９）は４／６の使用です。
これは確認してみると、残り２／６は未使用で入力ゲートはＧＮＤにつないであることがわかりました。
７４ＨＣ０４（１９）は完了です。
７４ＨＣＵ０４のｐｉｎ１は７４ＨＣ０８（３２）につながっています。７４ＨＣ０８（３２）はもう1箇所、図の下の方でも使われています。しかしそれで２／４ですから、７４ＨＣ０８（３２）の残りの２／４についても調べなくてはいけません。
７４ＨＣＵ０４も３／６ですから、残りの３／６について調べる必要があります。
７４ＨＣ７４（５）も残りの１／２について確認する必要があります。
●マシンクロック発生回路です
水晶発振回路と一緒にマシンクロック発生回路も実装するつもりですから、そちらの回路も同時に調べてみることにします。
この回路図のＩＣは今回全て実装します。
７４ＨＣＵ０４が１ゲート出てきました。
これで４／６ゲートです。残り２／６は未使用で入力端子はＧＮＤに接続しています。７４ＨＣＵ０４も完了です。
７４ＨＣ７４（５）もここで使われていますから、これも完了です。
７４ＨＣ００（４）の残り１／４もここで使われています。これもここで完了です。
あらたに７４ＨＣ０４（１８）の５／６が現れました。残り１／６を捜さなくてはいけません（いやあ、ためいき、です）。
●７４ＨＣ０８（３２）の残り２／４の捜索
こんなところで１ゲートみつかりました。
こんなことをながながと説明していると、時間がいくらあっても足りません。
実際に作業する上でもきりがありません。
適当なところで、けりをつけるために、どうしても入力端子オープンになってしまうところには、１００ＫΩ程度の抵抗でプルアップ、またはプルダウンするようにしました。
●クロック回路に部品を実装したところです
この写真もスキャナを利用しました。
今回は画像を９０度回転させて、いつもの見慣れた向きにしてあります。
基板の右下隅になります。
きれいですねぇ。感激です。こんないい方法を教えてくださった、Ｉ先生、本当に有難うございました。あらためて、感謝申し上げます。
ＩＣや部品が点在している、といった感じです。
こんな離れたところに、集合抵抗です。
こちらは、基板の左上隅です。
●無事にクロック回路が動きました
上は４ＭＨｚ、下は７４ＨＣ７４で分周したあとの２ＭＨｚです。
２００９．１．７ｕｐｌｏａｄ
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