トランジスタでＣＰＵをつくろう！
トランジスタで８０８０をつくってしまおうというまさにびっくり仰天、狂気のプロジェクトです！
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見事にできましたら、もちろんＴＫ−８０モニタを乗せて、それからＢＡＳＩＣ、ＣＰ／Ｍを走らせましょう！
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［第１８５回］



●ＩＮＣ／ＤＥＣ　ＲＥＧＩＳＴＥＲ（８）試作基板の回路を変更してテスト（２）

前回は手直ししたＩＮＣ／ＤＥＣ　ＲＥＧＩＳＴＥＲ試作基板をＮＤ８０Ｚ３．５の８２Ｃ５５コネクタに接続して動作テストをするための準備をしました。
８２Ｃ５５は基本的にはマシン語のＯＵＴ命令とＩＮ命令を使って入出力制御をします。
ＮＤ８０Ｚ３．５の８２Ｃ５５はＩ／Ｏアドレス８０〜８３に割り当てられています。
マシン語で制御するためにはマシン語のプログラムを書かなければなりませんが、それは面倒な作業です。
特に今回のように基本的な動作を簡単にテストしたいというときなど、いちいちマシン語のプログラムを書いていたのでは手間がかかってしまいます。
そんなときにＮＤ８０Ｚ３．５のＮＤ８０Ｚモニタの機能を使うと簡単な操作で８２Ｃ５５の入出力制御ができます。
そのことについては前回の終わりに少し書きました。
８２Ｃ５５のＡポートを入力に、ＢポートとＣポートを出力に設定するためのコントロールワードは９０です。
それをＩ／Ｏアドレス８３にＯＵＴするには、下のようにキー入力します。
［８］［３］［ＡＤＲＳＳＥＴ］［９］［０］［Ｉ／Ｏ］［ＯＵＴ］
続いてＢポートとＣポートに初期値としてＦＦを出力するには
［ＲＥＡＤ　ＤＥＣ］［Ｆ］［Ｆ］［Ｉ／Ｏ］［ＯＵＴ］　−−アドレスを８２にしてＦＦをＯＵＴする
［ＲＥＡＤ　ＤＥＣ］［Ｆ］［Ｆ］［Ｉ／Ｏ］［ＯＵＴ］　−−アドレスを８１にしてＦＦをＯＵＴする
と操作します。
マシン語プログラムを書くことに比べればはるかに簡単です。
しかしＮＤ８０Ｚ３．５の便利さはこんなものではありません。
上の操作はＮＤ８０Ｚ３．５単独で行なえますから手軽ですが、Ｉ／Ｏ操作を連続して行なう場合にはＮＤ８０Ｚ３．５をＷｉｎｄｏｗｓパソコンにＵＳＢ接続して、ＺＢ３ＢＡＳＩＣのマシン語モニタコマンドを使うともっと便利です。
今回はＮＤ８０Ｚ３．５のマシン語モニタコマンドを使って回路動作テストをしてみます。
自画自賛ですけれどＺＢ３ＢＡＳＩＣのマシン語モニタコマンドはとっても便利です。

下の図は前回もお見せしました。
ＩＮＣ／ＤＥＣ　ＲＥＧＩＳＴＥＲ試作基板のコネクタと８２Ｃ５５の入出力コネクタの端子接続図です。



ＩＮＣ／ＤＥＣ　ＲＥＧＩＳＴＥＲ試作基板の動作テストはこの接続によって８２Ｃ５５に必要な入出力をすることで行なうことができます。
ｄ０〜ｄ３はＩＮＣ／ＤＥＣ　ＲＥＧＩＳＴＥＲのデータ入出力回路に接続されています。
トランジスタ版ＭＹＣＰＵ８０の内部データバスｄ０〜ｄ７の下位４ビットという位置づけです。
そこには８２Ｃ５５のＰＡ０〜ＰＡ３と、ダイオードを介してＰＢ０〜ＰＢ３を接続します。
８２Ｃ５５の各ポートは入力または出力に設定することができますが、入出力端子にすることはできません。
そこでＡポートを入力に、Ｂポートを出力にして入出力端子にしています。
Ｂポートのラインにはダイオードを入れています。
このダイオードによって、ｄ０〜ｄ３の出力がアクティブになったときにＰＢ０〜ＰＢ３の出力をＨにしておくことで、ｄ０〜ｄ３とＰＢ０〜ＰＢ３の出力ショートが避けられます。
ＱｏｕｔとＱ＿ｏｕｔはｄ３回路の出力です。
上位ビットｄ４の入力になります。
その出力を確認するために、ＱｏｕｔをＰＡ４に、Ｑ＿ｏｕｔをＰＡ５に接続します。
Ｑｉｎはｄ０回路の入力クロックです。
Ｄ／Ｕ＿がＨのときにＱｉｎをＬ→Ｈにすることでカウントダウンが行なわれます。
ＱｉｎにはＰＣ０を、Ｄ／Ｕ＿にはＰＣ２を接続します。
Ｑ＿ｉｎもｄ０回路の入力クロックです。
Ｄ／Ｕ＿がＬのときにＱ＿ｉｎをＬ→Ｈにすることでカウントアップが行なわれます。
Ｑ＿ｉｎにはＰＣ１を接続します。
ＷＲがＬのときにｄ０〜ｄ３の値がＩＮＣ／ＤＥＣ　ＲＥＧＩＳＴＥＲ回路に書き込まれます。
ＷＲがＬ→Ｈになる直前の値が回路にラッチされます。
ＲＤがＬの期間中ｄ０〜ｄ３にはそのときのＩＮＣ／ＤＥＣ　ＲＥＧＩＳＴＥＲ回路の値が出力されます。
ＲＤがＨのときｄ０〜ｄ３はハイインピーダンスです。
試作基板の回路では誤動作を避けるためｄ０〜ｄ３は１０ＫΩの抵抗でプルアップしてあります。
ＷＲにはＰＣ３を接続します。
ＲＤにはＰＣ４を接続します。

下はＮＤ８０Ｚ３．５をＷｉｎｄｏｗｓパソコンにＵＳＢ接続してマシン語モニタコマンドを使って簡単なテストを行なったときのログです。
このようにログがテキストファイルの形で保存されますから、メモなどを取る必要がなくて記録保存に便利という点も特筆すべき機能です。

logfile nd80zlog\12102147.txt open ＮＤ８０Ｚ�Vに接続しました 0001 0000 - z 1000 00C3 - *** nd80z3 basic **** ndwr2h.bin loaded,from E23F to E535 >ot 83,90 >ot 82,ff >ot 81,ff >ot 83,08 >in 80 E0 >ot 83,00 >ot 83,01 >in 80 DF >ot 83,00 >ot 83,01 >in 80 DE >/exit 0000 00C3 - リモート接続を終了しました logfile closed at Tue Dec 10 21:59:08 2019

最初に
ｏｔ　８３，９０
ｏｔ　８２，ｆｆ
ｏｔ　８１，ｆｆ
を実行しています。
そのあと
ｏｔ　８３，０８
を実行しています。
ｏｔはマシン語モニタコマンドのＯＵＴ命令です。
ｏｔ　ａｄｒｓ，ｄａｔａ
です。
ｏｕｔではないのは、ここでｏｕｔとするとＺＢ３ＢＡＳＩＣのＯＵＴ命令がダイレクトモードで実行されてしまうからです。
ちなみにｏｔ　８３，０８をＯＵＴ　＄８３，８と入力するとＢＡＳＩＣのダイレクト命令となります。
ｏｔ　８３，０８を実行すると８２Ｃ５５のＰＣ４の出力がＬになります（Ｃポートのその他のビットの出力は変化しません）。
ここでは簡単なテストですからＲＤをＬにしたままにしておきます。
するとｄ０〜ｄ３の出力が常時アクティブになって、それをＡポートに入力することができます。
ｉｎ　８０はマシン語モニタコマンドのＩＮ命令です。
ｉｎ　ａｄｒｓです。
ちなみにＢＡＳＩＣのダイレクト命令で同じこともできますがちょっと複雑な表記になります。
ＰＲＩＮＴ（ＨＥＸ＄（ＩＮ（＄８０）））
です。
さて　ｉｎ　８０を実行した結果はＥ０と表示されています。
Ｑ＿ｏｕｔ＝１、Ｑｏｕｔ＝０、ｄ３〜ｄ０＝００００がＡポートに読み込まれたことを示しています。
そのあと
ｏｔ　８３，００
ｏｔ　８３，０１
を連続して実行しています。
ｏｔ　８３，００を実行すると８２Ｃ５５のＰＣ０の出力がＬになります（Ｃポートのその他のビットの出力は変化しません）。
続いてｏｔ　８３，０１を実行すると８２Ｃ５５のＰＣ０の出力がＨになります（Ｃポートのその他のビットの出力は変化しません）。
最初にｏｔ　８２，ｆｆを実行してＣポートの出力をＦＦにしましたから、Ｄ／Ｕ＿はＨでカウントダウンモードになっています。
その状態でＱｉｎをＬ→Ｈにすることでカウントダウンが行なわれます。
次にｉｎ　８０を実行した結果はＤＦと表示されています。
Ｑ＿ｏｕｔ＝０、Ｑｏｕｔ＝１、ｄ３〜ｄ０＝１１１１がＡポートに読み込まれたことを示しています。
００００がカウントダウンされて１１１１になったことを示しています。
そのあと続いて
ｏｔ　８３，００
ｏｔ　８３，０１
ｉｎ　８０
を実行した結果はＤＥと表示されています。
Ｑ＿ｏｕｔ＝０、Ｑｏｕｔ＝１、ｄ３〜ｄ０＝１１１０がＡポートに読み込まれたことを示しています。
１１１１がカウントダウンされて１１１０になったことを示しています。

そこまで実行したときの試作基板のＬＥＤ表示です。

４つあるＬＥＤのうち左下だけが消灯して残りの３つは点灯しています。
左下がビット０、その上がビット１、右下がビット２、右上がビット３です。

その部分を拡大しました。

基板が横向きの状態で写真を撮っています。
本当は左が上になります。
そのように置いた向きで見て、ＬＥＤの上側（この写真ではＬＥＤの左側）に０、１、２、３の数字が見えます。
ビット０〜ビット３（ｄ０〜ｄ３）の出力の状態を表示しています。

トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第１８５回］
２０１９．１２．１１ｕｐｌｏａｄ

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