TD4製作（14）

TD4をモバイル仕様にしてみました。と言っても、100円ショップのケースに入れただけなので怒られそう...。^^;
ぴったり合うケースがなかなか無くて、100円ショップの上から下まで（そこはB1〜6階の全部のフロアが100円ショップなのです）探し回って、ようやく見つけました。取っ手付きのファイルケースです。縦横は少し余裕がありますが深さがギリギリなので、なんとか収まりました。樹脂ケースなので、静電気が少し心配ですね。
持ち歩けるように（持ち歩くのか？）、電源として単3乾電池×4の電池ケースにDCプラグを取り付けたものを用意しました。写真左上の隅に写っている四角い黒いのがそうです。
これで埃が付きにくくなりそうだし、裏の配線を誤って引っ掛けて外すこともなくなりそうなので（*1）なかなかいい塩梅です。
基板はネジで止めてありますが、今後改造をすることを考えると、ワンタッチで外せる仕組みがあれば便利かもしれないです。

*1:ケースに収めようとしていたところ、どこかの配線が引っかかって外れてしまい、誤動作する事態を招きました。配線が重なり合っているところだったので、配線が外れたということすらわからず、テスター片手に回路図とにらめっこしながら数時間も悩みました...。結果、半田付け箇所が外れていただけ、ということに気付いた時のあっけなさ。ご想像くだされ...。^^;

TD4製作（13）：とりあえずのまとめ

製作中に気付いたことをまとめてみました。
もう一度作るとき（作るのかなぁ...）役に立つかもしれない...。

• 大きめのユニバーサル基板での部品配置・配線経験がなくて、なんとなく尻込みしてしまう人は、本の製作例の基板と部品配置をそのまま真似してやってみてはいかがでしょうか。同じ基板を買うと、高いのですが...。本の製作例の部品配置は、よく考えられていて無駄が少ないと思います。

• ワイヤは、AWG22（0.3sq程度）ということなのですが、より線を使うと硬くて取り回しにくいところがありました。本の通り、素直に単線を用いるほうがやりやすいとは思います。ちょっとの曲げ伸ばしで断線することはないと思いますが、何となく気になったので私はより線を使いました。

• 「いらないかなぁ...」と思いつつも購入したワイヤーストリッパでしたが、大活躍でした。結局何本ワイヤの被覆を剥いたんだろうか。カッターやニッパで用心しぃしぃ剥くなんてことはやってられるような本数ではありませんでした。

• 部品の配置図は、書いたほうがいいです。配線図は、配線箇所があまりにも多くて、途中で挫折してしまいましたが、配置図だけは書きました。あえて基板の裏側から見た図を書いてみましたが、これが正解でした。ICの脚の番号を振ったり、抵抗の値、ダイオードの向きなども書いて置いたので、裏側で配線をしているときにふと分からなくなった時、図を見ればすぐ分かるので表に返して確認する手間が省けました。配線ミスを減らすのにも一役買ったと思います。

• LEDは、本の回路図にあるもの（4つ）以外にたくさん付けたほうがいいと思います。もちろん好みですが、見た目の楽しさということもあるし、動作確認作業の時も、LEDが点く/点かないですぐ分かるので楽でした。テスターによる確認をはしょったわけではないですが。また、各信号の先にLEDを付けるということで、私の場合、回路図に追加する度に本の該当の記述を確認するようになったので、理解を深める、という意味でも役に立ったと思います。

• ACアダプタの電圧には注意しましょう...。似たようなアダプタを2個持っているため、間違えて高い電圧のものを繋ぎ、ICを壊しました。2度もやった大馬鹿者です。^^;　ステッカーを貼って区別しやすいようにしてみました。

• 部品の購入は計画的に...。秋葉原に飛行機や新幹線を使わないと行けない、という所には住んでいないので、足りない部品は割りと頻繁に買い出しに行っていましたが、それでもかかった時間や電車賃を考えると...。^^;　まるっきり無駄だったとは思いませんが（どのお店のどこらへんに何が売っているか大体見当がつくようになったし）かなりかかってますね。あはは。

...と、まぁこんなところでしょうか。思いついたら追々書き足してみます。

本の通りのCPUは、ひとまず完成しました。
モーターとかいろいろ繋げることもできるということを教えていただいたので、ちょっと調べてみているところです。
「こんなもの作って何になるんだろう」と思ったこともありましたが、どんなことであれ、最後までやり遂げるということは良いことだと思います。意味もなく、電源を入れてはニコニコしている私がいます。^^
一つよく分かったことは、「コンピュータは、確かに0と1（もしくはHighとLow）の組み合わせで動いているんだなぁ」ということでした。当たり前と言われてしまえばそれまでなんですが。Windows XPのマシンでゲームしたりネットサーフィンしたりしても、実感できないことだと思います。
やたら時間がかかることではありますが、興味を持ったらチャレンジしてみる価値は十分ありますよ！

TD4製作（12）

出力ポートの先に74HC04を追加し、その先にブザーを付けました。本に紹介されている改造です。写真の右下の方の黒くて丸いのがブザー。スイッチも付けました。
出力ポートにHighの信号が出ると、ブザーが鳴ります。
「ピーーーー」と、かなりやかましい音で鳴るので、ブザーの孔にPost-itを貼って調整しています。

さて、次は何をしようかしら。どんどん電子部品や関連書籍が身の回りに増えていく気が...。^^;

TD4製作（11）

カウンターが回るなぁ、と思っていたら、こちら（http://www.scn.tv/user/takahisa/td4/index.html）の一覧に載せてもらってました。「TD4」で検索して見て下さっている方が結構いらっしゃるようで。
電気系の知識のあまりない者が覚え書き程度に書いているものなので、お役には立てないと思いますが、「こんな人でもとりあえず完成に漕ぎ付けるんだな」ぐらいに思っていただければうれしいです。

さて、CPU動作中です。

LEDの色の配列をちょっと失敗したかな、と。赤を並べすぎた...（赤は、お安く100個まとめて買ってあったので大量に在庫がありまして...^^;）。
Aレジスタのところは、オレンジがかったきれいな黄色のLEDですが、赤色LEDに埋もれてしまっているように見えます。Bレジスタにつけた緑をAレジスタにつければよかったかも。

そして、LEDには全て光拡散キャップというシリコンのカバーがかかっています。
奮発して全部高輝度LEDなんて使ったものだから、電流を4mA以下に押さえているにも関わらず、相当なまぶしさなのです。直視なんてできたもんじゃありません。（LEDなんてマジマジと見るものじゃない、というツッコミが入りそうですが。）少し柔らかな光になってます。
電源ONを示すLEDだけは、暗い普通のLEDを使いましたが、高輝度に慣れてしまうとこちらは点いているのかいないのかよく分からない感じです。

LEDをたくさんつけたのは、正解だったと思います。見た目も派手で楽しいし、見れば一目瞭然だから動作確認も楽でした。

とりあえず今はプログラムをループさせて、インテリアぽく楽しんでます。不思議と飽きませんね。途中で何度も投げ出しかけたけど、まともに動くものができてよかった。^^

TD4製作（10）

うひょー。ようやくROM部分の配線が全部終わりましたー。ばんざーい。
「こんな夜中まで何やってんだろう私...」と思いながらも、「あと少しあと少し」と思うと途中で止められなくなってしまう性分なので。^^;

と、念のため配線のショートのチェックと、各アドレスのデータが正しく出ているかを確認し、ラーメンタイマーのプログラムを動かしてみました。

結果、私のCPUは3分32秒かかりました。ラーメン、延びちゃうよー。

記念撮影しようかと思ったら、カメラの電池が切れてました...。というわけで写真と、ブザーの追加はまた明日...。

TD4製作（9）

DIPスイッチを4個追加しました。ところがここで問題発生。
先日、0〜3番地のDIPスイッチを付けたときは正しく動作していた0番地の信号が、74HC540に伝わらなくなっていました。
配線がショートしたところはないし、テスターで測ってみてもおかしくないようだし、これはDIPスイッチかダイオードが壊れたかなと思い、一旦、配線を外してDIPスイッチとダイオードを取り替えてみました。
結果は同じで、また0番地の信号は通りません。他の番地の信号は全部正しく出ているのに...。
他の番地の信号が出ているのだから、74HC540の故障とは考えにくいし、何しろ、一度はちゃんと信号が出たことを確認しています。
うーーん。困った。
「もう一度この1列の配線をやり直してみようかなぁ。この前は確かに動いたのにぃ...。(T_T)」とブツブツ...。

ということで、1列、全部配線を取っ払ってしまいました...。
ビニル線が硬くて配線がやりにくいなぁというのは常々感じていたので、思い切って本に書いてあるの（AWG22）よりも細めの（AWG28）のビニル線を使ってみました。ふむ、こっちのほうがやりやすい。

そしてもう一度、ICを載せて電源を入れてみました。

...。
うー、やっぱりだめだぁ。orz

どうしても0番地のデータの信号が出ていないのです。ROMのデータは74HC540を通り反転されて出てきますが、この信号をLEDで点くようにしたので、ROMのスイッチの1つをONにすれば、該当のLEDが1つ点くはずなのです。
74HC154から出ているROMのアドレスを指定する信号（LOW）はちゃんと出ていました。ところが、0番地のDIPスイッチに繋がる信号は、1番地のDIPスイッチに繋がる信号よりも電圧が高かったのです。でも1番地のDIPスイッチのところへ0番地の信号をつなぎ変えてみると、ちゃんと動きました。信号がちゃんと出ているのに、繋ぐ先のDIPスイッチを変えると挙動が変わってしまうということで、やっぱり0番地のDIPスイッチのところに問題がありそうです。

基板を舐めるように眺めていたら、0番地のアドレスを示すところにつけたLEDのGNDに繋がるビニル線の被覆がめくれていました。そしてその線は、隣接した+5Vの電源パターンのところに接触してしまっているようでした。
もしや、と思いこの線を取り替えてみると、0番地のデータもちゃんと送られるようになりました。

あれだけ悩んだのに、解決するときはなんとまぁ、あっけないことでしょう...。
「部品の故障よりも、配線の間違いを疑え」ということが身に染みた一日となりました。

TD4製作（8）

ここ数日、ROM部分の作業に取り組みました。全部で16個DIPスイッチを取り付けなくてはいけないのですが、大変なのでとりあえず4個だけ。
4個だけでも、配線の取り回しがかなり面倒でした。配線が階段状に積みあがっています。これを後12個分やるのかと思うと...、ちょっとぞっとします。

どうにか配線が終わったので、ICを差さない状態で、ショートしている箇所が無いか、各ICの電源ピンが確実に5VもしくはGNDに繋がっているかテスターでチェックしました。
その後、全部のICをソケットに差しました。

そしていよいよ電源ON。このとき、ROMはすべてスイッチOFFの状態でつなぎ、プログラムカウンターがきちんとカウントしながらLEDが点灯する状態を確認しました。ROMのアドレス指定のLEDもきちんと順番に点灯しました。

本当は、順番に確認していかないといけないのですが、早くLEDをチカチカ点けたい衝動にかられ、とりあえず各レジスタと出力ポートのLEDが点くようにROMのスイッチをセットしてみました。ところが上手くいかない。自分では、AレジスタのところのLEDが点くつもりでセットしているはずなのに、出力ポートのところが点いてしまったりする...。
配線は付けるたびに回路図とテスターで確認したはずですが、どこか間違ってしまったのだろうか...。基板の裏を見てみますが、当然ごっちゃりと配線があり、今更これを直すのかと思うと...。

少し休憩して、改めて「CPUの創りかた」のROMのところの説明を読み返してみると、どうも私は、ビットの配列と、ROMのDIPスイッチの数字の並びの対応を勘違いしていたようでした。MSBが、DIPスイッチの「1」に相当すると思っていたので、全然違う命令を与えていたことになっていたようです。
一時は、ROMの配線をすべて外してやりなおさなくてはいけないのかと焦りましたが、間違ったことをしなくてよかったと思いました。

気を取り直して、もう一度LEDを点けるようにDIPスイッチをセットしてみました。
以下がそのプログラム（って言うほどのものでは全然ないですが。）です。

0000 MOV A,1111
0001 MOV B,1111
0010 OUT 1111

単純に、Aレジスタ、Bレジスタ、出力ポートに「1111」を出力するだけです。
写真がこれを実行した結果です。見難いですが、黄色がAレジスタ、緑がBレジスタ、赤が出力ポートのLEDです。

このほかにも色々パターンを試して遊びました。
とりあえずまともに動いているようなので、なかなかうれしいものです。本末転倒な気もしますが（^^;）、追って、本に書いてある動作確認手順もやってみようと思います。

今後の予定としては、

1. 残りのDIPスイッチの取り付け・配線

2. ブザーの取り付け（74HC04、ブザーON・OFF用スイッチ）

のつもりです。
あまり時間が空いてしまうとほったらかしになりそうなので気をつけます。
ラーメンタイマーの完成も、先が見えてきたかな。