(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第３８回］
●水晶発振回路
［第２８回］に水晶発振回路について説明をしました。
そのときの回路図です。
その後に［第３０回］で、水晶発振には７４ＨＣ０４ではなくてアンバッファタイプの７４ＨＣＵ０４のほうがよい、と書きました。
この部分はＩＣソケットにしましたので、ＩＣを交換してテストすることが可能です。
７４ＨＣ０４と７４ＨＣＵ０４とで発振波形にどのような差が出るか、差し換えて試してみました。
７４ＨＣ０４のｐｉｎ１３の波形です。
少しギザギザしているところもありますが、でもきれいに発振しています。
ｐｉｎ１２（インバータ出力）の波形です。
少しリンギングがあります。これが余り大きくなると誤動作につながります。
ダンピング抵抗を通した後の波形です（ｐｉｎ１１の入力）。
リンギングが取れてきれいになりました。
次は７４ＨＣＵ０４です。
ｐｉｎ１３の波形です。
やあ。やっぱりきれいですね。
ｐｉｎ１２の出力波形です。
リンギングといえるほどのものはありません。これならダンピング抵抗も不要です。
それでも、ダンピング抵抗は、ついてしまっていますから、通した後のｐｉｎ１１の入力波形です。
こうやって比べてみると、できるならば、水晶発振回路にはＨＣＵタイプを使った方がよいでしょうね。
でも、７４ＨＣ０４ではダメ、というほどのこともないと思います。
それはそれでよいのですけれど、この写真、ほぼ同じ時刻に同じ状態で撮影したはずなのですけれど、どうしてこんなに色が違うのでしょうね。
●やっぱりＨＣは電流を消費しませんでした
気になる、基板全体に必要な電流を、電流計で計ってみました。
ＲＥＳＥＴをＯＮにして、ほぼＬＥＤが全点灯（１２０個）の状態での電流を計りました。
約３５０ｍＡでした。
ＬＥＤ点灯時における電流制限抵抗（１ＫΩ）の両端電圧は約３Ｖでした。ということはＬＥＤ点灯時にＬＥＤ１個に流れる電流は約３ｍＡです。
すると計算上はＬＥＤが点灯していることによる電流は、３×１２０＝３６０ｍＡということになりますから、実測値が３５０ｍＡであったということは、基板に流れる電流のほとんどはＬＥＤの点灯によるものであることがわかります。
基板には７４ＨＣが８２個も（！）実装されているのに、その分の電流は多分無視できるほど、であることが、あらためて確認できました。
これは、ほぼ、予測していた通りでしたが、いやあ、ＨＣってほんとに優等生です。
ＨＣを使う最大のメリットは、なんと言っても、電源ラインが細くて済む、ということに尽きます。
私はあの太いベタアースが大嫌いなので、これはほんとに助かります。
ことのついでに一言。
アナログ回路ならばいざしらず、今日のＣＭＯＳ回路でも、バカのひとつ覚えのように、基板全体をベタアースにしてしまわないと気が済まないという困ったお方（なのか、自動配線ソフトなのか）が多いようなのですけれど、いかにも自信の無さを露呈しているようで見苦しい限りですね。
これはまあ、なんでもかんでもベタアース、と主張する「技術書もどき」にも問題はあるのですけれど、初心者はすぐにそうかと信じてしまいます。それは、基板に１Ａも２Ａも流れた３０年前の設計のお話なのではございませんか？
ま、これは好き好きですから、ご自由にどうぞ、ということですけれど、たかだか数ｍＡしか流れない回路に数センチ幅のベタアースが必要なものかどうか、ちょいと立ち止まって考えることから、回路設計ははじめるべきだと思うのですけれど、ね。
ひとつ書き忘れたので、追記しておきます。
ベタアースにも効用があって、ムダなエッチングを避けるためには有効です（だから回路のために必要なのではなくて、基板屋のエッチングコストの削減と、ひいては地球温暖化対策への貢献ですね）。
もうひとつ、広大な荒野の中をひたすら続く、細く長い一本道、のような配線ですと、エッチングすると痩せてしまいます。これは基板屋泣かせで、断線という不始末を招くことになりかねません。それを避けるためには、何も無い荒野をベタまたはアミ（必ずしもアースである必要はない）で埋めるのが有効です（ま、これも回路のために必要なのではなくて、基板を仕上げる上で必要なものですね）。
しかし、基板屋もプロですから、たいていは技術と経験でカバーしてくれます（多分、現場では「下手くそな手抜き配線をしやがってぇ！」などと毒づきながらエッチングしているのでしょうけれど）。
どうしてもまずければ、基板屋さんが電話をしてきます（え？何も連絡してこない？そりゃあ、あなた。一見さんにまで、そんな配慮をしてたらきりがないでしょう。むこうだって、商売なんですから）。
●ＳＴＥＰ回路は削除
１命令ごとに実行するステップ回路も実装していたのですけれど、前回の外部クロックを入力しての動作テストによって、ステップ回路などをあらためて使わなくても、外部クロックを１パルスずつ入力することで、十分ステップ動作以上の機能を実現できることがわかりましたので、ステップ回路は、基板には実装してしまいましたけれど、使わないことにしました。
ということで、ステップ回路は回路図から削除、です。
●２枚目の試作基板も発注予定
今回、３枚組の基板のうち、最初の１枚目の試作基板を作ってテストした結果、期待通りにうまく動作しましたので、次は２枚目の試作基板を発注する予定です。
今回作った１枚目の基板だけでは、なにしろＭＯＶとＨＬＴしか実行できないものですから、まともな動作テストができません。
せめて、ＩＮＲと条件ＪＰ命令ぐらいは使えないとなにかと不便です。
なので、できるだけ早く発注するつもりです。
２００８．８．１６ｕｐｌｏａｄ
２００８．８．１７追記
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