バトルサウンドキット(8音色)
 
バトルサウンドキット(8音色)

バトルサウンドキット(8音色)

■CPUキット(2ビット)

@デジタル回路(組み合わせ回路、順序回路)を応用した、CPUキットです。

A講義ではデジタル回路の応用として、名著「CPUの創りかた」を勧めているのですが、読んでも良く分からない、作ろうとしたけど難しいと言うお声を頂きます。
そこで書籍を基に、作り易くリメイクしたのが本キットです。
(でも、ほとんど別物になってしまいましたが。)

B出来るだけ簡単にするため、メモリは4個のスイッチ、レジスターも1つにしました。
書籍に沿うように、同じICを使い、命令も極力同じにしています。

C電源回路、クロック回路、リセット回路は、普段の講義で利用している回路を使うので、書籍と異なります。

Dデコーダは、メモリの数や命令が違うので、全く別物になり、逆に書籍よりもICが増えてしまいました。

E回路図は、極力実体配線図のような書き方をし、分かり易くしました。

F本キットのマニュアルは、当店で行なっている講座、デジタル回路の基礎(順序回路、組み合わせ回路)を終えた方向けに作られています。

G講義を受けないでご覧になるには、ある程度書籍を理解されている必要がありますので、ご注意下さい。

H組立は、当店でも稀に見る、難易度が高い教材なので、知識と技術の両方が必要です。

I各ICのデータシートと書籍は、ご自身でご用意下さい。

※組み立て、理解とも、
かなり難しいキットです。
ご購入の際は、ご注意下さい。




¥17,800(税込)

DEN-L-099
全長 W310mm×D228mm
【電子キット製】

お買い求めはこちらです。

サンプルプログラムは次の4つです。
 @1+1=2
 ALEDを点滅させる
 B3分タイマー
 C入力回路を、直接出力回路へ出力する

組立は回路図をみながら、ユニバーサル基板にハンダ付けします。

配線がとても多いので、かなり難しいキットです。

電源は、アルカリ乾電池 角型 9V です。
乾電池は、別途ご用意下さい。

講義で使用しているマニュアル付きです。
講義を助けるためのマニュアルなので、懇切丁寧には記載しておりません。

回路の理解には、組み合わせ回路と順序回路の知識が必要です。

制作時間 約10時間 (レイアウト1時間 半田9時間)。

 
バトルサウンドキット(8音色)
これがCPUの全体像です。


バトルサウンドキット(8音色)
かなり配線が多いので、慎重に作って下さい。

 

【本キットについて】



本キットは2ビットCPUを再現しました。

CPUとしては、全く実用性はありませんが、CPUのしくみは理解することができます。

最近はデジタルICの購入が難しくなってきているので、購入できるうちにキット化しました。

機能は、レジスタ、出力回路、プログラムカウンター、入力回路、メモリ、マルチプレクサ、ALU,デコーダ、発振回路、電源回路、リセット回路が、それぞれ1つづつ完備されています。


データは、2ビットのデータ処理しかできませんが、そのお陰で、レジスタが1個ですみ、工作がとても簡単になりました。

プログラムを記憶するメモリは、ディップスイッチを4個使いました。

4行までのプログラムを実現することができ、1行に2ビットのデータを記憶することができます。

レジスタなどの実行部分です。

メモリ部分です。


出力回路には、LEDを2個取り付けているので、CPUの計算結果を確認することができます。

入力回路には、ディップスイッチをつかい、2ビットの入力を実現しました。

出力回路とLED。

入力回路のディップスイッチ。


発振回路、リセット回路、電源回路は、講義でお馴染みの回路なので、生徒さんなら問題なく、理解する事ができます。

発振している事が分かるように、LEDを取り付けています。

電源回路。

発振回路とリセット回路。


デコーダは、命令数を多くリメイクしたので、かなりの数のICになってしまいました。

論理式の簡単化を上手くやれば、もっとICの数が少なくてすむかもしれません。

デコーダ。

 




【使い方】

 ←下がON(Hレベル、1)です。

CPUなので、プログラムをして利用します。

本キットのサンプルプログラムは4つついています。

 @1+1=2

 ALEDを点滅させる

 B3分タイマー

 C入力回路を、直接出力回路へ出力する

プログラムの方法は、ディップスイッチのONとOFFでマシン語を作り、プログラムします。

マシン語だと、扱い難いので、アセンブリ言語とマシン語の対比表を作り、ハンドアセンブラしやすくしてあります。




【制作について】



ブレッドボードで試作すると、写真のように大変な数のジャンパー線が必要です。

ジャンパー線だけでも、かなりの金額になってしまうので、直接ハンダ付けしたほうが良いかもしれません。


通常ICには、それぞれ0.1μFのセラミックコンデンサを取り付けるのが一般的ですが、今回は制作を簡単にするために、取りつけません。

部品としては0.1μFのセラミックコンデンを付属しましたので、気になる方は、取り付けて下さい。

当店では、無くても動作しています。


ハンダ付けは、表からしているので、裏面は逆にすっきりしています。

出来上がりにこだわるなら、裏面に配線したほうが良いのですが、配線しやすさでは、表面のほうが勝っています。

今回は制作できることをゴールとしたので、裏面はほとんど配線していません。


【使用例(参考)】

ディップスイッチを使った、プログラムで、赤色のLEDを交互に点滅させています。

たわいも無い動作ですが、自分で作ったCPUで、点滅させていることに意義があります。


YouTubeの動画(16秒)



 

 
 

 
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