パチパチマイコンを作ろう!(その2)

さて,また時間が空いてしまいましたが,いい加減,Z80 を使ったスイッチパチパチマイコンボードの制作に入っていきます。

CPU ボードの回路図

今回は,Z80 の基本的な動作をする基板と,表示&入力を行う基板を分けて制作します。まずは,CPU のボードの回路図です。

私はハードウェアに関しては素人なので,もしかしたら回路について,間違った要素やもっと良い手法などあると思います。その時は,ご指摘いただけると嬉しいです。

で,この回路図,よくデジタル回路の入門書に載っている要素が入っています。

  • クロックの分周
  • パワーオンリセット
  • スイッチのチャタリング除去
  • マルチプレクサ
  • バスバッファ,プルアップとハイインピーダンス

この辺りは個別にインターネットで検索すると,たくさん情報が出てきますよね。ですので省略…と思いましたが,基板完成後に,簡単に説明しようかな…と思います。

電源パターンを引く

ワンボードマイコンもどきなので,IC 類がほとんどを占めます。こんな IC を多用したデジタル回路用に,電源パターンなどが配置された最適なユニバーサル基板が市販されているので,それを使ったほうが便利なのですが,ちょっとお高いので普通のユニバーサル基板を使います。

もっとも,今の時代,安くプリント基板を作れるようになったので,最初からCAD でプリント基板を作ったほうがよいかもしれません。でも,「この手作り感がいいんだよ…」と勝手に思ったりしています。

基板は片面基板です。部品は表側に配置,ハンダ付けは基板の裏側で行うので,予めスペーサーなどで支柱を立てておくと良いです。基板の方向を変える時も持ちやすいです。

 

基板の裏にスズメッキ線で櫛状に Vcc ラインと GND ラインをを引いていきます。ちょうどこれが IC の真下に来るような感じになります。

こんなに短い間隔でハンダ付けしなくてもいいと思いますが,ハンダゴテの熱でスズメッキ線が熱膨張して曲がってしまうことがあるので,私はコレくらいの間隔でハンダ付けしています。まぁ見えない部分なので,あまりこだわらなくてもいい気もしますけど。(これでも後でいろいろと追加でハンダ付けしているとグニャって曲がるんですよね)

IC ソケットとコネクタの配置

続いて,IC ソケットを取り付けていきます。丸ピンのソケットを使っていますが,丸ピンは信頼性がある分,値段が少し高いです。配線完了後,IC の抜き差しをあまりしないのであれば,平ピンのソケットでも問題ないと思います。

 

パスコンの配置

バイパスコンデンサです。各,IC に一個ずつ配置します。多分,こんなに付けなくても,この程度の基板は動きます(笑)。ただ,積層セラミックコンデンサはまとめて大量に買うとそんなに高いものでもないし,うまく動作しなかった時にあれこれ悩むのもイヤなので,取り敢えず全てのソケットに対して付けてます。

 

パスコンと言っても,実は奥が深いです。専門書を読んでもチンプンカンプンです。なので,私は高周波の回路は多分作れません…(笑)

あと,IC ソケットと並んで,ピンヘッダを取り付けています。これは,配線を「ワイヤラッピング」というやり方で行うためです。この「ワイヤラッピング」,そのうち紹介したいと思いますが,このピンにラッピング線をくるくる〜っと巻きつけて配線するのです。かなり昔の手法で,現在は,こんな方法で配線している人はあまりいませんね…多分。

 

今回はここまで。次回は残りの部品の取り付けを行う予定です。

追記

入出力ボードから割り込み信号を入れるため,回路図を修正しました。

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