９４ＭＩＲＳ　Ｖ－Ｐｒｏｊｅｃｔ
基板詳細設計仕様書
（ＭＭＩボード：２版）

改訂記録

項　番版　数年月日　作　成　者　　改　訂　内　容　

1 初版 95.3.9 谷口

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はじめに

　本仕様書では、基本設計書に記載されていたＭＭＩ（マン・マシン・インタフェース）の初版に　ついての概略をさらに詳しくのべる。

１．ＭＭＩボードの部品に関する詳細

１．１　メインボード

ＩＣ１：７４ＬＳ１６１（１６ピン）: ４ビットバイナリ（２進化１６進）カウンタ
ＣＮ１の５ピン（ＴＯＵＴ）からの出力を２ピンのＣＬＫ入力に入力する。
出力４ビットのうち下位２ビットを用いてパルス点灯をさせる。ここで１、７、９、１０ピンは、ｈｉｇｈにしておく。
ＩＣ２：ＰＣ８１７（４ピン）: ＬＥＤ－フォト・トランジスタ
勝敗判定装置からの信号を電気的に絶縁するためにもちいる。
ＩＣ３：７４ＬＳ０８（１４ピン）: ２入力ＡＮＤゲート
ＩＣ１４とあわせてパルス点灯をさせる信号を作る。
ＩＣ４：７４ＬＳ０６（１４ピン）: インバータ
Ｇｒｅｅｎ，Ｒｅｄ－Ｌｅｄ．の信号を通す。また、Ｈａｎｄｓｈａｋｅ２
（ＣＮ１の４ピン）の信号を通し、Ｈａｎｄｓｈａｋｅ１（ＣＮ１の２ピン）へ入力する。
ＩＣ５：７４ＬＳ０４（１４ピン）: ＮＯＴゲート
４ビットディップスイッチの信号を反転させる。
ＩＣ６：７４ＬＳ０４（１４ピン）: ＮＯＴゲート
７Ｓｅｇ．－Ｌｅｄ．の桁選択信号を各桁の７４ＬＳ１０へ振り分ける。
ＩＣ７，ＩＣ８：７４ＬＳ１０（１４ピン）: ３入力ＮＡＮＤゲート
桁選択信号とラッチタイミング信号（ＣＮ１の４ピン）が全てハイレベルの時
ＩＣ９，１０，１１，１２の５ピン（ＬＥ：ハイレベルで表示: データをラッチ
する。）のラッチ命令が解除される。その時に表示データを書き込む。
ＩＣ９，ＩＣ１０，ＩＣ１１，ＩＣ１２：ＭＣ１４５１３Ｂ（１８ピン）: ラッチ機能付きデコーダ
このＩＣは、ＢＣＤコードの入力を７Ｓｅｇ．－Ｌｅｄ．出力に変換するデコーダ
である。５ピンをハイレベルにすると入力データをラッチする。３ピンはハイレベル、８ピンはロウレベルにしておく。
ＩＣ１３：７４ＬＳ１４（１４ピン）: インバータシュミットトリガ
ＩＣ２の出力のハイレベル、ロウレベル判別をする。
ＩＣ１４：７４ＬＳ００（１４ピン）: ２入力ＮＡＮＤゲート
ＩＣ３とあわせてパルス点灯をさせる信号を作る。
ＩＣ１５：７４ＬＳ００（１４ピン）: ２入力ＮＡＮＤゲート
チャタリング防止回路用
ＣＮ１：４０ピンコネクタ: ＣＰＵボードとのインタフェースに用いる。
Ｃ１～Ｃ１２　：１０４: バイパスコンデンサ

１．２　フロントボード

７Ｓｅｇ．３，７Ｓｅｇ．２，７Ｓｅｇ．１，７Ｓｅｇ．０：Ｔ３１２
７Ｓｅｇ．－Ｌｅｄ．

Ｄ１：Ｒｅｄ－Ｌｅｄ．　　Ｄ２：Ｇｒｅｅｎ－Ｌｅｄ．

ＳＷ１：押しボタンスイッチ　　ＳＷ２：４ビットディップスイッチ

ＣＮ２：ＭＯＲＥＸ３ピンコネクタ　　勝敗判定装置とのインタフェースに用いる。

ＣＮ４：６０ピンコネクタ　　メインボードとのインタフェースに用いる。

3KB 　※　今回、ＭＭＩボードをフロントボードとメインボードに分けたが、研究当初の予定では、右の図のようにフロントボードとメインボードは、一体化させるはずであった。しかし、研究の途中で小型の7Seg. -Led.が入手できない事がわかったためボードを分離する事となった。

２、ＭＭＩボードの回路の詳細

２．１　メインボード

ＭＭＩボードの回路は、

パルス点灯発生回路
桁選択回路
勝敗判定信号処理回路
チャタリング防止回路
データラッチＯＮ／ＯＦＦ及びデータ処理回路

の５個に分ける事ができる。

パルス点灯発生回路について　この回路は、ＩＣ１、ＩＣ３、ＩＣ１４からなり、下位の桁から順に上位の桁へと、パルス信号を送る。これは、ＭＣ１４５１３Ｂの入力が、ロウレベルになると、他入力に関係なく（ただし、のみハイレベル）、全セグメント出力がブランク（非点灯）になることを利用するためである。
桁選択回路について　この回路は、ＩＣ６からなり、２進２ビットのデータ書き込み桁選択信号を各桁のデータラッチＯＮ／ＯＦＦ回路へと振り分ける働きをする。
勝敗判定信号処理回路について　この回路は、ＩＣ２、ＩＣ１４からなり、勝敗判定装置からのＯＮ／ＯＦＦ信号を電気的に絶縁し、ＣＰＵボードに送る働きをする。
チャタリング防止回路について　この回路は、ＩＣ１５からなり、フロントボードの押しボタンスイッチからの信号のチャタリングを防止し、ＣＰＵボードに送る働きをする。
データラッチＯＮ／ＯＦＦ及びデータ処理回路　まず、データラッチＯＮ／ＯＦＦ回路は、ＩＣ７、ＩＣ８からなり、桁選択回路からの桁選択信号とＨａｎｄｓｈａｋｅ　２からの信号によってデータを書き込むデコーダのラッチ機能をＯＦＦし、データが書き込まれた後ラッチ機能をＯＮさせる。つぎに、データ処理回路であるが、これは、ＩＣ９～ＩＣ１２からなり、ＢＣＤコードで入力されたデータを７Ｓｅｇ．－Ｌｅｄ．用の信号に変換する。また、そのデータをラッチする働きも持つ．

２．２　フロントボード

フロントボードに関しては、特に詳しく説明する必要は無いと思われる。
来年度からの基板作成者には、フロントボードの更なる小型化とメインボードとの一体化を望む。

２．３　インタフェース

以下に、コネクタのピンアサインを示す。

ＣＯＮ１

　ピン番号方向※ 　　　　内容　ピン番号方向※ 　　　　内容
　１　← Vcc ２１　－ GND
　２　→ Handshake 1　※※ ２２（PB0）　→ 4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF(0)
　３未使用 TIN ２３　－ GND
　４　← Handshake 2　※※※ ２４（PB1）　→ 4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF(1)
　５　← TOUT ２５　－ GND
　６（PA0）　← 7Seg.-Led.data(0) ２６（PB2）　→ 4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF(2)
　７　－ GND ２７　－ GND
　８（PA1）　← 7Seg.-Led.data(1) ２８（PB3）　→ 4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF(3)
　９　－ GND ２９　－ GND
１０（PA2）　← 7Seg.-Led.data(2) ３０（PB4）　← テスト信号入力
１１　－ GND ３１　－ GND
１２（PA3）　← 7Seg.-Led.data(3) ３２（PB5）　→ テスト信号出力
１３　－ GND ３３　－ GND
１４（PA4）　← 7Seg.-Led.選択(下位) ３４（PB6）　← 勝敗判定装置ON/OFF信号
１５　－ GND ３５　－ GND
１６（PA5）　← 7Seg.-Led.選択(上位) ３６（PB7）未使用未使用
１７　－ GND ３７　－ GND
１８（PA6）　← Red-Led.ON/OFF ３８未使用 Handshake 3
１９　－ GND ３９　← GND
２０（PA7）　← Green-Led.ON/OFF ４０　→ Handshake 4　※※※※
※　　　　方向は、”←”ＣＰＵボードからＭＭＩボードへの入力
　　　　　　　　　”→”ＭＭＩボードからＣＰＵボードへの出力を表す。
※※　　　Handshake 1の信号は、Handshake 2の信号をインバータに通したものを出力する。
※※※　　Handshake 2の信号は、デコーダのデータラッチのタイミング用である。
※※※※　Handshake 4の信号は、押しボタンスイッチのON/OFF信号である。

　ＣＯＮ２

　番号方向※ 　　　　　　　内容
１未使用未使用
２　← 勝敗判定装置ON/OFF信号
３　→ 勝敗判定装置ON/OFF信号（折り返し）
※　　　　方向は、”←”勝敗判定装置からＭＭＩボードへの入力
　　　　　　　　　”→”ＭＭＩボードから勝敗判定装置への出力を表す。

ＣＯＮ３（ＣＯＮ４）

番号方向※ 　　　　　　内容番号方向※ 　　　　　　　内容
　１未使用未使用３１未使用未使用
　２未使用未使用３２未使用未使用
　３未使用未使用３３　－ GND
　４　← 押しボタンスイッチON/OFF信号３４　→ 7Seg.-Led.1信号(a)
　５　← 押しボタンスイッチON/OFF信号３５　→ 7Seg.-Led.1信号(g)
　６　－　 GND ３６　→ 7Seg.-Led.1信号(f)
　７未使用未使用３７　→ 7Seg.-Led.1信号(b)
　８未使用未使用３８　→ 7Seg.-Led.1信号(c)
　９　← ３ピンコネクタ（３）３９　→ 7Seg.-Led.1信号(d)
１０　← ３ピンコネクタ（２）４０　→ 7Seg.-Led.1信号(e)
１１未使用未使用４１未使用未使用
１２　－ GND ４２未使用未使用
１３　← 4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF（３）４３　－ GND
１４　← 4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF（２）４４　→ 7Seg.-Led.2信号(a)
１５　← 4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF（１）４５　→ 7Seg.-Led.2信号(g)
１６　← 4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF（０）４６　→ 7Seg.-Led.2信号(f)
１７　－ Vcc ４７　→ 7Seg.-Led.2信号(b)
１８　→ Green-Led.ON/OFF信号４８　→ 7Seg.-Led.2信号(c)
１９　－ Vcc ４９　→ 7Seg.-Led.2信号(d)
２０　→ Red-Led.ON/OFF信号５０　→ 7Seg.-Led.2信号(e)
２１未使用未使用５１未使用未使用
２２未使用未使用５２未使用未使用
２３　－ GND ５３　－ GND
２４　→ 7Seg.-Led. 0信号(a) ５４　→ 7Seg.-Led.3信号(a)
２５　→ 7Seg.-Led. 0信号(g) ５５　→ 7Seg.-Led.3信号(g)
２６　→ 7Seg.-Led. 0信号(f) ５６　→ 7Seg.-Led.3信号(f)
２７　→ 7Seg.-Led. 0信号(b) ５７　→ 7Seg.-Led.3信号(b)
２８　→ 7Seg.-Led. 0信号(c) ５８　→ 7Seg.-Led.3信号(c)
２９　→ 7Seg.-Led. 0信号(d) ５９　→ 7Seg.-Led.3信号(d)
３０　→ 7Seg.-Led. 0信号(e) ６０　→ 7Seg.-Led.3信号(e)
※　　　　方向は、”←”フロントボードからメインボードへの入力
　　　　　　　　　”→”メインボードからフロントボードへの出力を表す。

３、基板製作上の注意

３．１　メインボード

メインボードの基板製作上の注意としては、

コネクタのランドの径が小さいため、ドリルで穴を開ける最は、銅箔をはがさないように気をつけること。
ＩＣの向きがそろっていないため実装図などを参考にして、正しくＩＣをはんだ付けすること。
このボードでは、スルーホールの数が多い為、経費節約と導通の確実さから、下の図に示した様に接続した。

３．２　フロントボード

フロントボードの製作上の注意は、メインボードとほぼ同じである。
特に注意する事は、７Ｓｅｇ．－Ｌｅｄ．のピンアサインは、型によって大きく違うことである。

※ＴＭＰの時に注意する事
ＧＮＤとＶｃｃが短絡していないことを確認する。

４、基板に関する登録物

目次	登録物	登録先	ファイル名
4.1.1	MMIÎÞ°ÄÞ（初版）回路基板関連（その他）	V94-CARD-013
4.1.2	MMIÎÞ°ÄÞ（初版）詳細設計書	V94-CARD-113	mmishou.sam
4.1.3	MMIÎÞ°ÄÞ（初版）回路基板回路図(OrCADÌ§²Ù)	V94-CARD-213	mmi.1
4.1.4	MMIÎÞ°ÄÞ（初版）回路基板部品表	V94-CARD-313	mmibuhin.sam
4.1.5	MMIÎÞ°ÄÞ（初版）回路基板ÊßÀ°Ý、実装図(ÊßÀ°ÝCADÌ§²Ù)	V94-CARD-413	mmi.dbh
4.1.6	MMIÎÞ°ÄÞ（初版）回路基板改造仕様書	V94-CARD-513	MMIÎÞ°ÄÞ改造仕様書１
4.2.1	メインボード回路基板関連（その他）	V94-CARD-014
4.2.2	MMIÎÞ°ÄÞ（２版）詳細設計書	V94-CARD-114	mmishou2.sam
4.2.3	メインボード回路基板回路図(OrCADÌ§²Ù)	V94-CARD-214	mmi.1
4.2.4	メインボード回路基板部品表	V94-CARD-314	mmibuhin.sam
4.2.5	メインボード回路基板パターン、実装図(ÊßÀ°ÝCADÌ§²Ù)	V94-CARD-414	gmmi.dbh
4.2.6	メインボード回路基板改造仕様書	V94-CARD-514	MMIÎÞ°ÄÞ改造仕様書２
4.3.1	フロントボード回路基板関連（その他）	V94-CARD-015
4.3.2	MMIÎÞ°ÄÞ（２版）詳細設計書	V94-CARD-115	mmishou2.sam
4.3.3	フロントボード回路板回路図(OrCADÌ§²Ù)	V94-CARD-215	mmi.1
4.3.4	フロントボード回路基板部品表	V94-CARD-315	mmibuhin.sam
4.3.5	フロントボード回路基板パターン、実装図(ÊßÀ°ÝCADÌ§²Ù)	V94-CARD-415	fmmi.dbh
4.3.6	フロントボード回路基板改造仕様書	V94-CARD-515	MMIÎÞ°ÄÞ改造仕様書２
4.4	MMIÎÞ°ÄÞ作成手順書	V94-SPEC-013	mmisaku.sam
4.5	MMIÎÞ°ÄÞ検査手順書	V94-SPEC-014	mmikensa.sam
4.6	MMIÎÞ°ÄÞ取扱説明書	V94-SPEC-015	mmitori.sam
4.7	MMIÎÞ°ÄÞ固定用部品図	V94-PART-010	mmikotei.sam
4.8.1	MMIÎÞ°ÄÞ（初版）穴開け図	V94-PART-011	mmihole1.sam
4.8.2	MMIÒ²ÝÎÞ°ÄÞ穴開け図	V94-PART-012	mmihole2.sam
4.8.3	MMIÌÛÝÄÎÞ°ÄÞ穴開け図	V94-PART-013	mmihole3.sam
4.9.1	MMIÒ²Ý-ÌÛÝÄÎÞ°ÄÞ用¹°ÌÞÙ	V94-PART-014	mmicab1.sam
4.9.2	MMIÒ²Ý-CPUÎÞ°ÄÞ用¹°ÌÞÙ	V94-PART-015	mmicab2.sam
4.10	卒業研究論文	V94-SPEC-027	soturonn.sam

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項　番	版　数	年月日	作　成　者	改　訂　内　容
1	初版	95.3.9	谷口
2
3
4
5
6
7

ピン番号	方向※	内容	ピン番号	方向※	内容
１	←	Vcc	２１	－	GND
２	→	Handshake 1　※※	２２（PB0）	→	4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF(0)
３	未使用	TIN	２３	－	GND
４	←	Handshake 2　※※※	２４（PB1）	→	4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF(1)
５	←	TOUT	２５	－	GND
６（PA0）	←	7Seg.-Led.data(0)	２６（PB2）	→	4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF(2)
７	－	GND	２７	－	GND
８（PA1）	←	7Seg.-Led.data(1)	２８（PB3）	→	4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF(3)
９	－	GND	２９	－	GND
１０（PA2）	←	7Seg.-Led.data(2)	３０（PB4）	←	テスト信号入力
１１	－	GND	３１	－	GND
１２（PA3）	←	7Seg.-Led.data(3)	３２（PB5）	→	テスト信号出力
１３	－	GND	３３	－	GND
１４（PA4）	←	7Seg.-Led.選択(下位)	３４（PB6）	←	勝敗判定装置ON/OFF信号
１５	－	GND	３５	－	GND
１６（PA5）	←	7Seg.-Led.選択(上位)	３６（PB7）	未使用	未使用
１７	－	GND	３７	－	GND
１８（PA6）	←	Red-Led.ON/OFF	３８	未使用	Handshake 3
１９	－	GND	３９	←	GND
２０（PA7）	←	Green-Led.ON/OFF	４０	→	Handshake 4　※※※※

番号	方向※	内容
１	未使用	未使用
２	←	勝敗判定装置ON/OFF信号
３	→	勝敗判定装置ON/OFF信号（折り返し）

番号	方向※	内容	番号	方向※	内容
１	未使用	未使用	３１	未使用	未使用
２	未使用	未使用	３２	未使用	未使用
３	未使用	未使用	３３	－	GND
４	←	押しボタンスイッチON/OFF信号	３４	→	7Seg.-Led.1信号(a)
５	←	押しボタンスイッチON/OFF信号	３５	→	7Seg.-Led.1信号(g)
６	－	GND	３６	→	7Seg.-Led.1信号(f)
７	未使用	未使用	３７	→	7Seg.-Led.1信号(b)
８	未使用	未使用	３８	→	7Seg.-Led.1信号(c)
９	←	３ピンコネクタ（３）	３９	→	7Seg.-Led.1信号(d)
１０	←	３ピンコネクタ（２）	４０	→	7Seg.-Led.1信号(e)
１１	未使用	未使用	４１	未使用	未使用
１２	－	GND	４２	未使用	未使用
１３	←	4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF（３）	４３	－	GND
１４	←	4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF（２）	４４	→	7Seg.-Led.2信号(a)
１５	←	4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF（１）	４５	→	7Seg.-Led.2信号(g)
１６	←	4ËÞ¯ÄÃÞ¨¯Ìß½²¯ÁON/OFF（０）	４６	→	7Seg.-Led.2信号(f)
１７	－	Vcc	４７	→	7Seg.-Led.2信号(b)
１８	→	Green-Led.ON/OFF信号	４８	→	7Seg.-Led.2信号(c)
１９	－	Vcc	４９	→	7Seg.-Led.2信号(d)
２０	→	Red-Led.ON/OFF信号	５０	→	7Seg.-Led.2信号(e)
２１	未使用	未使用	５１	未使用	未使用
２２	未使用	未使用	５２	未使用	未使用
２３	－	GND	５３	－	GND
２４	→	7Seg.-Led. 0信号(a)	５４	→	7Seg.-Led.3信号(a)
２５	→	7Seg.-Led. 0信号(g)	５５	→	7Seg.-Led.3信号(g)
２６	→	7Seg.-Led. 0信号(f)	５６	→	7Seg.-Led.3信号(f)
２７	→	7Seg.-Led. 0信号(b)	５７	→	7Seg.-Led.3信号(b)
２８	→	7Seg.-Led. 0信号(c)	５８	→	7Seg.-Led.3信号(c)
２９	→	7Seg.-Led. 0信号(d)	５９	→	7Seg.-Led.3信号(d)
３０	→	7Seg.-Led. 0信号(e)	６０	→	7Seg.-Led.3信号(e)

９４ＭＩＲＳ Ｖ－Ｐｒｏｊｅｃｔ 基板詳細設計仕様書 （ＭＭＩボード：２版）

目次

はじめに

１．ＭＭＩボードの部品に関する詳細

１．１ メインボード

１．２ フロントボード

２、ＭＭＩボードの回路の詳細

２．１ メインボード

２．２ フロントボード

２．３ インタフェース