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| 図3 7Seg.-Ledの表示例 |
２．１ 構成
ＭＭＩボードの主な仕様は、図４にあるように７Ｓｅｇ．−Ｌｅｄ．（データ表示用）が４個、４ビットディップスイッチ（モード設定用）が１個、Ｇｒｅｅｎ，Ｒｅｄ−Ｌｅｄ．（状態表示用）が各１個、押しボタンスイッチ（表示切替用）が１個である。
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| 図4 外観図 |
ＭＭＩボードは、メインボードとフロントボードに分かれている。メインボードの大きさは、ＶＭＥラックに収納する事を考慮に入れて決定した。その大きさは、１００ｍｍ×１４０ｍｍである。フロントボードの大きさは、ＶＭＥラックの側面に取り付ける事を考慮に入れて決定した。その大きさは、６０ｍｍ×１４０ｍｍである。
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| 図5 MMIボードの外観図 |
今回、図４の外観図に示したように、ＭＭＩボードをフロントボードとメインボードに分けた。
メインボードとＣＰＵボードは、４０ピンコネクタとケーブルで接続する。当初の予定では、図６の外観図のように両ボードを接続してＶＭＥラック内に格納するはずであった。しかし、フロントボードの大きさの制約があり、７Ｓｅｇ．−Ｌｅｄ．の小型のタイプが入手できない事がわかったために、ボードを分離してメインボードとフロントボードを６０ピンのコネクタとケーブルで接続する。
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| 図6 当初の予定のが外観図 |
２．２機能性能
２．２．１ メインボード
図７は、メインボードの回路構成図である。ここでは、メインボードの回路をつに分けてそれぞれの回路の機能等について説明する。
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| 図7 メインボードの回路構成図 |
いままでのマン・マシン・インタフェースボードでは、７Ｓｅｇ．−Ｌｅｄ．の数が少なく、あまり多くの情報を一度に表示することができなかった。先程述べたように、今回ＭＭＩボードでは、７Ｓｅｇ．−Ｌｅｄ．の数を４個にした。普通に表示を制御するには各Ｌｅｄ．で４ビット合計１６ビット必要であるが、ポートの制限もあり、図７の回路構成図にあるように６８２３０のＡポートの８ビットのうちＰＡ０〜ＰＡ５までの６ビットを使って表示をするようにした。そこで、ラッチ機能を持つデコーダを使用することにし、６ビットのうちの４ビットをＬｅｄ．のデータ用に使い、残りの２ビットを桁の選択用に使うように工夫した。
ここで、問題となったのは、７Ｓｅｇ．−Ｌｅｄ．の消費電流の増加である。Ｌｅｄ．の消費電流は、１ｓｅｇｍｅｎｔ当り約２０ｍＡなので７Ｓｅｇ．−Ｌｅｄ．が全部点灯したとすると約０．５６Ａもの電流が流れることになる。これは、電池で駆動するＭＩＲＳシステムにとっては大きな負荷になる。
そこで、図８に示すように４つの位相の異なる方形波を作り、７Ｓｅｇ．−Ｌｅｄ．をパルス点灯させることにより消費電流を約１／４にするようにした。一つの桁が点灯して再び点灯する間隔が短い為、見た目には、すべての桁が点灯しているように見える。また、これにより７Ｓｅｇ．−Ｌｅｄ．の電流は、最大で約０．１４Ａになる。
この回路は、７４ＬＳ１６１（４ビットバイナリ（２進化１６進）カウンタ）、７４ＬＳ００（２入力ＮＡＮＤゲート）、７４ＬＳ０８（２入力ＡＮＤゲート）からなり、７Ｓｅｇ．−Ｌｅｄ．の下位の桁から順に上位の桁へと、パルス信号を送る機能を持つ。
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| 図8 パルス点灯用信号回路 |
表示試験の結果、ちらつきが気にならなくなるのは約２００Ｈｚ以上の時であった。この信号は、ＭＣ１４５１３Ｂのに入力される。これは、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。（付録：回路図参照）
２．２．２ フロントボード
フロントボードの回路構成図を図９に示す。ここでは、フロントボードの各回路について説明する。
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| 図9 フロントボード回路構成図 |
２．３ 外形
以下に、メインボードとフロントボードの外形図を示す。
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| 図10 メインボード外形図 |
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| 図11 フロントボード外形図 |
２．４ インタフェース
以下に、各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 | → | 4ﾋﾞｯﾄﾃﾞｨｯﾌﾟｽｲｯﾁON/OFF(0) |
| ３ | 未使用 | TIN | ２３ | − | GND |
| ４ | ← | Handshake 2 ※※ | ２４ | → | 4ﾋﾞｯﾄﾃﾞｨｯﾌﾟｽｲｯﾁON/OFF(1) |
| ５ | ← | TOUT | ２５ | − | GND |
| ６（PA0） | ← | 7Seg.-Led.data(0) | ２６ | → | 4ﾋﾞｯﾄﾃﾞｨｯﾌﾟｽｲｯﾁON/OFF(2) |
| ７ | − | GND | ２７ | − | GND |
| ８（PA1） | ← | 7Seg.-Led.data(1) | ２８ | → | 4ﾋﾞｯﾄﾃﾞｨｯﾌﾟｽｲｯﾁON/OFF(3) |
| ９ | GND | GND | ２９ | − | GND |
| １０（PA2） | ← | 7Seg.-Led.data(2) | ３０ | ← | テスト信号入力 |
| １１ | − | GND | ３１ | − | GND |
| １２（PA3） | ← | 7Seg.-Led.data(3) | ３２ | → | テスト信号出力 |
| １３ | − | GND | ３３ | − | GND |
| １４（PA4） | ← | 7Seg.-Led.選択(下位) | ３４ | ← | 勝敗判定装置ON/OFF信号 |
| １５ | − | GND | ３５ | − | GND |
| １６（PA5） | ← | 7Seg.-Led.選択(上位) | ３６ | 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 ※※※ |
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） |
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 | ← | 4ﾋﾞｯﾄﾃﾞｨｯﾌﾟｽｲｯﾁON/OFF（３ | ４３ | − | GND |
| １４ | ← | 4ﾋﾞｯﾄﾃﾞｨｯﾌﾟｽｲｯﾁON/OFF（２） | ４４ | → | 7Seg.-Led.2信号(a) |
| １５ | ← | 4ﾋﾞｯﾄﾃﾞｨｯﾌﾟｽｲｯﾁON/OFF（１） | ４５ | → | 7Seg.-Led.2信号(g) |
| １６ | ← | 4ﾋﾞｯﾄﾃﾞｨｯﾌﾟｽｲｯﾁON/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) |
| Address | Read or Write | Data D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 | 内容 | ＦＤＦＣ１１ |
| GD RD C1 C0 DA DB DC DD | GD:Grrenﾀﾞｲｵｰﾄﾞ選択 RD:Redﾀﾞｲｵｰﾄﾞ選択 C1:7SEG-LED選択（上位） C0:7SEG-LED選択（下位） DA:7SEG-LED Data信号（A） DB:7SEG-LED Data信号（B） DC:7SEG-LED Data信号（C） DD:7SEG-LED Data信号（D） | ||
| Write Write Write Write | 0 0 * * * * * * 0 0 * * * * * * 0 0 * * * * * * 0 0 * * * * * * |
Grenﾀﾞｲｵｰﾄﾞ消灯 Redﾀﾞｲｵｰﾄﾞ消灯 Greenﾀﾞｲｵｰﾄﾞ消灯 Greenﾀﾞｲｵｰﾄﾞ点灯 Greenﾀﾞｲｵｰﾄﾞ点灯 | |
| Write Write Write Write | * * 0 0 * * * * * * 0 1 * * * * * * 1 0 * * * * * * 1 1 * * * * | 2^0の7SEG-LEDを選択 2^1の7SEG-LEDを選択 2^2の7SEG-LEDを選択 2^3の7SEG-LEDを選択 | |
| Write ・ ・ ・ ・ Write | * * * * 0 0 0 0 ・ ・ ・ ・ * * * * 1 0 0 1 | D5,D4で選択した7SEG-LED に０を表示させる。 ・ ・ ・ D5,D4で選択した7SEG-LED |
| Address | Read or Write | Data D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 | 内容 | ＦＤＦＣ１３ |
| PB SH TO TI S3 S2 S1 S0 | PB:押しﾎﾞﾀﾝｽｲｯﾁON/OFF信号 SH:勝敗判定装置ON/OFF信号 TO:テスト信号出力 TI:テスト信号入力 S3:4bitｽｲｯﾁON/OFF信号 S2:4bitｽｲｯﾁON/OFF信号 S1:4bitｽｲｯﾁON/OFF信号 S0:4bitｽｲｯﾁON/OFF信号 | ||
| Read Read | 0 * * * * * * * 1 * * * * * * * | 押しﾎﾞﾀﾝｽｲｯﾁOFF信号 押しﾎﾞﾀﾝｽｲｯﾁON信号 | |
| Read Read | * 0 * * * * * *
* 1 * * * * * * | 勝敗判定装置ON信号 勝敗判定装置OFF信号 | |
| Read Read | * * 0 * * * * * * * 1 * * * * * | テスト信号の出力OFF テスト信号の出力ON | |
| Write Write | * * * 0 * * * * * * * 1 * * * * | テスト信号の入力OFF テスト信号の入力ON | |
| Read ・ ・ ・ Read | * * * * 0 0 0 0 ・ ・ ・ * * * * 1 1 1 1 | 4bitｽｲｯﾁによって００００ （0:10進）が入力 ・ ・ 4bitｽｲｯﾁによって１１１１ |
| 型番 | 名称 |
| pc817(シャープ） | フォトカプラ |
| 74HC379 | D-FF |
| 74HC04 | NOT |
| 74HC10 | 3入力NAND |
| μPD4513B(NEC) | デコーダ＋ラッチ回路 |
| GL5EG8（シャープ） | Green Led. |
| GL5HD8（シャープ） | Red Led. |
| 抵抗(330Ω) | |
| 抵抗(10K) | |
| CAPACITOR(10μ） | |
| 8Pin(4cm×2cmぐらい) | スイッチ(4Pin) |
| PS-40PE-D4T1-PN1（航空電子） | コネクタ(40Pin) |
| 5046-03A(MOREX) | コネクタ(3Pin) |
| TLRC336T（東芝） | 7SEG-LED |
| 2Pin(2cm×2cmぐらい） | 押しボタンスイッチ |