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TINA利用による74HC161の動作確認

目次 †

TINA利用による74HC161の動作確認 †

• 以前に『絵ときでわかるディジタル回路』に書かれていた74HC161利用による16進カウンタ回路を実際に製作し、74HC161の動作を確認した。
• 今回はTINAを用いて74HC161の入出力に注目したタイミングチャートを作ってみた。
• そして、TINAの仮想表示器を利用して回路を考えてみた。

実験 †

• 使用するソフトウェアはTINA7である。

タイミングチャート †

• 作成したTSCファイルは74HC161.TSCである。
• LOAD＝H、即ちデータ入力は使わないので、データ入力端子であるA〜D（3〜7番ピン）はオープンでよいが、一応GNDにつないでおく。
• 入出力だけに注目するため、インタラクティブモードはデジタルを選択してシミュレーションしたり、解析からタイミングチャートを製作する。

　この回路のタイミングチャートは次の通りである。

仮想表示器を用いたシミュレーション †

• 作成したTSCファイルは74HC161_3.TSCである。
• デジタル電圧ピンと7セグメント表示器を設置して、カウンタ回路の様子をシミュレーションしてみた。
  • 目視でシミュレーションがわかるように、CLK入力は1MHzにセット。
• 動作中のflash動画はtina.swf.html。
  • 線のポイントごとに赤・青で表示されるが、これはH,Lの違いを意味する。赤ならばH、青ならばLである。

習得したこと †

TINAの操作方法 †

• 2つのクロックタイプを使い分け。
  • CLKピンには、2Hzのデューティー比50%の正方派を入力。
  • CLRピンには、1回だけ↓入力。
    • CLRピンはイネーブルだから、↓入力が入ると出力全てがリセットされる。
• タイミングチャートの生成
  • 電圧ピンを置いてから、ツールメニューの「Analysis」＞「Digtal Timing Analysis」を選択すると、タイミングチャートが別ウィンドウで表示される。
  • このウィンドウはさらに画像エディタ機能としても動作するようだ。
  • 波形は電圧ピン名でソート（昇順）されて表示される。
    • 波形の並びを変更してければ、電圧ピンの特性画面のラベル名欄において、半角で「V:1」「l:2」のようにすると、「:」の後に付けた数字が表示順になる。この番号は測定結果画面には表示されない。
• 前回はDCモードでシミュレーションしたが、今回は完全にデジタル部品しか使っていないのでデジタルモードでシミュレーションしなければならないことがわかった。気付いたデジタルモードのときの注意は次の通り。
  • 部品は電圧ピン、GND、クロック入力、H/L入力を使う。
  • ICのVcc,GNDの指定はしなくてよい。
• ERCで簡易的な回路チェックが可能。
  • ひとつでもオープンなピンがあるとアラートが出る。
    • 実際の回路ではオープンするときであっても、シミュレーション時はGND,Vccいずれに接続しておくべきかもしれない。
• TINAに便利な仮想表示器
  • 仮想LED（部品名はロジックインダクター）
    • 見た目が菱形のもの。
    • 小型と大型を選べる。
    • Hなら指定した色を点灯する。あたかもLEDのように働くが、抵抗器などの存在を考慮しなくてもよい。
  • 仮想7セグメントLED（部品名はHEXディスプレイ）
    • TINAの仮想表示器は7セグメントLEDとデコーダをセットにしてある。抵抗器などの存在を考慮しなくてもよい。

回路 †

• 74HC161の動作の復習

参考文献 †

• 『絵ときでわかるディジタル回路』
• 『デジタル回路の「しくみ」と「基本」』