カウンター回路2

No.1030137で質問したものです。その後無事74163を使ってカウントすることはできているのですが、新たな問題が出てきました。

参考回路図
<http://www.wenzel.com/pdffiles/161divdr.pdf>
クロック周波数:10Hz
74163の数:5段(16^5までカウント可能)
74163への入力(3～6ピン)は以下の通り
(74163)---(1k)---(サムロータリスイッチ)
|
|
　　　(5V電源)

上記の回路で00001を入力すれば
osci _ _ _
| | | | | |
--- --- --- ---
out ___ ___
| | | |
--- ----- -----
となります。

で、問題は最初の1回目のカウントです。
スイッチ入力直後は74163の
9pin:high
3-6pin:全てhigh
となっているようで16^5カウントしてからここで15pin:highとなり、15pinをインバートしたもの9pinにいれているのでここで初めてLoadされ入力したカウントをカウントし始めます。
この16^5カウントがクロックが早いうちは気にならないのですが、10Hzともなると何時間も待たなくてはならなくなります。
9ピンにリセット用のスイッチ(スイッチon時だけ接地し、off時は7404からの出力をつなぐ)を入れてみましたが、うまく動きません。

長文で大変もうしわけありませんが、どうにかうまく解決する方法ないでしょうか？(桁を落とすのはなしです。)よろしくお願いいたします。

No.7 ベストアンサー 回答者： Teleskope 回答日時： 2005/01/08 02:18

　

　
>>　74LS163Aから74ACT163に変えたところリセットボタンで動くようになりました。リセットしないと相変わらず16^5カウントしているようです。(74Fシリーズは前回のアドバイスで使用をやめていました <<

　おー、やっぱり！　TTLの163、163A は、パラレルエントリが１クロック内で複数回LHLH…するとフリップフロップがひっくり返る現象を経験したのを思い出したんです。
　原因は、TTLの163は フリップフロップがJKFF的だからです。JKFFは『 JとKが同時変化すると反転する 』という機能が特徴で、奇しくもそれが裏目に出てるんですね。 そのとき TI社に質問したら歴史の話をされて、その機能を利用してるユーザーが居る可能性から途中で機能を変えるわけに行かなかったとか、製造許諾（改変禁止）の束縛とか、いろいろ説明されました。
　しかし、CMOSの基本フリップフロップはJKFFではない(gated-FFが2段)なので 何度バタバタ動いてもOKです。　実際に経験された通りです。　私と同じで歴史を追体験させられましたね。ｗ　TTLを悪く言う訳ではないですが、いろいろ、本当にいろいろありますので、完全脱却をお奨めします。これらの裏話に精通してないユーザーがドツボに填るというのでは今どき馬鹿げてます。
（TTLをCMOS化したのはバブル期の日本の東芝だったそうです。）
　No4で紹介した回路は、1クロックに１回しか変化しないように同期化する回路でした。


　老婆心ながら；
このあと何かの回路で短パルス化するとして、ソレノイド駆動は（例回路がバイポーラTrでちょっと古風なので）もしこれから購入するのなら パワーMOS-FET がお奨めです。駆動電源は12Vだとして負荷電流≒12V/13Ω≒１A、数アンペアのランクですね、
市販品の例
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=MO …


パワMOS の駆動も 経験と知識を要しますので、予算が許せるなら 手間が省ける素子を紹介します。これを４回路使ってしまうのがお奨めです。

（グランドよりプラス側に持ち上げ用 TLP558）
http://www.semicon.toshiba.co.jp/td/ja/Opto/Phot …

今回は不要でしょうが参考までに。
（グランドよりマイナス側に持ち下げ用 TLP555）
http://www.semicon.toshiba.co.jp/td/ja/Opto/Phot …

http://www.mepc.jp/
検索欄にTLP558と入れたら単価145円(10個単位小売り)と出ました。なお私はここは取引経験ありませんので。小売り値段を検索しただけです。

参考までに　フォトカプラの　概要、ウンチク、製品一覧（東芝）
http://www.google.com/search?num=100&hl=ja&ie=UT …
　
　

この回答へのお礼

返事が遅れました。非常に詳しい説明(歴史??)までどうもありがとうございます。
実は今回の回路を製作するに当たり「74シリーズならどれでもいいんだろう」ぐらいの気持ちで製作を始めたのでLSやらFやらC-MOSやらなにやらでこんなにも性能が違うことに非常に面食らいました。本当に勉強になりました。今後の回路設計の参考にさせていただきます。
改めて最後になりますが、(そう願いたいです。)再三にわたり私の愚かな質問に対し、非常に丁寧に答えていただいたことに深く感謝いたします。
どうもありがとうございました。

お礼日時：2005/01/16 17:18

No.8 回答者： Teleskope 回答日時： 2005/01/08 06:47

　

　
　御存知かと思いますが、何回もLHLH…する原因はスイッチの接点の跳躍、contact bounceです。俗称ではchatter,chatteringですね。スライド式のスイッチなら一層激しいです。

http://www.toshu-ltd.co.jp/gaki/electronics/AVR/ …

コンデンサを付けた波形の例
http://www.adtek.co.jp/seihin/MMSP/image/a35/AD0 …

　
　

No.6 回答者： ming3 回答日時： 2005/01/06 21:15

もし、見当違いであったら申し訳ありません。

最初にも出力信号を外部に出したいと理解しての回答です。

>9ピンにリセット用のスイッチ(スイッチon時だけ接地し、off時は7404からの出力をつなぐ)を入れてみましたが、うまく動きません。

現在の回路図では、スイッチを動作させてもデータをロードするだけですから当然の結果だと思います。

スイッチを動作させた時に出力を出したいのであれば、ロードすると同時に出力するようにすべきだと思います。

例えば、
スイッチのコモン(LOAD：74163の9ピン)からインバータを通して74157の3B(10ピン)に入力します、そして、3Y(9ピン)からの出力を現在の出力である4Y(12ピン)とORとして出力します。
そうすることにより、スイッチ動作時にも外部に出力されるはずです。


>桁を落とすのはなしです。

この意味が理解できませんでした。

この回答への補足

>現在の回路図では、スイッチを動作させてもデータをロードするだけですから当然の結果だと思います。

もちろんロードさせた後に9pinはhighに戻してカウントしています。

74157に関しては入力が"00000"とそうでないときを場合分けしているだけです。

桁を落とすというのは74163の個数を減らして最初のカウント数を減らすということでした。ではでは。

補足日時：2005/01/07 13:14

No.5 回答者： Teleskope 回答日時： 2005/01/06 19:30

　

　
手頃なのがありました、最初のところだけざっと読んでください。
http://www.ie.u-ryukyu.ac.jp/~wada/cad04/ff.html

データーシートです。和文のみつかりませんでした。
http://www.standardproducts.philips.com/products …
　
　

参考URL：http://www.ie.u-ryukyu.ac.jp/~wada/cad04/ff.html,http://www.standardproducts.philips.com/products …

この回答へのお礼

いつもいつも本当に丁寧なご回答どうもありがとうございます。

なんとリセットボタンで動いたんです。
前回のコメントで[製造の諸々で「クセ」がついてます。]とのことだったのでどうせ諦めるなら他の74163を使ってから諦めようと思い、M74LS163APから74ACT163Pに変えたところリセットボタンで動くようになりました。リセットしないと相変わらず16^5カウントしているようです。(74Fシリーズは前回のアドバイスで使用をやめていました。)

いつもいつも本当に丁寧な回答ありがとうございます。ご提示していただいた7474の回路に関しても今後の参考にさせていただきます。

このスレッドもあと1週間くらいはあけておくつもりなのでもしなにかコメントがありましたらよろしくお願いいたします。本当にどうもありがとうございました。

お礼日時：2005/01/07 13:14

No.4 回答者： Teleskope 回答日時： 2005/01/06 19:15

　

　
　失礼しました！　図が折り返らないように横幅を広げて御覧下さい。


　　　　　　　　　　　　　　　　　最終段163のCO出力から
　　　Vcc　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ｜
　　　　│　　　　　D-FF 7474の半分　　　 ｜
　　　抵抗　　　　　　　　　Vcc　　　　　　　INV（現在の回路）
　kΩオーダー　　　　┌─┴─┐　　　　　｜
　　　　│　　　　　　　│　　S　 │　　　　　｜　　　　　　　全163のLoad
　　　　├-------─┤Ｄ　　 Q├───NAND─INV── 9番ピンへ
　　　　│　　　　　　　｜　　　　 ｜　　　（または AND
　　手動SW　　　　┌┤CK　　 │　　　　　ゲート１個）
　　クローズで　　 ｜｜　　R　 ｜
　　強制Load　　　｜└─┬─┘
　　　　｜　　　　　 ｜　　　Vcc
　　　　┷　　　　　 ｜
　　　　　　　　　　 INV　7474や7414
　　　　　　　　　　　｜
　　　　　　　　　　　│
　　　　　　　　　　クロック
　　　　　　　　　　163と共通


　気になったのですが74754はお持ちでないんでしょうか？もしそうなら現在お手持ちの品種を少し教えてください。
　
　

No.3 回答者： Teleskope 回答日時： 2005/01/06 17:04

　

　
　修正後の回路図に気付かず余計なレスしてしまいました。

>>　>９番ピンを強制Lowにするのは良策ですが
>>　原因究明中です。何もしなければ(強制的に落とさなければ)最初はHighです。(で、時間が経つと矩形になる。この時間もクロックが早いと短い時間で、遅いと長い時間がかかります。) <<

　双安定回路（フリップフロップ）が20個ありますね、電源投入時、おのおのの値が1になるか0になるかは（教科書なら確率1/2と書くところですが）製造の諸々で「クセ」がついてます。その「クセの値」からカウントアップしていってオーバーフローするまでは仕方ないですね、傍観してるしかない。これを原因究明でなっとくしてください。よって外部から強制的にやるしかない、それが良策です。


　で、クロックが10Hzでも素子はあの74FシリーズTTLのままなんですよね‥‥‥

　想像が付きましたので、下記の回路を試してみてください。DFF（Delayd-FF）7474は、74FTTLである必要はまったくないので、遅いやつHCMOSなどでも十分です。
　それから、74Fはクロック10ns程度で動いてしまうので クロック配線は短めに。もし現用していて ときどきカウントが早めになる（時間間隔が短くなる）現象が疑われたら HCMOSなどに交換することをお勧めします。

「光まびき」了解しました。
　
　

この回答への補足

再度お返事有難うございます。

>下記の回路を試してみてください。

下記の回路ってどこでしょう…7474などのフリップフロップのICは使った事がありません。(いや、本来なら理解していなくてはいけないものですが)参照回路があればそちらのほうよろしくお願いいたします。

補足日時：2005/01/06 18:09

No.2 回答者： Teleskope 回答日時： 2005/01/06 15:17

　

　
　拝見しました、74163へのData入力部、下図のようでないとスイッチをどう設定しても、カウンタへの置数はオール1にしかなりませんね。前回の質問を見直したらここが疑問のままクローズされてました。
すぐ作り替えましょう。

　Load端子を強制Lowにするところはそれで良いと思います、原因はサムロータからの数値取り込み部のようですね。

　ところで、スイッチにオール1を設定したときセレクタで切り替えてる出力は何に使われてるんですか？興味あります。


　　サムホイール
　　スイッチ
　　　┏━┓　 ┌┬┬┬Vcc　
　　　┃　 ┃ 　 R R R R
　　　┃　 ┃　 ││││　　　　　74163
　　　┃　 ┠─┴─────┨3番ピン
　　　┃　 ┠──┴────┨4
　　　┃　 ┠───┴───┨5
　　　┃　 ┠────┴──┨6
　　　┗┯┛　
　　　　 │
　　　共通端子
　　　グランド


　スイッチから163へは直結配線して、その1本1本を抵抗でVccに吊る。
使ってる抵抗の値を教えてください。
　
　

この回答への補足

再度お返事ありがとうございます。
ごめんなさい。最初のは回路図の単なる書き間違えです。以下が正しい回路図です。

http://magical.mods.jp/futaba/interior/src/11049 …
上記で書いていただいた回路図と同じだと思います。
抵抗値の大きさは1kオームです。

で、Load端子を強制的に接地するべくスイッチにつなげているのですが、やはり解決されません。
クロックが100Kのときは約10秒前後、10Kのときは100秒前後待たないと、最終段の74163から出力が出てきません。
今、16^5=1048576なので、100Kで割ると10.5秒、10Kでわると100.5秒なのでやはり最初の1回目だけ16＾5をカウントしているのだと思います。

>ところで、スイッチにオール1を設定したときセレクタで切り替えてる出力は何に使われてるんですか?

この出力は別の装置を動かすのに使おうと思っています。たとえば
http://www.takano-sanki21.com/g_brs.html
などのソレノイドロータリーのトリガーにして、optical shutterとして作動させて光を間引くつもりです。今のところは1Mオームのインピーダンスのオシロへ接続しています。

自力で解決すべく努力中ですが、なにかアドバイスをいただけたらありがたいです。よろしくお願いいたします。

補足日時：2005/01/06 16:06

No.1 回答者： Teleskope 回答日時： 2005/01/06 04:34

　

　
前回回答した者ですが、AAがつぶれてしまってよく分かりません、９番ピンを強制Lowにするのは良策ですが、上手く行かないのところをもっと具体的に教えてください。
サムスイッチが電源投入時すべてのビットが１ということですか？
回路図をどこかにアップできませんか？
　
　

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。
回路を以下のサイトにアップロードしました。
<http://magical.mods.jp/futaba/interior/imgboard. …のカウンター回路、画像タイトル：1104975872066.bmp

>サムスイッチが電源投入時すべてのビットが１ということですか？
電源入力時では入力した値になっているのでビットが1というわけではありません。

>９番ピンを強制Lowにするのは良策ですが
うーん、これで行くと思ったのですが、行かないんですよね。原因究明中です。何もしなければ(強制的に落とさなければ)最初はHighです。(で、時間が経つと矩形になる。この時間もクロックが早いと短い時間で、遅いと長い時間がかかります。)

わかりにくくてすみませんでした。引き続きお返事いただけたら幸いです。よろしくお願いいたします。

補足日時：2005/01/06 10:49

この回答へのお礼

補足の補足です。すみません。以下のサイトで回路図を見れます。

<http://magical.mods.jp/futaba/interior/src/11049 …

お礼日時：2005/01/06 11:29