エレキ素人が何か考える（その15）：ロジック回路の遅延

ロジック回路(IC)の遅延を考える

NOT ICの時間的な遅延の考察である。言葉より、回路などを見れば、明確。

回路およびシミュレーション

NOTとANDとを組み合わせた下記回路図がターゲット。

NOTにより、ANDの2本のInputに同時にHIGH('1')にならないと思われるが、実際には、NOT ICの遅延により、わずかな時間、同時にHIGHとなる時間が存在する。このシミュレーション（falstad利用）で、NOTのスルーレート（反応時間？）を遅くすることにより、同時にHIGHとなる時間を長めとし、LED点灯により、その状況を明確化。

実回路ではどうなるか？

用いたロジックIC

秋月電子で入手したNOT IC。ピンアサインは下記のとおり。

同じくAND IC。ピンアサインは下記のとおり。

ソースコード

#define PIN_OUT   6
#define PIN_IN    2

void detection () {
  Serial.println("Change");  
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(PIN_OUT, OUTPUT);
  pinMode(PIN_IN, INPUT_PULLUP);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PIN_IN), detection, CHANGE);
}

void loop() {
  digitalWrite(PIN_OUT, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(PIN_OUT, LOW);
  delay(1000);
}

ほぼ自明。ANDの出力をLEDに接続するだけではなく、Arduinoのピン2に接続し、割り込みルーチンにより、ANDの出力HIGH状態をソフトウェア的に検出する。ここでは、1秒ごとに、HIGHおよびLOWの繰り返しを発生させ、NOT ICやAND ICへのインプット。

検証

結論から言うと、NOT ICを1つ用いただけでは、LEDの点灯を確認するどころか、HIGH状態の検出もできず。NOT ICを3つ用いた時も同様。

NOT ICを5つ用いると、ソフトウェア的なHIGH状態を検出することができた（それでも、LEDは点灯せず）。下記回路図参照。

実際の配線状況。

AND出力の電圧は、13-15mV程度。Arduinoからのシリアル出力は下記のとおり。

また、9V電池供給でも、LEDは点灯せずであった。

終わりに

一応、遅延があり、実感はできた、、と言ったところ。