エレクトロニクスプロジェクト

学習用リポジトリです。目標はPCB設計とデジタル回路を学ぶことです。Verilog、Arduino、ESP32、Raspberry Piを使用します。進捗状況をここに随時投稿していきます。

最終目標は実際の回路またはPCBを製作することです。
そのために、まず基礎から取り組んでいます。Arduinoスケッチは、ボタン、LED、信号読み取りといった物理コンポーネントに慣れるためのものです。Verilog側は、レジスタ、カウンタ、メモリといった基本的な構成要素が実際にどのように連携するか、デジタルロジックをより深く理解するためのものです。

プロセッサは、電子機器が最低レベルでどのように動作するかを、可能な限り苦痛を伴う方法で学ぶために作成しています。

どうやら苦しみは良いものらしい。

SAP-1 — Simple as Possible Computer（参考）：https://karenok.github.io/SAP-1-Computer/

構成

arduino/      Arduinoでの物理ハードウェア実験
processor/    Verilogモジュール — デジタルロジック実験

プロセッサ（Verilog）

Digitalを使用して構築・シミュレーションしています。完全な回路図はmain.digにあります。

モジュール	ファイル	説明
8ビット加算器	`adder_8bit.v`	キャリーイン/アウト付きで2つの8ビット値を加算
8ビットレジスタ	`register_8bit.v`	書き込みイネーブルと同期リセット付きクロックドレジスタ
プログラムカウンタ	`program_counter.v`	クロック毎にインクリメント、停止とリセットをサポート
メモリ	`memory_256x8.v`	256バイト同期RAM
8-to-1マルチプレクサ	`mux_8_to_1.v`	8本のデータ線から1本を選択
8ビットカウンタ	`counter_8bit.v`	クロック毎にカウントアップ、ロードとリセット付き
ワンショット	`do_once.v`	ワンショットラッチ — 信号を1回だけ通過させる

Arduinoスケッチ

1. オンオフデバイス（完全に役立たず）

説明:
物理的なボタンと2つのLED（赤と青）を使った基本的なトグルデバイス。

動作:

電源投入時、赤色LEDが点灯します。
ボタンを押すと赤色LEDが消灯し、青色LEDが点灯します。
ボタンを離すと状態が元に戻ります。

回路: ボタンはピン9（INPUT_PULLUP）、青色LEDはピン2、赤色LEDはピン7。

私の祖先はこのデバイスが発明される瞬間を待っていました。そしてついにここに辿り着きました。

2. ボタンテスト

ピンをHIGHに設定します。以上です。

3. 読み取りテスト

ピンを読み取り、値をシリアルに出力します。基本的な入門用です。

4. 交通制御

説明:
3状態の自動交通信号機です。タイマーで緑→黄→赤を循環します。ボタンで割り込み、即座に赤に強制します（横断歩道）。