デジタル時計 部品説明
  時計制御PIC ( PIC16F873 ) 時計の機能の頭脳を担当するワンチップＣＰＵです。 このＰＩＣに書き込んだソフトウェアで時計の機能を実現します。 機能としては高度な機能は使っていません。機能的にはPIC16F84でも充分に実現できるものですが、制御するＩ／Ｏポート数の関係でPIC16F873を使用しています。 周辺回路CPLD ( XC9536-PC44 ) プログラム可能な論理デバイス(CPLD)です。これにより回路をコンパクト組むことができます。 今回の回路ではSR-FF、3-8デコーダ、1/200000分周回路を組み込んでいます。詳細は「デジタル時計用 周辺回路」を参照して下さい。 CPLDを使用しない場合、SR-FFに74HC00を１個、3-8デコーダに74HC138を１個、1/200000分周器に74HC390を３個使って同様な回路を構成することができます。 メロディーＩＣ ( SVM7975C ) メロディーＩＣです。このＩＣは８曲が組み込まれています。 ＩＣにはスピーカーを駆動するためのトランジスタを接続できるように設計されています。 今回の回路では音量のレンジを広げるため、外部の増幅器(LM386)を使っています。
SVM7975Cの概略仕様は以下のようになっています。
低周波増幅器 ( LM386N-1 ) 約５００ｍＷの出力電力が出せる小型増幅器です。周辺部品がほとんどいらないので便利です。 時報（電子オルゴール）の増幅および調整時にテレビ音声の増幅に使用しています。 表示器用電源 ( 78L05 ) 安定した＋５Ｖを得るための３端子レギュレータです。 表示用ＬＥＤの電源として使用しています。 １００ｍＡタイプです。 低周波増幅器用電源 ( 78L09 ) LM386の電源として安定した９Ｖの電圧を作ります。LM386の場合、電圧はそれほど安定している必要はないのですが、最大電圧が１２Ｖなので、これを越えないようにレギュレータを使用しました。 １００ｍＡタイプです。 テレビチューナー用電源 ( 78L12 ) TVチューナの電源として安定した１２Ｖの電圧を作ります。今回使用したTVチューナは放送局の選択を電圧で行っているので安定した電源が必要です。 １００ｍＡタイプです。 基本部電源 ( S813-50HG ) 安定した＋５Ｖを得るための３端子レギュレータです。 PIC、CPLD、メロディーＩＣの電源に使用しています。これらのデバイスはバッテリーバックアップして停電時にも動作するようにしています。バッテリーの電圧を７．２Ｖにしたので、レギュレータとしては電圧降下の少ないタイプを使っています。 S813-50HGの概略仕様は以下のようになっています。
LED制御用トランジスタ ( 2SA1015 ) ７セグメントＬＥＤの点灯制御を行うために使用しています。ＬＥＤのアノード側を制御するのでＰＮＰタイプを使用します。 バックアップ電源用ダイオード バックアップ電池の電流制御用のダイオードです。１Ａタイプを使用しています。もっと許容電流が少ない物でも良いのですが安価なので１Ａタイプを使っています。 ＩＣソケット PIC、メロディーＩＣ、低周波増幅器を搭載するためのＩＣソケットです。 PIC用の２８ピンソケットはスリムタイプです。ピン間隔が合えば、１４ピンのものを直列に使用してもＯＫです。 ＰＬＣＣ CPLDを搭載するためのＩＣソケットです。４４ピンタイプです。 ピン配置については「PLCCソケット」を参照して下さい。 レゾネータ ＰＩＣのクロック発振子には４ＭＨｚのレゾネータを使用しています。 ４ＭＨｚである必要はないのですが、もし、周波数を変えた場合にはＬＥＤ表示周期のタイミングなどが変化します。時計の精度には関係しません。 時刻表示用７セグメントＬＥＤ 時、分表示には少し大きめの７セグメントＬＥＤを使用しています。秒には小型のものを使用しています。 AM/PM表示用ＬＥＤ ＡＭ、ＰＭの文字を表示するために使用するＬＥＤです。内部に４つのＬＥＤが入っています。ＬＥＤの表面にＡＭおよびＰＭという文字を切り抜いた黒い紙を貼り付けています。最終的にはＬＥＤの前に紫色のアクリル板を付けるので黒い紙は目立ちません。 時表示用ＬＥＤ 時表示と分表示の区切りに使うＬＥＤです。 メロディーＩＣ用ＬＥＤ メロディーＩＣの電源および入力電圧制御用のＬＥＤです。SVM7975Cの電源電圧は３Ｖ位です。５Ｖの電圧を抵抗器とＬＥＤを使って約２Ｖの電圧にしています。このＬＥＤは常時点灯します。白い方のＬＥＤがそれで、緑色に点灯します。 ＰＩＣから出る制御信号も５Ｖなので、これを約２Ｖにするために同じように抵抗器とＬＥＤを使用しています。赤色のＬＥＤがそれです。 メロディー選択用タクトスイッチ 何らかの条件で電源を完全に停止した場合、メロディーの順番に狂いが生じます。このスイッチを押す毎に曲が切り替わります。 抵抗アレー SR-FFの入力をプルアップするための抵抗器です。 実装スペースの関係で抵抗アレーを使用しています。 ＴＶチューニング用可変抵抗器 テレビの選局をする電圧のための抵抗器です。 抵抗器 全て１／８Ｗの抵抗器を使用しています。 積層セラミック・コンデンサ 電源の高周波バイパス用に使用しています。 電解コンデンサ 電子オルゴール回路のカップリング・コンデンサとして使用しています。極性があるので、取り付ける際には注意が必要です。 ＬＥＤ表示フィルタ用アクリル板 ＬＥＤの前面に紫色のアクリル板を取り付けます。これにより点灯しているＬＥＤがはっきりと見えるようになります。 プリント基板 ４０ｘ５０ホールのユニバーサル基板を使用しています。 必要な大きさに切って使用しています。 配線端子 外部との配線に使う端子です。 コネクタ スピーカーの接続に使用するコネクタです。 スピーカーはケースの前面に取り付けるため、補修などで線を取り外すことがあるので、接続にはコネクタを使用しています。 スタッド プリント基板の取り付け、ＬＥＤフィルタ用アクリル板の取り付けに使用しています。 プリント基板取り付け用には５ｍｍのもの、アクリル板取り付け用には１０ｍｍのものを使っています。 |
規格
Vout