簡易ラジオ受信周波数表示ユニット(7セグ4桁)
概要
今迄に多くの「周波数カウンタ」を製作しました。
そして「周波数カウンタ」の機能の一部として、“ラジオ受信周波数表示←455kHz>“を実装しました。
今回は、ラジオ受信周波数表示に特化したユニットを製作してみました。
<仕様>
- 表示周波数は、ラジオの中間周波数(455kHz)を差し引いた値(ラジオ受信周波数)とします。
- 表示周波数の単位は、kHzとし、1kHz未満は、四捨五入します。
- 簡素化を図るために、クロックはPIC内蔵の8MHzを使用します。
動作原理
<メイン処理>
- 周波数をカウントします。
- 校正スイッチがOFFの場合には、測定結果の補正、-455kHz、四捨五入、7セグ表示を行います。
- 校正スイッチがONの場合には、校正値の算出、保存、7セグ表示(1MHz時の周波数)を行います。
<セグメントデータ設定処理>
- 引数で渡されたカウント値(seg1,seg2,seg3,seg4)を、表示用変数(seg_dat)にセットします。
<割り込み処理>
- TIMER2を使用して、1msecの割り込みを発生させます。
- フラグ(fc_flg)が、“-1”であれば、何もしません。
- フラグ(fc_flg)が、“0“であれば、カウント用のゲートを開けて、フラグ(fc_flg)をインクリメントします。
- フラグ(fc_flg)が、“100”であれば、カウント用のゲートを閉じて、フラグ(fc_flg)を“-1“にします。
- フラグ(fc_flg)が、上記以外でであれば、フラグ(fc_flg)をインクリメントします。
- ダイナミック点灯処理を呼び出します。
<周波数カウント処理>
- カウント用のタイマー(TIMER1)を初期化します。
- フラグ(fc_flg)を、“0”にして、カウントを開始します。
- フラグ(fc_flg)が、“-1“になると、カウントを停止します。
<ダイナミック点灯処理>
- 呼び出される毎に、セグメントを順次切り替えて、表示用変数(seg_dat)の値を点灯させます。
<入力アンプ>
- C-MOSのインバータ 74HCU04を、抵抗で負帰還をかけてアナログアンプとして使用します。
<校正方法>
未校正でも使用可能ですが、校正をすることにより、精度を高めることが出来ます。
- 出来るだけ精度の高い、1MHzの信号を入力してください。
- 校正スイッチ(calibration)を押下します。
- 表示が1000kHz前後になることを確認します。
- 以降は、校正値で補正された値が表示されます。
- 校正値は、EEPROMに保存されるので、起動する度に校正をする必要はありません。
回路図
<5球スーパーラジオへの接続>
ソースコード
- freq_counter_7seg_4digit.c
//********************************************************************** /* ＜簡易ラジオ受信周波数表示ユニット（７セグ４桁）＞ ※ラジオの局発から中間周波数（455kHz）を引いた値を表示する。 ※つまり、ラジオの受信周波数を表示する。 */ //********************************************************************** //■■■関数＆共有データ宣言■■■ extern void main(); extern long measurement(); extern void init_port(); extern void init_segment(); extern void init_timer(); extern void segment_disp(); extern void segment_set_data(short seg1, short seg2, short SEG3, short seg4); extern void interrupt(); //********************************************************************** //■■■マクロ定義■■■ //7SEG-SELECT #define ACTIVE_LOW //簡易接続、標準接続（Ｂ（2SA1015）） #ifdef ACTIVE_LOW #define SEG_ON 0 #define SEG_OFF 1 #else //標準接続（Ａ（2SC1815）） #define SEG_ON 1 #define SEG_OFF 0 #endif sbit SEG1 at PORTA.B1; sbit SEG1_Direction at TRISA.B1; #define SEG1_ON SEG1 = SEG_ON #define SEG1_OFF SEG1 = SEG_OFF sbit SEG2 at PORTA.B0; sbit SEG2_Direction at TRISA.B0; #define SEG2_ON SEG2 = SEG_ON #define SEG2_OFF SEG2 = SEG_OFF sbit SEG3 at PORTA.B7; sbit SEG3_Direction at TRISA.B7; #define SEG3_ON SEG3 = SEG_ON #define SEG3_OFF SEG3 = SEG_OFF sbit SEG4 at PORTA.B6; sbit SEG4_Direction at TRISA.B6; #define SEG4_ON SEG4 = SEG_ON #define SEG4_OFF SEG4 = SEG_OFF //7SEG-DATA #define SEG_DATA PORTB #define SEG_DATA_Direction TRISB //switch #define SW_CAL PORTA.B5 #define SW_ON 0 #define SW_OFF 1 //other #define INPUT_MODE 1 #define OUTPUT_MODE 0 //********************************************************************** //■■■メイン関数■■■ void main() { double freq; long tmp; char buf[16], tmp0, tmp1, tmp2, tmp3; union { double _double; short _short[4]; } cal; // OSCCON = 0b01110000; //クロックを8MHzに設定します。 ANSEL = 0b00000000; //A/D変換モジュールは使用しません。 TRISA = 0b11111111; TRISB = 0b11111111; // init_port(); init_segment(); init_timer(); // 校正データを読み込む tmp0 = Eeprom_Read(0); Delay_ms(20); tmp1 = Eeprom_Read(1); Delay_ms(20); tmp2 = Eeprom_Read(2); Delay_ms(20); tmp3 = Eeprom_Read(3); Delay_ms(20); cal._short[0] = tmp0; cal._short[1] = tmp1; cal._short[2] = tmp2; cal._short[3] = tmp3; cal._double = ((cal._double < 0.5) || (cal._double > 1.5)) ? 1.0 : cal._double; // 割り込みを許可します。 INTCON.PEIE = 1; INTCON.GIE = 1; // while (1) { //測定 freq = measurement(); // if (SW_CAL == SW_OFF) { //測定結果の補正、四捨五入、表示 tmp = freq / cal._double; tmp -= 455000.0; // if ((tmp % 1000) >= 500) { tmp = (tmp / 1000) + 1; } else { tmp = tmp / 1000; } // LongWordToStr(tmp, buf); buf[6] = (buf[6] == ' ') ? 0 : buf[6] - '0'; buf[7] = (buf[7] == ' ') ? 0 : buf[7] - '0'; buf[8] = (buf[8] == ' ') ? 0 : buf[8] - '0'; buf[9] = (buf[9] == ' ') ? 0 : buf[9] - '0'; segment_set_data(buf[6], buf[7], buf[8], buf[9]); } else { //校正値の算出、保存、表示（1MHz時の周波数） cal._double = freq / 1000000.0; // Eeprom_Write(0, cal._short[0]); Delay_ms(20); Eeprom_Write(1, cal._short[1]); Delay_ms(20); Eeprom_Write(2, cal._short[2]); Delay_ms(20); Eeprom_Write(3, cal._short[3]); Delay_ms(20); // LongWordToStr(cal._double * 1000.0, buf); buf[6] = (buf[6] == ' ') ? 0 : buf[6] - '0'; buf[7] = (buf[7] == ' ') ? 0 : buf[7] - '0'; buf[8] = (buf[8] == ' ') ? 0 : buf[8] - '0'; buf[9] = (buf[9] == ' ') ? 0 : buf[9] - '0'; segment_set_data(buf[6], buf[7], buf[8], buf[9]); } Delay_ms(400); } } //********************************************************************** //■■■セグメント初期化関数■■■ void init_segment() { SEG1_Direction = OUTPUT_MODE; SEG1_OFF; SEG2_Direction = OUTPUT_MODE; SEG2_OFF; SEG3_Direction = OUTPUT_MODE; SEG3_OFF; SEG4_Direction = OUTPUT_MODE; SEG4_OFF; // SEG_DATA_Direction = 0b01000000; SEG_DATA = 0x00; } //********************************************************************** //■■■入出力ポート初期化関数■■■ void init_port() { } //********************************************************************** //■■■タイマー初期化関数■■■ void init_timer() { T2CON.T2CKPS1 = 0; T2CON.T2CKPS0 = 0; T2CON.TOUTPS3 = 1; T2CON.TOUTPS2 = 1; T2CON.TOUTPS1 = 1; T2CON.TOUTPS0 = 1; TMR2 = 0; PIE1.TMR2IE = 1; PIR1.TMR2IF = 0; PR2 = 125; //125=1msec/((1sec/8MHz)*4*16PS) T2CON.TMR2ON = 1; } //********************************************************************** //■■■セグメントデータ設定関数■■■ short seg_dat[4] = {0, 0, 0, 0}; // void segment_set_data(short seg1, short seg2, short SEG3, short seg4) { seg_dat[0] = seg1; seg_dat[1] = seg2; seg_dat[2] = seg3; seg_dat[3] = seg4; } //********************************************************************** //■■■割り込み関数■■■ short fc_flg = -1; void interrupt() { if (PIR1.TMR2IF == 1) { PIR1.TMR2IF = 0; //周波数カウンタ処理 switch (fc_flg) { case -1: break; case 0: T1CON.TMR1ON = 1; //ゲートを開ける。 fc_flg++; break; case 100: T1CON.TMR1ON = 0; // ゲートを閉める。 fc_flg = -1; break; default: fc_flg++; break; } // segment_disp(); } } //********************************************************************** //■■■周波数測定関数■■■ long measurement() { long freq; // freq = 0; PIE1.TMR1IE = 0; PIR1.TMR1IF = 0; T1CON.T1CKPS1 = 0; T1CON.T1CKPS0 = 0; T1CON.TMR1CS = 1; T1CON.NOT_T1SYNC = 1; TMR1H = 0; TMR1L = 0; fc_flg = 0; while (fc_flg != -1) { if (PIR1.TMR1IF == 1) { PIR1.TMR1IF = 0; freq++; } } if (PIR1.TMR1IF == 1) { PIR1.TMR1IF = 0; freq++; } return (((freq * 65536) + ((long)TMR1H * 256) + (long)TMR1L) * 10); } //********************************************************************** //■■■セグメントデータ表示関数■■■ short seg_tbl[10] = { 0b00111111, //0 0b00000110, //1 0b10011011, //2 0b10001111, //3 0b10100110, //4 0b10101101, //5 0b10111101, //6 0b00100111, //7 0b10111111, //8 0b10101111 //9 }; short seg_cnt = 0; // void segment_disp() { switch (seg_cnt) { case 0: SEG4_OFF; SEG_DATA = seg_tbl[seg_dat[0]]; SEG1_ON; seg_cnt = 1; break; case 1: SEG1_OFF; SEG_DATA = seg_tbl[seg_dat[1]]; SEG2_ON; seg_cnt = 2; break; case 2: SEG2_OFF; SEG_DATA = seg_tbl[seg_dat[2]]; SEG3_ON; seg_cnt = 3; break; case 3: SEG3_OFF; SEG_DATA = seg_tbl[seg_dat[3]]; SEG4_ON; seg_cnt = 0; break; } } //**********************************************************************
動作確認
※入力アンプの74HCU04は、手持ち部品の関係で、74HC14を使用しています。
1121kHzを入力して、-455kHzした値(666kHz)が表示されることを確認してみました。
7セグLEDを、アクリル板で覆うことにより、表示が見やすくなります。
手持ちの真空管ラジオに接続して、NHK第一放送(666kHz)を受信してみました。
