７セグ表示周波数カウンター
７セグメンントＬＥＤ表示の周波数カウンターを ＰＩＣを利用して作製することを試みた。 そのために、ＰＩＣの タイマー機能と 割り込みの手法を用いた。
１． 調整可能な基準信号発生器の作成：
ＴＴＬ ＩＣで作製した５桁周波数カウンターの１０進基準信号発生器の代わりに、ＰＩＣ１６Ｆ６２８Ａによる ゲートタイムが調整可能な基準信号発生器を設け、スイッチの切り替えによって 約０．１Ｓ、０．０１Ｓ、０．００１Ｓ間隔のダブル・クロックパルスによってＴＴＬ ＩＣカウンター基板のラッチ、クリアを行い、各ゲートタイムごとに正確に周波数をカウントするように改造した。
ＲＥＳ（ﾘｾｯﾄ）端子に０．０４７μＦを入れることにより、ダイナミックドライブの表示ずれを解消した。また、オープン時の ＳＷが完全に ０になるためには、（プルアップをしていないにもかかわらず、ＰＩＣはＣ−ＭＯＳなので、）１００ｋΩでアースに落とす必要がある。
また、プログラムのタイマ１の初期値を微調整しやすいように、ＰＩＣ ｋｉｔ 端子を設けた。
プログラムは、メインでは何もせず ｗｈｉｌｅ（１）で永遠に繰り返しているだけで、タイマ１のオーバーフローによって 関数 entry に飛ぶ。（interrupt は割り込み関数の頭に付ける） タイマ１の割り込みが発生したなら、ＳＷの３つの状態に応じて、クロックパルスとリセットパルスを出力した後、それぞれのタイマ１の初期値を再設定してメイン関数に戻すことによってゲート･タイムを決める。（タイマ１は、２バイト＝６５５３５まで設定可能で、これが分解能になる。ＴＭＲ１Ｈ（上位ビット ２５６） と ＴＭＲ１Ｌ（下位ビット ２５６）に分けて表示する。） 挿入された ＮＯＰ（ ）は、タイマ１の最小分解能とほぼ同じだったので、省略してタイマ１のみで決めても良い。
ＳＷ１（約０．１Ｓ）の場合、タイマ１の最大時間を超えるので、約０．０１Ｓを１０回繰り返した。
また、ダイナミック・ドライブの駆動用パルスには、タイマ２の ＣＣＰモジュールによる ＰＷＭ信号を用いた。（約１ｋＨｚ、デューティー比約５０％、５Ｖ方形波）
結果は、タイマ１とタイマ２の干渉など起こらず、安定していて滑らかな動きであり、測定精度もレンジ切替により ５〜６桁まではＯＫだった。（周波数 約５０ＭＨｚまで正確、ただし、３０ＭＨｚを超えると測定の閾値が高くなるので、実用範囲は ３０数ＭＨｚ程度。水晶発振子（１０．０００ＭＨｚ）の精度は高くないが、安定度は充分ある。）
・・・・・ ４．０００ＭＨｚ、１４．３１８１８ＭＨｚ、４８．０００ＭＨｚのそれぞれのクリスタルオシレータによる測定結果では、 レンジ１： ４．０００、 １４．３１８、 ４８．０００、 レンジ２： ４．００００、 ４．３１８２、８．０００５、 レンジ３： ９９９９５、 ３１８１９、９９９８６ のようになった。これ以上は、ＴＭＲ１Ｌの数値１つを増減すると より大きくずれるので、この辺が調整の限界となる。
● ソース：
＊ ＴＴＬ ＩＣ方式の周波数カウンターは非常に堅牢で、作ってから３年にもなるが問題なく動いている。 その昔、周波数カウンターの調整は、各レンジごとに決められた周波数に水晶を作り、キャップを外して水晶振動子に”赤チン”を塗って微調整したそうである。
２． 全ＰＩＣ化の試み：
工作は比較的簡単で、ダイナミックドライブのため多くの出力ピンが必要なので、４０ｐｉｎの ＰＩＣ１６Ｆ８７７Ａを用いた。
高周波の計数（タイマ０のクロックソース（Ｔ０ＣＫＩ： ＲＡ４、３０ＭＨｚまで）から入力。とりあえず、２×５０＝１００ごとに次の１０進ソフトカウンタへ。何進であっても、最大２バイト以下ならば後の演算で修正できる。）、ゲートタイムごとの割込み（タイマ１のオーバーフロー）、７セグメント表示器のダイナミックドライブ（タイマ１とＮ回に１回同期させる） の３つを、一つのＰＩＣで行なうという試みだったが、結論から言うと、無理があった。
問題点の１つ目は、計測した数値の表示が、 １〜３桁目の低位桁で ２０回に１回くらい低い値と高い値を示すことであり、ゲートタイムを１（Ｓ）にしても３〜４桁の精度しか出ないことである。
これは、メインでの計測値をタイマ１の割込みでキャプチャーするとき、メインのループのどこで割り込みが発生するかによる。
また、割込みで、ダイナミックドライブのＮ回（Ｎ＝２５００）に１回ずつデータを更新するので、タイマ１の初期値設定による分解能が悪くなる。
さらに、割り込み関数へ移行すると、タイマ０は無関係にそのまま動いているが、上位のソフトカウンター（プログラム上のカウンター）はすべて止まってしまう。このため、
・ 割り込み直後、ｂ＝ＴＭＲ０ と置いて固定し、割込みから抜ける直前に、ＴＭＲ０＝ｂ として戻し、そこから再スタートする。
・ Ｔ０ＣＫＩ（ＲＡ４）ｐｉｎ に ＲＡ５ ｐｉｎを結合し、ＲＡ５を出力用（０）にすることで強制的にＴ０ＣＫＩからの入力を遮断する。
・ 外部のゲート（７４ＬＳ００など）を使って入力を遮断する。
などの方法を試みたが、あまり効果が無かった。
この周期的な誤差を修正するプログラムを追加する必要がある。
問題点の２つ目は、捉えた数値データを演算処理する際、若干の時間がかかるため、ダイナミックドライブの表示にゲートタイムごとのちらつきが出ることである。ゲートタイムを１Ｓ程度にして目立たないようにすることで解決した。（時計のように１秒ごとに全体が点滅するが、目障りといえば目障り）
＊ すべて一つのＰＩＣでコンパクトに行なうには、ＬＥＤ表示のダイナミックドライブは無理であり、ダイナミックドライブ機能が内蔵されている ＬＣＤ表示器を用いるべきである。 ＬＣＤ表示では、割り込み関数を用いることも無く 普通の関数を呼び出す形で、精度が高く、割込みどおしの干渉も起こらない。
● ソース： font7s.h ：（Ｈｅａｄｅｒ ｆｉｌｅｓ に貼る）
３． ＴＴＬカウント基板のＰＩＣによる制御：
ＰＩＣのメインプログラムによる計数を止め、ＴＴＬ ＩＣ によるカウント基板（３桁×２枚＝６桁分）を作製し、これをＰＩＣ基板から制御する（ＣＫ、ＲＥＳ）と同時に、カウント基板からのＢＣＤ信号（４ビット： Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を入力し、数値化、７セグＦＯＮＴ化して、このメインの方で ダイナミックドライブする。 タイマ１による割込みでは、ゲートタイムによるＣＫ、ＲＥＳ出力のみを行なう。 カウント基板へのダイナミックドライブ用 Ｑ１〜Ｑ６出力は、ｓｅｌ [ ]（ＲＢ０〜５）から配線した。（Ｑ６：ＲＢ０、 Ｑ５：ＲＢ１、・・・、Ｑ１：ＲＢ５）
カウント基板は ７４ＬＳ９０を用いて１０進カウントしたが、９３などによる１６進カウントをすればＩＣを節約できる。（５セットで７桁）
ここで、ＴＴＬレベルと Ｃ−ＭＯＳレベル（ＰＩＣ）とのマッチングの問題があり、ＴＴＬのＢＣＤ出力には１ＭΩ〜１．６５ＭΩ程度の高抵抗でアースに落とす必要があった。（カウンタ基板２枚について抵抗１ヶ所。 スイッチング・ダイオードに並列する抵抗群は不要。 ＴＴＬの入力スレシホールドレベル約３Ｖに対し、Ｃ−ＭＯＳ（ＰＩＣ）は ４Ｖ近く必要。） １．と違って、ＣＫからコンデンサーで落とす必要はなかった。 また、ブランク回路は特に組まず、メインプログラムで行なう。
表示に用いた 青色超高輝度７セグＬＥＤ（ＯＳＬ１０５６１−ＬＢ、カソードコモン）はきわめて輝度が高いので、４７０Ωの抵抗を通して駆動した。
基板を３枚重ねて、ＰＳ−２のケースに楽に収まった。電源は５Ｖアダプター（１Ａ）を使用。（消費電力： ５Ｖ、１５０ｍＡ程度）
こちらの方は、１．と同様に、ちらつきも無く、正確に測定できた。（５〜６桁） ただし、２０ＭＨｚ以上の比較的高周波側や、変動する周波数源（ＬＣ発振など）では、周期的に不安定な表示をすることがある。
したがって、１/１００のプリスケーラー（７４ＡＣ００ ＋ ７４ＡＣ３９０、 １/１０は高調波が多くて使えない）を付けて、高周波専用（プリスケーラー入力 １８０ＭＨｚｍａｘで、カウンターでの直接の計測は１．８ＭＨｚ以下）にした方が良いと思われる。
● ソース： font7s.h ：（Ｈｅａｄｅｒ ｆｉｌｅｓ に貼る）