はじめに

• PIC を使ったシンプルな時計をご紹介します。
• 部品点数が少なく、無調整ですので製作が容易です。

仕様

精度	腕時計くらい
消費電流	2mA at 3V
電池寿命	1000 hour(アルカリ電池 2000mA/hour)
表示方式	LCD直読式

動作原理

• 腕時計用の水晶発振子 32,768 Hz を使用し、これを内部タイマで分周することで１秒を作り出します。
• 水晶発振子 は PIC のクロックとしても兼用するので、別の水晶発振子を必要としません。
• また、低いクロックを使用することで、PIC の消費電力も抑えています。
• 表示には消費電力の低い液晶を使用します。
• 実際には、「4クロック/命令」で、「同期に 2 クロック」かかり、 内部タイマの 8 bit カウンタ TMR で 1/256 分周 しますので、 32,768 / 4 / 2 / 256 = 1/16[秒] ごとに割り込みが発生します。
• それをさらにソフトウェア的に 16 分周することで正確な１秒を作ります。

回路図

• シンプルかつ低消費電力を目標として設計しました。
• タクトスイッチ「Set」「+」「-」は時刻あわせのためのものです。
• 3VではLCDのコントラストが足りないので、コッククロフト回路でマイナス電源を生成します。

部品表

PIC16F84	1	U1 マイクロチップ
ジャンク	1	LCD1 16桁１行表示
10K	1	R1 カーボン皮膜抵抗1/4W
3.3K	3	R2,R3,R4 カーボン皮膜抵抗1/4W
68pF	2	C1,C2 セラミックコンデンサ
0.01uF	2	C3,C4 積層セラミックコンデンサ
1S1588	2	D1,D2 ダイオード
32.768KHz	1	X1 水晶発振子

ファームウェア解説

ダウンロード watch.hex(PIC16F84用)

• PIC16F84 のソフトウェアは PICer 用に作成されています。
• 初期化ルーチンでタイマ割り込みを設定し、メインルーチンはループを形成してキー入力の検査します。
• アラーム機能など、いろいろと拡張できることでしょう。

操作方法

• 「Set」----- 押すごとに設定したい「時」->「分」->「秒」->「終了」 の順に移動します。設定する部分には目印としてカーソルが表示されます。
• 「+」-------押すごとに数値が増えます。
• 「-」-------押すごとに数値が減ります。
• 「+」「-」は「終了」状態では機能しません。
• キーを押したままの状態では 1/8 秒ごとに連続動作します。

使用感

• 設計どおり非常にシンプルな時計が完成しました。
• 精度は腕時計(月差+-15秒)よりやや劣る程度のようです。充分実用範囲といえます。
• 精度は水晶発振子の温度変化に関わっています。
• 腕時計の場合、常に肌に触れており、温度が一定に保たれているため精度がよくなります。
• 消費電流もある程度は抑えることができました。
• キー入力はチャタリング防止をかねて 1/8 秒ごとに連続入力をして いますが、これでもまだチャタリングを起こすことがあります。
• もう少し遅くてもよいかもしれません。