PICの工作（１）

　　完成作品

　トランジスタ技術に掲載された幾島康夫さんのＨ８マイコンを使った ギター・ピッチ・チューナーをＰＩＣで作成できないかと試みてみましたが、 うまくいきませんでした。残念ながら力不足でした。
　そこで、ストロボ方式に切り替えて、ＰＩＣのＣＣＰモジュールのコンペアモードを 使ってビジュアル的に表示できるチューナーを作成しました。何とか使えるものが作成できました。

　　ギターチューナーの概略

　この回路には、PIC16F873A を使用しました。外観の写真のように左右８個のLED、 計１６個の LED を 円形に並べ、その中央にMode表示用の７SEG-LEDを一つ配置し、その下の黒い丸はコンデンサマイクです。

　そして右下に、弦選択と基準周波数選択の「Mode切替スイッチ」を、左下に弦選択と基準周波数選択用の 「選択スイッチ」を配置してあります。側面に電源スイッチを付けていますが電源は、９Ｖの乾電池を 使用しています。

１．「Mode切替スイッチ」が弦選択の時、7SEG表示は次のようになります。
　　「１」は１弦、「２」は２弦、「３」は３弦、
　　「４」は４弦、「５」は５弦、「６」は６弦

２．選択スイッチを一度押すごとに１～６までが7SEGに表示されます。

３．「Mode切替スイッチ」が基準周波数選択の時は、以下のように設定してあります。
　　「１」は４３９Ｈｚ、「２」は４４０Ｈｚ、
　　「３」は４４１Ｈｚ、「４」は４４２Ｈｚ、
　　「５」は４４３Ｈｚ、「６」は４４４Ｈｚ、
　　「７」は４４５Ｈｚ、です。
　　上記と同様に、選択スイッチを一度押すごとに１～７までが7SEGに表示されます。

４．実際に使用するとき、
（１）左右のLEDの点灯が下方に流れるときは、ギターのピッチが基準周波数より低いときです。 　したがって、ギターのピッチを上げます。

（２）左右のLEDの点灯が上方に流れるときは、ギターのピッチが基準周波数より高いときですので、 　ギターのピッチを下げます。

（３）ギターのピッチが合っているときは、LEDが点灯したまま流れが止まります。

　　回路図

　下記に回路図を表示しておきます。

　　回路の概略

１．PIC16F873Aを次のように使用しています。
（１）RA0～RA3：１つの7SEG-LEDを表示するためのデコーダ/ドライバ「74HC4511」へ

（２）RA4：モード切替用スイッチへ

（３）RA4：モード切替用スイッチへ

（４）RA5：7SEG-LEDのカウントアップ用プッシュスイッチへ

（５）RB0～RB7：片側LED８個へ

（６）RC0～RC7：もう一方の片側LED８個へ

（７）セラミック発振子は２０ＭＨｚです。

２．コンデンサマイクからアンプ「LM358」を通し２段のバッファからの出力を上記１６個のLEDと 接続しています。

３．電源は９Ｖの電池を使用しています。

　　プログラムの概要

　ＣＣＰモジュールをコンペアモードで使用し、コンペアレジスタでタイマ１がＴ/８μSec毎に 割り込みが入るようにして、下図のような信号で８個のLEDを点滅させます。



１．RC0～RC7に接続した８個のLEDも同様に点滅させます。

２．例えば、f=110.0Hzのとき、T=1/f より　T=9091μSec となるので、コンペアレジスタで タイマ１がT/8=1136μSec毎に割り込みが入るようにします。

３．ＣＣＰ１のＣＣＰＲレジスタにタイマ１でＴ/８μSecの時間カウントになる値をセットしておき、 タイマ１がカウント動作を開始してカウント値が一致したときタイマ１をリセットする モードにしておけば、タイマ１は、０～ＣＣＰＲレジスタの値までのカウント動作をずっと 繰り返すことになります。
　したがってコンペア一致の割り込みは９０９１μSec周期で発生することになります。

４．このＣＣＰ割込み処理の中でＬＥＤを点滅させ、これとコンデンサマイクの信号を増幅させた 出力とを結合させます。

５．PIC（クロック20MHz）の命令サイクルタイムが０．２μSecですから、タイマ１は、命令サイクル である０．２μSec毎に＋１するので、プリスケーラで１倍とすれば、
（１）０．２μSec×１×count値＝９０９１μSec/８から、count値＝５６８２となります。

（２）基準周波数ごとのcount値を計算した結果を下図に示します。正確には、count値は 計算結果より１を引いています。
黄色の部分をプログラムに使用しています。

　　プログラムコード

ギター・ピッチ・チューナーのPICプログラムを掲載しておきます。

///// Guitar_Modulation /////
#include <16f873A.h>
#fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,PUT,BROWNOUT,NOLVP
#use delay (clock=20000000)
#use fast_io(B)

int icount=0;
int pb_value;
int pc_value;
int Pre_str = 4;
int Pre_fre = 1;
long Cp_count [6][7] = {
  {1899,1895,1891,1887,1882,1878,1874},
  {2536,2530,2524,2520,2513,2507,2502},
  {3195,3188,3180,3174,3166,3159,3152},
  {4265,4256,4246,4237,4227,4217,4208},
  {5694,5681,5668,5656,5642,5630,5617},
  {7601,7583,7566,7550,7532,7515,7498},
};

//// CCP1割り込み処理関数
#int_ccp1        //CCP1の割り込み
void ccp1_isr()
{
  icount++;
  if (icount>7)
  {
    pb_value=1;
    pc_value=1;
    icount=0;
  }
  else
  {
    pc_value = input_c();
    pb_value = input_b();
    pc_value = pc_value<<1;
    pb_value = pb_value<<1;
  }
  output_B(pb_value);
  output_C(pc_value);
}

void main()
{
  setup_adc_ports(NO_ANALOGS);
  set_tris_a(0xF0);
  set_tris_b(0);
  set_tris_c(0);
  output_b(0x01);
  output_c(0x01);

  setup_timer_1(T1_INTERNAL | T1_DIV_BY_1);    //タイマ１　プリスケーラ１倍で内部クロック動作
  setup_ccp1(CCP_COMPARE_RESET_TIMER);         //CCP1 コンペアー一致でタイマ１リセット
  CCP_1 = Cp_count[Pre_str][Pre_fre];
  set_timer1(0);                               //タイマ１初期セット
  enable_interrupts(INT_CCP1);                 //割り込み許可
  enable_interrupts(GLOBAL);

  while(1)          //アイドルループ
  {
    if (input(PIN_A4))
    {
      output_a(Pre_str+1);
      if (!input(PIN_A5))
      {
        Pre_str = Pre_str+1;
        if (Pre_str>5)
        {
          Pre_str=0;
        }
        output_a(Pre_str+1);
      }
      delay_ms(400);
    }
    else
    {
      output_a(Pre_fre+1);
      if (!input(PIN_A5))
      {
        Pre_fre = Pre_fre+1;
        if (Pre_fre>6)
        {
          Pre_fre=0;
        }
        output_a(Pre_fre+1);
      }
      delay_ms(400);
    }
    CCP_1 = Cp_count[Pre_str][Pre_fre];
  }
}
						

　　参考写真

参考としてプリント基板「ＩＣ基板」・「ＬＥＤ基板(ケース表面用)」の図２枚とケース内の写真を 掲載しておきます。