MCS48(8048)マイコンのページ

クラップ発振回路（成功）

昨日は上手く行かなかったが、回路の定数を至極簡単な物にしたらこちらも発振に成功。家の古いオシロでは高い周波数を上手く捕らえられないが可聴周波数なら問題ない。今まで本の内容を頭の中で自分なりに理解してきたが実際に自分で聴いて、そして観る事でで理解できることは楽しい

発振波形は今まで活字で言われてきたようにコイル部分（Ａ点）の方がエミッタ点（Ｂ点）よりも綺麗なものであった。

クラップ発振回路

最近は手を動かしていない。その割りにネットの通販でパーツを物色したり、オークションを詮索している。今日はブレッドボードで何か作ってやろうと思い、さて何がいいかなぁと考えるがアイデアが浮かばない。パーツボックスを漁っていると前に購入しておいた4mHの小さなマイクロインダクタを見つける。レフレックスラジオ用にマルツ電波で買ってきたままの状態だった。

パスコンでよく使われる0.1μFと組み合わせると共振周波数は約8KHzだ。なら発振回路を作ろうと思いつき、クラップ発振回路を組むが上手くいかず、一旦これは諦めて「金属探知機　回路図」でググる事とする

驚愕の簡単回路

どうも、発振回路というとFMワイヤレスマイクで使う、変形コルピッツ回路とディップメータで使われるクラップ発振回路しか思い浮かばなかったが、こんな簡単な回路で発振するとは今まで知らなかった。目から鱗だ。教科書に書かれているコルピッツ発振回路の基本形に抵抗を一本足しただけの単純な回路。

大人には聞こえない

計算上は可聴周波数範囲のハズだからと、クリスタルイヤホンを繋ぐが音は聞こえない。・・・・・

いや隣にいた６歳になる娘が反応している。「なんかイィーって言ってる」と・・・

まさか？家の古いあてにならないオシロを繋ぐと確かに発振している。そう回路図を見ると判るがコンデンサで分割されているので発振周波数は予定の倍の15kHz前後なのだ。このくらいの周波数になると大人では聞こえずらいのである。クリスタルイヤホンを耳に当てると確かに高い音が聞こえる。しかし隣にいる娘はイヤホンを耳に入れなくても十分に聞こえるらしい

しかし発振波形はお世辞でも綺麗とは言えないが。

弛張発振回路

前回作ったLEDフラッシャーには納得できないまま過ぎたが、「エレ工房さくらい」さんのページに１．５ＶＬＥＤフラッシュキット（商品番号２５０Ｋ－０００６）を発見して驚愕。

こちらで用いている弛張発振回路も有名。なぜ前回は、自分の中では昔から使っているこの弛張発振回路を思い出せなかったのかと。

そこで追試を早速行う。オリジナルは３石だが、これを２石に変更し発振定数は最初に見つかった1.5MΩ（なにせ10MΩなんてやたらとパーツ箱にあるとは思えない。）と0.1μFとしてとりあえずブレッドボードに向かうがあえなく撃沈。なぜか発振せず。が、C945のベースを指で触ると発振が起こるというアナログにありがちな不思議な現象に遭遇。

そこで、なんとか10MΩを探すべくありったけの箱をひっくり返し探し回ると偶然にも発見（夜の１１時に10MΩが見つかることが驚きだが）

で、定数をオリジナルの10MΩとするとこれがスンナリと発振を繰り返す。

弛張発振回路の奥深さ

ところで、同じ回路でA733のコレクタ負荷をスピーカーに変えると、10KΩだろうが1.5MΩだろうが発振を起こす。この回路は昔から自分が慣れ親しんだ物だから当然だが、負荷を純抵抗にしたとたんこんなにてこずるとはトホホ。本当は1MΩと1μFとか100KΩと10μFというありがちな部品定数にかえたいんだけれどなぁ。

新たなる疑問が

回路を元に戻して、暫くLEDがピカピカするのを眺めていて（既に時計の針は０時を過ぎている）何気にパスコンのつもりで電源に100μF程度のコンデンサーをパラってみると発振周期が早まる事を発見。同時にLEDの光り具合も暗くなるのはなぜ？

ブレッドボード配線だから？それとも電源インピーダンスの影響？再び眠れない日々が続く・・・

１月３１日（解決）

上記のパスコン問題は解決した。LEDとA733の間の電解コンデンサーの容量を47μFに減らすと、パスコンの有無によって動作が変わる問題が解決した。やはり「エレ工房さくらい」さんのオリジナル回路にある３石目のバッファーには意味があったのだ。はぁー奥が深いなぁ。

デジタル温度計

DS18B20 DS1822で

こんなボードとか

こんな温度計

を苦労して作ったが、近所の１００円ショップに行ったらデジタル温度計が売っていた。

どうせ、精度は良くないだろうと思いきや、なんのなんの誤差０．２度程度ではないか！まっDS18B20だって誤差０．５度あるわけだから、どっちのほうが正しいか不明だが、日常的な使用には問題がない。LR44のボタン電池一個で動作するのが素晴らしい。この液晶パネルは裏側が透けて見える！。難点は温度変化の反応が鈍い。これは内部の温度センサーがケースの内部にあるからだろう。分解してみようかな。

FM1608 8K x 8 Parallel DIP 28

FM1808 32K x 8 Parallel DIP 28

古いS-RAMと差し替えるだけで、バックアップ不要で電源OFFでもデータを保持するデバイス。でもSTACKを置くのは可哀想かな。

FRAMはRAMTRON社の登録商標。広くはFeRAMと表記される。

[ラジオ]ゲルマニウムトランジスター

古いパーツボックスから現れた物。全体的に色がくすんでいるが未使用の品だ。なぜか2SB77だけはピカピカに光っている。他にも幾つか見つかったが、サビが出ていて品番が読めない状態の物が多い。パーツ屋では殆ど見かけなくなったが、オークションサイトには大量に出回っている。懐古趣味な人向けだね。そういう自分も２石レフレックスとか大好きですが。

2SA77 RF Ge.D 東芝 18V 5mA 55mW fab=110MHz

2SA100 RF Ge.D 松下 40V 10mA 70mW fab=20MHz

2SA104 RF Ge.D 松下 40V 10mA 70mW fab=50MHz

2SA476 RF Ge.D 東芝 18V 10mA 55mW fab=65MHz

2SB77 PA Ge.A 日立 25V 100mA 150mW HFE=85

2SB156 PA Ge.A 日立 16V 300mA 150mW HFE=70

2SB187 PA Ge.A 三洋 25V 150mA 200mW HFE=80-120

2SB220 PA Ge.A NEC 30V 200mA 225mA HFE=50

2SB324 PA Ge.A 松下 32V 1A 200mW HFE=53

[ラジオ]トランスのデータシート

トランジスタラジオに欠かせないのがトランス類だが、音声部分のトランスといったらサンスイである。詳細なデータシートをPDFで入手できる。今でも現役である事が素晴らしい。プッシュプル用のドライバートランスST-22,ST-25や出力トランスのST-32,ST-45はお馴染みだ。

また、JARL(日本アマチュア無線連盟)のページにはHTML化したデータシートがある。折角の古いトランジスターを活かすにはやっぱりトランス駆動じゃないとね。

ダイソーで過去に発売されていたイヤホン式のAMラジオについては色々なサイトに情報がありますが、私の所にはシルクの赤い１００円スピーカーAMラジオも手元にあります。この情報を探るとFuruta's ジャンクランド ホームページに回路図がありました。

私はＡＭラジオを良く聞くのですがこのラジオも見つけたときに何気に購入した物です。

不満な点

このラジオの不満な点は「ＡＧＣの効きが悪い」事です。ポケットラジオなので手に持ったり机の上に置いた時に、ラジオの向き（放送局のアンテナに対して）によって音量が激しく変わります。ラジオの中のバーアンテナには指向性がるので当然なのですが、これを自動的に調節する為の回路がＡＧＣです

改善ポイント

上記のサイトにこのラジオの回路図がありますが、ＩＦ段のＡＧＣ回路はほぼ教科書通りの回路。但しシリコントランジスターの場合は元々効きが悪いのです。その上ここで使われている9018というトランジスターの特性を探すと「FM TUNER用」となっており、fTは700MHzとなっています。感度を上げる為にfTの高いトランジスターを選んで使っていると思われます

2SC945と交換

回路を一切触らずにＡＧＣの効きを良くする方法は簡単でfTの低いトランジスターと交換してしまう事です。手持ちの中から古典的ですが2SC945と交換する事にします。2SC945は本来高周波用のトランジスタではありませんがスペック的なfTは250MHz(Ie=10mA)です。しかしこのfTは電流で大きく変化します。右の図の様に0.1mAでは約30MHz,それが2mAでは150MHz程度まで変化します。高周波増幅のゲインはおよそfT/fですのでfTの変化はゲインを変化させる事が可能です。もう少しfTの低いトランジスタがあれば良かったのですが、手持ちにありません。

結果オーライ

実はこのfTの低いトランジスタと交換することでＡＧＣの効きが良くなるのは経験的に偶然見つけた物で本来の理論は間違っているのかもしれませんが、結果としては満足の行く結果になりました。ラジオの向きを変えても音量の変化は小さくなり使いやすくなりました。

シリアル EEPROM 24LC64

8048マイコンボードの空きスペースに24LC64を追加して、I2C経由でシリアルEEPROMの制御に挑戦。

マイクロチップのWEBサイトに日本語のデータシートがあるのを始め、東芝のWEBサイトにも4KBitではあるが、同じ２線式の製品のデータシートを参考に作ってみた。２線式でデータ線は基本的にプルアップされたラインを入出力で扱う訳で、8048の擬似入出力ポートとピッタリマッチ。

温度ロガー

このボードにはDS18B20/DS1822とLCDが付いているが、これで部屋の温度を定期的にこのEEPROMに記録して行けば、実用的な物が仕上がるなぁ。あと、時間も正確に判れば最高だな。クロックを正確に6MHzにトリミングするか、はたまたリアルタイムクロックなチップを取り付けるかどうしようかな。

2816大活躍

このボードは8748/8749用に作った物だが、一応外部ROMとして2716用のソケットを付けておいて大正解。2716コンパチブルなEEPROMの2816(x2816)で開発を行っているが、今回も大活躍だ。消去しなくて良いのはもちろん、書き込み時間も短い。現在XICORの名前はなく、2004年の3月にIntersil社に買収されてしまったが、EEPROM製品はまだ64KBIT以上は入手可能らしい。まぁ今時2KBYTEだとかパラレルだとかは時代遅れなんですがね。あっ8048自体が1976年の物か。30年は経ってるな。

自転車用フラッシャー

昭和５０年代の初歩のラジオかラジオの製作に載っていた自転車用フラッシャーを組んでみた。多分こんな回路図だろうという記憶を頼りに再現すべく取り組む。

確か乾電池１本で一年間光り続けるという内容だったと思う。1.5VでLEDを光らせるためにコンデンサーによるチャージポンプ回路が入っている。そしてそのチャージポンプを発振回路でON-OFFする。この発振回路でまたしても深みにはまって丸一日を費やす。

PNPとNPNトランジスタでPUTを模倣したよくある発振回路であるが、定数が本当にシビアだ。R1とR2は単にバイアスを与えているハズであるが、低い値で設定しないと発振しない。幾つかの雑誌記事に載っている回路ではどれも1Kと470である。これを10Kと4.7Kでは全く動かない。R2を1K固定にしてR1をバリオームで振って見るが動作範囲は非常に狭い。点滅周期は約1HzでLEDが光るのは一瞬である。それ以外のタイミングではこのR1とR2の抵抗が電流を無駄に消費している訳である。あー当時の記事が読みたい。

LM3909ディスコン

元を辿れば、インターネットの話題でLM3909（LEDフラッシャー）のICがディスコンだという話を読んで、そういえばトランジスタでも簡単に作れるだろうと思いついたのが事の始まり。簡単な回路ほど奥が深いのがアナログの世界である。

トランジスタ技術の２００６年５月号から6502を使ったマイコンボードの連載が始まっていた。興味を引いたのはシリアルポートにナショセミの16550を使っている事だ。

８０系でUARTのチップといえば8251が定番であるが、ボーレートジェネレータを内蔵していないのでチップ数を減らす場合には不利だろう。この記事に触発されて最初にした事はこのチップの入手であるが、DIP品種となるとなかなか見つからない。

しかし鼻が利くのかこれまたスンナリと入手。さてこのチップの情報はマイコンで調べるよりもPC互換機には大量に使われているので、その上で走るオープンソース系のOSを調べたほうが早い。

その上、デバイスドライバーのソースコードだけではなく、貴重な説明資料も豊富に見つかる（その上日本語で）。

もちろんこのチップを扱うのは初めてだけれど、データシートも英語だけれどそんなに難しくはないし、実際の

FreeBSD2.8のドライバーのソースなんかも大変参考になるだろう。Cが得意でなくてもinb()とoutb()周りだけ読めればそれでも大抵理解できる。また、現在の物よりも古いソースの方が単純で明快だ。

さて、問題は何に繋ぐかだ。やっぱりここは8048の出番だろうか。PICやAVRではUARTのポートなんて当たり前の事なんだが。