デジタル時計 FCM7001 時計専用LSI

■ デジタル時計時刻カウント部 ■

● 時計専用ＬＳＩで作るデジタル時計の製作 ●

　「時計専用LSI」のページでも数種類の製作記事を掲載しておりますが、このオリジナル時計の製作にも、フェアチャイルド社製 FCM7001 を使用したカウント部を製作してみました。

FCM7001　（Fairchild Corporation）

FCM7001シリーズの相違点

デバイス名	出力方式	表示デバイス	カレンダー
FCM7001	７セグメント	ＬＥＤ・ＶＦＤ	ウエスタン式
FCM7002	BCDコード	ニキシー管等	ウエスタン式
FCM7003	７セグメント	ガス放電管	ウエスタン式
FCM7004	７セグメント	ＬＥＤ・ＶＦＤ	ヨーロッパ式

VFD ：蛍光表示管
ウエスタン式：「月／日」　　ヨーロッパ式：「日／月」

基準信号	商用電源（50/60Hz)
表示方式	ダイナミック点灯
表示桁数	６桁
時間表示	１２時／２４時選択

アラーム機能	アラーム・スヌーズスリープ
カレンダー機能	月・日
電源電圧	１０～１７Ｖ
消費電流	約10mA （無負荷時）

ドライブ　能力	桁セグメント	アクティブ H　MIN 1mA
ドライブ　能力	アラームラジオ	アクティブ H　MIN 0.5mA

　　　　　　　(出力はオープンドレイン）

データ・シート　（マニュアル）
英　文	https://www.datasheet4u.net/share_search.php?sWord=FCM7001　から入手可能。

回路の概要

　
・FCM7001は時計用LSIの中では後発の部類にあたり、アラームやラジオタイマーの他に、カレンダー
　機能も搭載された多機能のLSIです。
　
・また、停電対策も考えられており、商用電源50/60Hzが途切れても、搭載されたCR発信回路で不安定
　ながらカウントを続けることも出来ます。
　
・P-MOS構造のLSIなので、電源の取扱がVSS＝0V、VDD=-12Vとなっており、表示出力が、桁・セグ
　メント共にオープンドレインでアクティブHのため、蛍光表示管には最適なのですが、LEDを使用する
　場合は、ドライバー用のICが別に必要となります。
　

　
１．基準信号発振回路
　
　・「秋月電子通商」の超高精度クリスタルタイムベースキットを使用し、５０Hzの方形波を得ていますが、
　　このキットの出力電圧が５Vのため、トランジスタで１２Vに変換しています。
　・また、この分周回路から３．２KHzと６．２５Hｚの信号を利用し、１，６００Hzの発信音を断続させて、
　　ピピピ・・・と言うアラーム音を作っています。

２．ＬＳＩ制御回路
　
　・前記の通り、規格では電源の取扱がプラスアース（VSS=0V、VDD=-12V）となっていますが、周辺
　　回路やこの製作記事の表示回路がマイナスアースなので、LSIもマイナスアースで統一してあります。
　・多機能なLSIのため、スイッチや配線が多くなりますが、すべての機能を利用できるようにしています。

３．出力レベル変換回路
　
　・FCM7001の電源電圧が12Vで、表示回路のインターフェイス電圧が5Vのため、C-MOSの4050で
　　12V→5Vのレベル変換を行っています。
　・また、FCM7001の出力がオープンドレインのため、47KΩのプルダウン抵抗が接続されています。
　・（この製作記事の回路構成に必要となる回路なので、通常は不要です。）

４．ゼロサプレス回路
　
　・このLSIには、ゼロサプレス回路（時の上位桁が０の場合表示しない）が搭載されていないので、
　　時の桁信号とセグメント（ｆ）信号をＡＮＤして、「０」は表示せずに「１・２」は表示する回路です。

５．小数点、点滅回路
　
　・表示器の「時の下位」と「分の下位」にある小数点を、１秒毎に０．５秒間点滅させる回路です。
　・月日が表示されている場合は、小数点が点灯しないようにもなっています。（１２時間表示のみ）
　・（この製作記事の回路構成に必要となる回路なので、通常は不要です。）

６．アラーム、ラジオ出力回路
　
　・アラーム出力は、簡単なトランジスタ１石のアンプでスピーカーを駆動して、ピピピ・・・音が鳴ります。
　・ラジオ出力（スリープ）は、あまり使用することもないので、外部にＳＳＲ（ソリッド・ステート・リレー）の
　　ＬＥＤを駆動できる出力のみ用意してあります。
　

回路図

　GIF版　F7001cir.gif　(309KB)

　PDF版　F7001cir.pdf　(300KB)

部品配置図

　GIF版　F7001pcb.gif　(328KB)

　　　注意！この図面を使用した、いかなる損害にも責任を負いません。　

・カウント部ユニットの上に、色々な表示部ユニットを積んで、フラットケーブルコネクターで接続します。

	正面	側面
	後面	内部

基板　部品面	基板　ハンダ面	内部　（基板無し）
↑　画像をクリックすると、拡大します。　↑

操作方法

１．表示及び時刻等のセット
　
　・２回路６接点のロータリースイッチで、下記表のように表示及び設定できます。
　

BLANKING	表示を消灯します。
RUN	通常表示
Set ALARM	アラーム時刻を設定します。　（１２／２４時間表示） [SET MIN/DAY] [SET HR/MON] ボタンにより、カウントアップします。
Set SLEEP	スリープ（おやすみ）タイマー／ラジオタイマーを設定します。　最大９時間５９分 [SET MIN/DAY] [SET HR/MON] ボタンにより、カウントダウンします。
Set CALENDAR	カレンダー（月日）を設定します。 [SET MIN/DAY] [SET HR/MON] ボタンにより、カウントアップします。
Set CLOCK	時刻を設定します。　（秒は０クリアされます） [SET MIN/DAY] [SET HR/MON] ボタンにより、カウントアップします。

２．１２／２４時間表示選択
　
　・[12/24H SELECT] スイッチを、ＯＦＦにすると１２時間制、ＯＮにすると２４時間制になります。

３．時刻表示モードの選択
　
　・[DISPLAY MODE] スイッチにより、下記表のように表示できます。　（中立トグルスイッチ）
　

CLOCK	D3端子方向	時刻を表示
ALTERNATE	中立（解放）	秒の下位が０～７の間は時刻を表示し、８～９には月日を表示
CALENDAR	D4端子方向	月日を表示

４．アラームの操作
　
　・上記ロータリースイッチでアラーム時刻を設定した後、[ALARM ON] スイッチをONにすることで、設定
　　時刻になるとアラーム音が鳴ります。
　・アラームが鳴った後、[SNOOZE] ボタンを押すと、一時的にアラームが停止しますが、１０分後に再度
　　アラームが鳴り始めます。
　・[ALARM ON] スイッチをＯＦＦにすると、アラームもスヌーズ動作も解除されます。

５．スリープ（ラジオタイマー）の操作
　
　・上記ロータリースイッチでスリープ時間を設定した後、[SLEEP ON (RADIO-OUT)] スイッチをONに
　　することで、RADIO-OUT出力がＯＮになり、設定された時間が経過すると出力はＯＦＦになります。
　・また、[RADIO-OUT MODE] スイッチの設定により、下記のような動作をさせることができます。
　

SLEEP ONLY	D4端子方向	スリープ動作のみ。　（今から３０分間作動させるなど）
SLEEP or ALARM	中立（解放）	スリープで設定された期間と、アラームで設定された時刻にも出力がＯＮになります。　（今から３０分後にＯＦＦにし、８時間後に再度ＯＮにするなど）
SLEEP after ALARM	D5端子方向	アラームで設定された時刻に出力がＯＮになり、その時刻からスリープで設定された時間が経過するとＯＦＦになります。　（朝８時から３０分間など）

６．停電対策用、CR発信回路
　
　・今回は使用しておりませんが、基準信号に商用電源50/60Hzを使用し、停電対策を行う場合は、
　　LSIのOSC端子に接続されている半固定抵抗器を、下記の周波数に調整します。
　

５０Hz地域	８４．０KHｚ
６０Hz地域	１００．８KHｚ

○パーツの参考資料
　・基板　　「秋月電子通商」　片面ガラスエポキシ･ユニバーサル基板Ｂタイプ (95x72mm)
　・基準信号水晶発振器　　「秋月電子通商」　超高精度クリスタルタイムベースキット
　・アクリルケース　　「無印良品」　アクリルポケットティシューケース

電子工作の部屋 Top へ

前のページへ戻る