自幹世界線變動率探測儀（Nixie Tube Clock）：控制電路

現在我們進到本作品除了輝光管之外最貴的部分了，輝光管貴是因為它老舊了，用一支少一支，控制電路的部分就是在買它智慧財的價格了。
買電子零件的時候，平常用量最大的電阻電容那種，都是稱斤論兩一條 10 個 5 元在賣的，更貴一點的是二極體跟 LED，大約 5-10 元左右，最貴的就是晶片了，愈複雜的愈貴，一般邏輯晶片 74HC238: 20，74CD4514: 40，DS1307 跟 ATmega328p 就衝到 120 跟 150 了。

電源：

首先要先處理電源的部分，我所用的晶片基本上都是用 5V 驅動。
產生 5V 的方法也很簡單，用一顆 78M05 的穩壓 IC ，輸入 12V 輸出 5V，外接接地的 10K 電阻和穩壓 104 陶瓷電容；真的進到晶片的地方設一個 jumper ，這樣我們可以在測試的時候先用外部的 5V 來供電；每個晶片的 Vcc 之前，也都加上一顆 100n 的 0603 電容作為穩壓。

控制：

自從 2014 年 arduino 橫空出世，開始攻佔台灣之後，幾乎成了微控制器的第一首選，低階到高階全包；我們手頭邊沒有熱風槍、錫膏等工具的話，要焊接 SMT 封裝的元件難度太高，最適合的控制器自然是 ATmega328P 了，arduino 的標準晶片，DIP 封裝容易安裝，軟體工具鏈也很完備。
請參考下面這個網址，讓 ATmega328p 可以吃內部的 8MHz 晶體振盪器（裡面的 8MHz bootloader 下載點只有到 1.6，雖然現在都 1.8 了但燒 1.6 的還是會動）。畫個晶體振盪器的位子也不會太複雜，如果喜歡外接振盪器的，就自己在 layout 上留個晶體振盪器的位子，不過 16 MHz 運作下也會比較耗電就是。
在 layout 上，記得要把 pin 1-3, 5V, GND 拉出來，未來只要用排線接上去就可以從外部，利用拔掉晶片的 arduino 進行燒錄，或者可以（不確定）保持在燒錄 bootloader 時的接線，在 upload sketch 的時候用 upload using programmer 來燒錄。

RTC：

RTC 的功用是在 Arduino關機的時候，能用電池供電計算時間，這個時鐘應用下 RTC 是必須的，不然一關機時間就重設了；精密設計下，RTC 晶片維持時間所需要的電力非常少，如我選的（也是最常見的） DS1307 為例，只需要 500 nA 的電流就能維持時間，正常使用，隨便一顆鋰電池都能撐到 10 年以上，買兩顆就能撐到 2036 年了。
RTC 也可以直接買 DS1307 的 arduino 模組，不過他會吃掉全部的 analog 腳位，不然就參考下面這個網頁，在 layout 上面加上 DS1307 所需的元件；和這裡不同的是，我 DS1307 SQW 腳位有拉出來接給 ATmega328p 的 pin4 作為未來 interrupt 控制使用。
如果要求精準的話，可以用高精度的 DS3231 ，跟 DS1307 吃外部 32.768 kHz 晶體振盪器不同，DS3231 把整個晶體振盪器放到晶片裡，以達到高精確度。相對的 DS1307 如果晶體振盪器 layout 跟焊接不夠好，就會影響到精確度。
我這裡是用 DS1307，因為 DS3231 一顆要 16 支腳，比 DS1307 多了八支 NC 腳位不知道是幹嘛用的，何況我這個只是一般的時鐘，不是要做 GPS。

腳位：

一切問題在於腳位，像是復古咖啡那樣用 LPC1343 這種含著金湯匙出生的晶片，光 GPIO 就有42 隻當然隨便拉，ATmega328p 上了 arduino 只有 14 個數位 pin ，加上 analog 也只有 20 隻，自然不能亂來，這也是為什麼我們會需要 74HC238 跟 74CD4514，用來減少控制輝光管需要的 pin 腳，不然陽極 8 隻陰極 12 隻就超過 ATmega328p 的數量了，如果方便的話，也可以直接上一顆 PLD 代替這兩顆很難買的邏輯晶片。

以下是設計的腳位表，搭配下面 schematic 的截圖跟網路上找來的 ATmega328p 腳位圖給大家參考：
一般必要：
Pin 7, 20：VCC, AVCC。
Pin 8, 22：GND。
Pin 2, 3：TX, RX 保留給燒晶片使用。

開關，這裡請接一個 5K-10K 的電阻到 5V，並接開關到 GND，按下開關就能把腳位的電壓拉下來。
Pin 1 Reset：Reset Button。
Pin 23, 24：Analog Pin 接拿來作為設定用的開關。
Reset，5V，GND，TX，RX 五支腳要拉去一個排母，之後就能插線燒錄了。

RTC：
Pin 4：SQW for interrupt control，注意 interrupt 只能裝在 Pin4, 5 兩個 INT 腳位。
Pin 27, 28：I2C SCL, SDA

LED：
Pin 5, 6, 11：管子背光 LED G, R, B，接 2N2222 的 Base。
Pin 25：用來顯示 ATmega328p 狀態用的 LED，例如收到信號的時候閃一下之類的，無論如何至少都接一顆，不然 ATmega328p 在幹嘛你都無法知道，別忘了限流的 270 歐姆電阻。

輝光管：
Pin 12 - 14：陽極控制搭配 74HC238 需要 3 隻腳。
Pin 15 - 18：搭配 74CD4514 ，陰極控制需要 4 隻腳位。
Pin 19：多留一隻腳位給 Enable (CD4514 的 INH)，才能把管子給關掉，做到更多樣的控制。

除了 Pin 26 Analog 腳位沒用之後，可以用的腳位都用上啦(yay，當然我把晶體振盪器去掉，等於多加了 Pin 9, Pin 10，我是沒用就是，也沒預留晶體振盪器的位子，所以就是浪費掉了，要的人可以多接幾個 LED 來幫助 debug 之類的。