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Eine dem Stand der Technik zugehörige analoge elektronische Uhr mit
Weckeinrichtung, wie sie in der EP-A-0 216 171 offenbart ist, weist
eine Weckbetriebsart und eine Betriebsart ohne Wecker auf. In der
Weckbetriebsart wird die eingestellte Weckzeit auch dann beibehalten,
nachdem der Weckruf erfolgt ist, so daß der Wecker erneut klingelt,
nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne, für gewöhnlich 12 Stunden,
verstrichen sind, nachdem der Wecker zuvor geklingelt hat und die
eingestellte Weckzeit mit der laufenden Zeit erneut übereinstimmt.
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Wenn bei einer solchen elektronischen Weckuhr der Weckruf nach
einem erstmaligen Ertönen nicht erneut klingeln soll, muß der Weckruf
durch eine externe Betätigung eines Schalters oder dergleichen
verhindert werden. Wenn dann der Weckruf erneut in einem
Weckruf-Sperrzustand eingestellt wird, so muß dieser Zustand freigegeben werden, was
eine Komplikation bei der Betätigung bedeutet.
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Wenn ein zeitgeberähnlicher Betrieb gewünscht ist, damit der Weckruf
beispielsweise etwa 10 Minuten später erfolgt, so muß der Benutzer die
Zeit berechnen, indem er zu der laufenden Zeit 10 Minuten hinzufügt
und dann den Weckruf in der Zeit einstellt, was eine ziemlich
aufwendige Prozedur darstellt.
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Die Erfindung soll diese Probleme überwinden. Ihr Ziel ist es, die
notwendige Betätigung zu vereinfachen, indem die Betätigung zum Sperren
des Ertönens eines Weckrufs entfällt, wenn der Weckruf nach einem
erstmaligen Ertönen nicht erneut ertönen soll, und ein Betrieb zum
Freigeben eines Weckruf-Sperrzustands für den Weckruf entfällt, wenn
der Weckruf erneut eingestellt wird. Dies gestattet eine Einsparung eines
äußeren Betätigungselements und stellt eine Mehrfachfunktion des
Weckrufs sicher, vereinfacht außerdem die zeitgeberänliche Verwendung der
Weckruffunktion.
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Erfindungsgemäß besitzt eine elektronische Weckuhr mehrere
Schrittmotoren, wobei mindestens ein Zeiger von jedem Schrittmotor
angetrieben wird, eine externe Betätigungseinrichtung, eine Weckrufeinrichtung
und eine Wecksteuereinrichtung, und ist dadurch gekennzeichnet, daß
einer oder mehrere Zeiger die laufende Zeit in dem Zustand anzeigen,
wenn ein Weckruf nicht eingestellt ist, daß solche Zeiger eine
eingestellte Weckrufzeit anzeigen, wenn oder nachdem der Weckruf eingestellt
ist, und daß nach dem Ertönen des Weckrufs diese Zeiger angetrieben
werden, um erneut die laufende Zeit anzuzeigen, wobei dann der
Weckruf nicht mehr eingestellt ist.
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Weitere Aspekte der Effindung sind in den Ansprüchen 1 bis 6
angegeben.
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Die Erfindung wird beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 ein Blockdiagramm eines IC-Chips für eine
elektronische Analoguhr gemäB einer Ausführungsform der
Erfindung;
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Fig. 2 ein Blockdiagramm einer chronografischen Schaltung,
die Teil der Schaltung nach Fig. 1 bildet;
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Fig. 3 ein Blockdiagramm einer
Motorantriebs-Steuerschaltung als Teil der Schaltung nach Fig. 1;
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Fig. 4 ein Blockdiagramm, welches eine
Antriebs-Referenzsignal-Erzeugungsschaltung als Teil der Schaltung
nach Fig. 3 darstellt;
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Fig. 5, 6, 7 und 8
Impulsdiagramme von Motortreiberimpulsen, die von
der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten
Treiberimpulsformerschaltung als Teil der Schaltung
nach Fig. 3 gebildet werden;
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Fig. 9 ein Blockdiagramm, welches eine von vier Motortakt-
Steuerschaltungen als Teil der Schaltung nach Fig. 3
darstellen;
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Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer
elektronischen Analoguhr gemäß der Erfindung;
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Fig. 11 eine Schnittansicht von Rädersätzen in der Uhr nach
Fig. 10 zum Antreiben der Zeiger zum Angeben der
normalen Zeit in Stunden und Minuten;
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Fig. 12 eine Schnittansicht eines Rädersatzes in der Uhr nach
Fig. 10 zum Antreiben eines Zeigers zum Anzeigen
der normalen Zeit in Sekunden;
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Fig. 13 eine Schnittansicht eines Rädersatzes in der Uhr nach
Fig. 10 zum Antreiben eines Stopuhr-Sekundenzeigers;
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Fig. 14 eine Schnittansicht von Rädersätzen in der Uhr nach
Fig. 10 zum Antreiben eines Zeigers zum Anzeigen
einer Zeitmesserminute und einer Zeitgebersekunde;
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Fig. 15 eine Schnittansicht einer Rädersatzes in der Uhr nach
Fig. 10 zum Antreiben von Zeigern zwecks Anzeige
einer eingestellten Weckrufzeit;
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Fig. 16 ein Schaltungs-Verdrahtungsdiagramm der Uhr nach
Fig. 10;
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Fig. 17 eine Draufsicht auf eine vollständige elektronische
Mehrfunktionsuhr gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung;
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Fig. 18a und 18b
Flußdiagramme der alternativen Schritte zur Anzeige
der normalen Zeit;
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Fig. 19a und 19b
Flußdiagramme von alternativen Stritten einer
chronografischen Funktion;
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Fig. 20(a) und 20(b)
Flußdiagramme alternativer Schritte einer
Zeitgeberfunktion;
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Fig. 21(a), 21(b) und 21(c)
Flußdiagramme alternativer Schritte einer
Weckruffunktion;
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Fig. 22(a), 22(b) und 22(c)
Flußdiagramme von alternativen Schritten für
Antriebsverfahren des Motors; und
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Fig. 23 eine Blockdiagrammdarstellung einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung.
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Ein CMOS-IC-Chip 20 (Figur 1) ist ein Einzelchip-Mikrocomputer für
eine elektronische Analoguhr mit einem Programmspeicher 202, einem
Datenspeicher 204, vier Motortreibern 213, 214, 215 und 216, und einer
Motortreiber-Steuerschaltung 212, einem Tongenerator 210, einer
Unterbrechungssteuerschaltung 218 und weiteren Schaltungen, die auf einem
Chip rund um eine Kern-CPU 201 integriert sind.
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Die Kern-CPU 201 enthält eine ALU, ein Register für arithmetische
Operationen, ein Adressensteuerregister, einen Stapelzeiger, ein
Befehlsregister, einen Befehlsdecodierer, und weitere Funktionsschaltungen, und
ist mit peripheren Schaltungen verbunden über einen Adressenbus adbus
und einen Datenbus dbus gemäß einem speichergesteuerten E/A-System.
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Der Programmspeicher 202 besteht aus einem Masken-Nur-Lese-
Speicher ROM mit 2.048 Wörtern x 12 Bits, welches Software für den
Betrieb des IC speichert und einen Adressendecodierer 203 besitzt.
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Der Datenspeicher 204 besteht aus einen Schreib-/Lese-Speicher RAM
mit 112 Wörtern x 4 Bits, der für verschiedene Zeitgeber, Zähler zum
Speichern der Zeigerstellung jedes der Zeiger und weiterer Elemente
dient und einen Adressendecodierer 205 besitzt.
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Eine Oszillatorschaltung 206 schwingt bei 32.768 Hz mit einem
Abstimmgabel-Kristallresonator, der an die Anschlüsse Xin und Xout als
Schwingungsquelle angeschlossen ist.
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Eine erste Teilerschaltung 208 teilt das 32.768-Hz-Signal ∅32k, das von
der Oszillatorschaltung 206 erzeugt wird, aufeinanderfolgend und
erzeugt ein 1-kHz-Signal ∅1k und ein 512-Hz-Signal ∅512, ein 256-
Hz-Signal ∅256 und 16-Hz-Signal ∅16. Eine
Schwingungshaltedetektorschaltung 207 ist so verschaltet, daß sie das Signal ∅1k empfängt
und, wenn ein Anhalten der Schwingung der Oszillatorschaltung 206
festgestellt wird, ein Rücksetzen des System vornimmt.
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Eine zweite Teilerschaltung 209 teilt das Signal θ16 von der ersten
Teilerschaltung 208 sequentiell auf 8 Hz, 4 Hz, 2 Hz und 1 Hz, welche
Signale durch die Software in die Kern-CPU 201 eingelesen werden
können.
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Das 16-Hz-Signal θ16, das 8-Hz-Signal θ8 und das 1-Hz-Signal ∅1
werden als Zeitunterbrechung (Tint) zur Verarbeitung wie beispielsweise
der Zeitverfolgung oder dergleichen verwendet. Die Zeitunterbrechung
(Tint) wird bei jedem Signalabfall erzeugt. Das Lesen, das Rücksetzen
und Maskieren jeder Unterbrechungsquelle erfolgen sämtlich durch die
Software, und das Lesen des Rücksetzens und Maskierens erfolgt
individuell bei jeder Quelle.
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Der Tongenerator 210 kann ein Summer-Treibesignal an den Anschluß
AL liefern. Die Treiberfrequenz, der EIN/AUS-Betrieb und das
Klangmuster
des Summer-Treibersignals können durch die Software gesteuert
werden.
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Die Zeitmeßschaltung 211 (Figur 2) liefert ein
1/100-Sekunden-Zeitmeßsignal, obschon der Antrieb des 1/100-Sekundenzeigers durch
Hardware gesteuert wird, um die Software zu entlasten.
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Die Schaltung 211 enthält eine Taktformerschaltung 2111, die ein 100-
Hz-Signal ∅100 aus dem 512-Hz-Signal ∅512 bildet, welches als
Referenztakt für die Zeitmessung dient, und einen Taktimpuls Pfc von 100
Hz und einer Impulsbreite von 3,91 ms liefert, um einen Treiberimpuls
Pf für den 1/100-Sekundenzeiger zu bilden. Ein 50-schrittiger
Zeitmeßzähler 2112 zählt Signale ∅100, die durch ein UND-Gatter 2119 laufen
und wird bei einem Zeitmeß-Rücksetzsignal Rcg, das von einer
Steuersignalformerschaltung 2118 erzeugt wird, zurückgesetzt. Ein Register
2113 hält die Inhalte des Zeitmeßzählers 2112, wenn von der
Steuersignalformerschaltung 2118 ein Befehlsignal Sp für aufgeteilte Anzeige
erzeugt wird. Ein 50-schrittiger Zeigerstellungszähler 2114 speichert
eine 1/100-Sekundenzeiger-Anzeigestelle des 1/100-Sekundenzeigers
durch Zählen der Treiberimpulse Pf für den 1/100-Sekundenzeiger, die
von einer Treibersteuerschaltung 2117 für den 1/100-Sekundenzeiger
abgegeben werden, und wird von einem Signal Rhnd zurückgesetzt,
welches von der Steuersignalformerschaltung 2118 kommt, um eine
Nullstellung des 1/100-Sekundenzeigers zu speichern.
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Eine Identitätsdetektorschaltung 2115 vergleicht die Inhalte der Register
2113 und den Zeigerstellungszähler 2114 und erzeugt ein Identitätssignal
Dty, wenn Übereinstimmung festgestellt wird. Die
Nullstellungsdetektorschaltung 2116 erzeugt ein Nulldetektorsignal Dtθ, wenn die Nullstellung
durch den Zeigerstellungszähler 2114 festgestellt wird.
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Die Steuersignalformerschaltung 2118 empfängt Befehle über den Bus
BUS und bildet und generiert ein Startsignal St, ein
Zeitmeß-Rücksetzsignal Rcg, ein Aufspaltungssignal Sp, ein Treibersignal Drv und das
Nullstellungssignal Rhnd. Das Startsignal St gelangt zu dem UND-Gatter
2119 und zu der Schaltung 2117, um einen Meßstart oder -stop nach
Maßgabe eines Softwarebefehls vorzugeben. Das Aufteilungssignal Sp
gelangt zu dem Register 2113 und zu der Schaltung 2117, um eine
Aufteilungsanzeige oder eine Aufteilungsanzeige-Freigabe zu
veranlassen. Das Zeitmeß-Rücksetzsignal Rcg gelangt zu dem Zähler 2112, um
ein Rücksetzen der Messung zu veranlassen. Das Nullstellungssignal
Rhnd gelangt zum Zähler 2114, um die Nullstellung des
1/100-Sekundenzeigers zu speichern. Das Treibersignal Drv gelangt an die Schaltung
2117, um den Betrieb oder den Ruhezustand des 1/100-Sekundenzeigers
zu veranlassen. Die 1/100-Sekundenzeiger-Treibersteuerschaltung 2117
empfängt von der Schaltung 2111 Taktimpulse Pfc und läßt Taktimpulse
Pfc durch wenn die Inhalte des Zeitmeßzählers 2112 und des
Zeigerstellungszählers 2114 im Betriebszustand des 1/100-Sekundenzeigers
identisch sind, und auch während des Meßvorgangs, d. h., wenn die
Signale Dty und Drv oder St hohen Pegel haben. Die Schaltung 2117
läBt auch Taktimpulse Pf durch, wenn die Inhalte des Registers 2113
und des Zeigerstellungszählers 2114 zur Zeit der aufgeteilten Anzeige
und auch beim Halt der Messung nicht identisch sind, d. h., wenn das
Signal Dty niedrigen und das Signal Sp hohen Pegel oder das Signal St
niedrigen Pegel hat. Die Schaltung 2117 läßt auch Taktimpulse Pf
durch, wenn die Inhalte des Zeigerstellungszählers 2114 von dem Wert
Null in dem Zustand abweichen, in welchem der 1/100-Sekundenzeiger
nicht arbeitet, und auch während der Messung, d. h., wenn das Signal
Dtθ niedrig ist und das Signal Drv niedrig ist oder das Signal St hoch
ist. Die Taktimpulse Pf werden zu dem Motortreiber 215 (Figur 1)
geliefert, so daß der 1/100-Sekundenzeiger bereit ist zum Antreiben
lediglich eines Schrittmotors C. Außerdem wird auf ein von dem
Zeitmeßzähler 2112 kommendes 5-Hz-Übertragsignal ∅5 eine Zeitmeß-
Unterbrechung CGint (Figur 2) erzeugt, und eine Messung nach 1/5
Sekunden ist für die Verarbeitung durch die Software bereit.
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Die Motortreibersteuerschaltung 212 (Figur 3) erzeugt
Motortreiberimpulse für jeden Motortreiber nach Maßgabe von Befehlen seitens der
Software.
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Die Schaltung 212 enthält eine Motortreibersystemsteuerschaltung 219,
die ein Antriebssystem für jeden Motor speichert und abhängig von den
von der Software kommenden Befehlen Steuersignale formt und erzeugt,
nämlich ein Signal Sa zum Auswählen eines Vorwärtsantriebs I, ein
Signal Sb zum Auswählen eines Vorwärtsantriebs II, ein Signal Sc zum
Auswählen eines Rückwärtsantriebs I, ein Signal Sd zum Auswählen
eines Rückwärtsantriebs II und ein Signal Se zum Auswählen eines
Vorwärts-Korrekturantriebs.
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Die Schaltung 212 enthält außerdem eine
Treiberreferenzsignalformerschaltung 220 (Figur 4) zum Formen und Erzeugen eines
Treiberreferenztaktsignals Cdrv nach Maßgabe von Befehlen, die von der Software
über den Bus BUS gegeben werden. Die Schaltung 220 enthält ein 3-
Bit-Register 2201 welches Daten speichert, die über den Datenbus dbus
geliefert werden, um die Frequenz des Treiberreferenztaktsignals Cdrv
in Abhängigkeit des Ausgangssignals eines Adressendecodierers 2202
festzulegen, welcher über den Adressenbus adbus von der Software
Adressen empfängt. Die Schaltung 220 enthält außerdem ein 3-Bit-
Register 2203, welches mit den Daten im Register 2201 beim Abfall des
Treiberreferenztaktsignals Cdrv geladen wird, welches von einer
programmierbaren Teilerschaltung 2205 erzeugt wird. Die Schaltung 220
enthält außerdem einen Decodierer 2204, der Zahlenwerte 2, 3, 4, 5, 6,
8, 10 und 16 in binärer Form erzeugt, entsprechend den in dem Register
2203 gespeicherten Daten. Die programmierbare Teilerschaltung 2205
teilt das 256-Hz-Signal ∅256, welches von der ersten Teilerschaltung
208 erzeugt wird, durch n, wobei es sich um die von dem Decodierer
204 erzeugte Zahl handelt. Dementsprechend ist die
Treiberreferenzsignalformerschaltung 220 in der Lage, die Frequenz des
Treiberreferenztaktsignals Cdrv auszuwählen unter acht Arten nämlich 128 Hz, 85,3
Hz, 64 Hz, 51,2 Hz, 42,7 Hz, 32 Hz, 25,6 Hz und 16 Hz. Die
Frequenz des Treiberreferenztaktsignals Cdrv wird zu dem Zeitpunkt
geändert, zu dem Daten in das Register 2203 geladen werden, und die
Daten werden in das Register 2203 synchron mit dem
Treiberreferenztaktsignal Cdrv geladen. Deshalb wird ein Intervall von 1/fa festgelegt,
wenn die Frequenz fa auf die nächste Frequenz fb umgeschaltet wird.
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Die Schaltung 212 enthält außerdem vier Motortaktsteuerschaltungen
226, 227, 228, 229, welche abhängig von Softwarebefehlen
Treiberimpulszahlen
für den Schrittmotor A, den Schrittmotor B, den
Schrittmotor C und den Schrittmotor D steuern. Da die Schaltungen identisch
sind, soll lediglich die Schaltung 226 im einzelnen erläutert werden
(Figur 9). Die Schaltung 226 enthält ein 4-Bit-Register 2261, welches
eine Treiberimpulszähl speichert, die durch die Software vorgegeben
wird. Ein 4-Bit-Aufwärtszähler 2262 zählt Treiberreferenztaktsignale
Cdrv, die über das UND-Gatter 2274 gelangen, und wird von einem
Steuersignal zurückgesetzt. Eine Steuersignalformerschaltung 2272
empfängt Befehle über den Adressenbus adbus, und formt und generiert
ein Signal Sset zum Einstellen einer Treiberimpulszahl auf dem
Datenbus dbus im Register 2261 in Abhängigkeit von Softwarebefehlen, eines
Signals Sread zum Lesen von Daten des Aufwärtszählers 2262, und ein
Signal Sreset zum Zurücksetzen des Registers 2261 und des
Aufwärtszählers 2262. Das Signal Sread wird auf einen Negator 2273
gegeben, dessen Ausgang zu dem UND-Gatter 2274 führt, so daß die
Treiberreferenztaktsignale Cdrv an einem Durchlaufen des UND-Gatters
2274 gehindert werden. Ein Zweiwegeschalter 2271 wird eingeschaltet,
wenn das Signal Sread erzeugt wird, wodurch Daten des
Aufwärtszählers 2262 auf den Datenbus dbus gegeben werden. In diesem
Falls muß das Register 2261 sowie der Aufwärtszähler 2262 nach dem
Lesen durch das Signal Sreset zurückgesetzt werden.
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Die Identitätsdetektorschaltung 2263 vergleicht den Inhalt des Registers
2261 mit dem des Aufwärtszählers 2262 und erzeugt ein Identitätssignal
Dy, wenn die Inhalte identisch sind. Eine Nur-1-Detektorschaltung 2264
erzeugt ein Nur-1-Detektorsignal D15, wenn die Inhalte des Registers
2261 lediglich Einsen sind. Ein eine
Motortreiberimpulsformer-Triggersignalgeneratorschaltung 2265 enthält Negatoren 2266 und 2267 und ein
UND-Gatter 2268 mit drei Eingängen, ein UND-Gatter 2269 mit zwei
Eingängen und ein ODER-Gatter 2270 mit zwei Eingängen.
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Die Schaltung 2265 empfängt Taktsignale Cdrv, die als Eingangssignale
an UND-Gatter 2268 und 2269 gegeben werden, das Identitätssignal Dy
als Eingangssignal des Negators 2266, dessen Ausgang einen Eingang
des UND-Gatters 2268 bildet, und das Nur-1-Detektorsignal D15 als
Eingangssignal des UND-Gatters 2269 und als Eingang für den Negator
2267, dessen Ausgang einen Eingang des UND-Gatters 2268 bildet. Die
Ausgangssignale der UND-Gatter 2268 und 2269 werden in dem ODER-
Gatter 2270 einer ODER-Verknüpfung unterzogen, dessen
Ausgangssignal ein Motortriggersignal Tr ist. Wenn eine Zahl mit Ausnahme
einer solchen, die nur aus Einsen besteht, im Register 2261 eingestellt
ist und die Zähl sich von derjenigen im Register 2262 unterscheidet,
werden über das UND-Gatter 2268 solange Triggersignale Tr erzeugt,
bis die Zahlen übereinstimmen, zu welchem Zeitpunkt das
Identitätssignal Dy diese Signalgenerierung anhält. Wenn das Register 2261 auf
nur Einsen eingestellt ist, erzeugt die Schaltung 2265 Triggersignale Tr
wiederholt über das UND-Gatter 2269, auch wenn ein Identitätssignal
Dy erzeugt wird.
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Wenn die Identitätsdetektorschaltung 2263 Identität feststellt, oder wenn
die Impulszahl auf Null eingestellt ist, wird eine
Motorsteuerunterbrechung Mint erzeugt, welche Unterbrechung durch die Software lesbar ist
und nach dem Lesen zurückgestellt werden kann.
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Die Schaltung 212 (Figur 3) enthält vier Triggerformerschaltungen 230,
231, 232 und 233, die jeweils ein Signal Sa, Sb, Sc, Sd oder Se von der
Schaltung 219 empfangen und ein von der entsprechenden
Motortaktsteuerschaltung erzeugtes Triggersignal Tr als Triggersignale Sat, Sbt,
Sct, Sdt, Set für die Treiberimpulssteuerschaltungen 221, 222, 223, 224
und 225 durchlassen, um Motortreiberimpulse Pa, Pb, Pc, Pd und Pe zu
bilden, entsprechend den Treibensystemsteuersignalen Sa, Sb, Sc, Sd
und Se die von der Motortreibersystemsteuerschaltung 219 erzeugt
werden.
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Wenn der Vorwärtsantrieb I und der Rückwärtsantrieb kontinuierlich
durchgeführt werden, ist die Frequenz des Treiberreferenztakts Cdrv auf
unter 64 Hz beschränkt. Die erste Treiberimpulsformerschaltung 221
formt und erzeugt den Treiberimpuls Pa für den Vorwärtsantrieb I
(Figur 5). Die zweite Treiberimpulsformerschaltung 222 formt und
erzeugt den Treiberimpuls Pb für den Vorwärtsantrieb 11 (Figur 6). Die
dritte Treiberimpulsformerschaltung 223 formt und erzeugt den
Treiberimpuls Pc für den Rückwartsantrieb I (Figur 7). Die vierte
Treiberimpulsformerschaltung
224 formt und erzeugt den Treiberimpuls Pd für
den Rückwärtsantrieb 11 (Figur 8). Die fünfte
Treiberimpulsformerschaltung 225 formt und erzeugt eine Impulsgruppe Pe für den
Korrekturantrieb, umfassend einen üblichen Treiberimpuls P1, einen
Korrekturtreiberimpuls P2, einen Impuls P3 zur Zeit der Feststellung eines
magnetischen Wechselfeldes, einen Magnetwechselfeld-Detektorimpuls SP1,
einen Drehdetektorimpuls SP2, wie es in der japanischen
Patent-Offenlegungsschrift 260883/1985 offenbart ist.
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Vier Motortreiberimpulsauswahlschaltungen 234, 235, 236 und 237
(Figur 3) wählen und generieren Treiberimpulse PA, PB, PC und PD,
die für einen Schrittmotor benötigt werden, aus den
Motortreiberimpulsen Pa, Pb, Pc, Pd, Pe, welche von den Treiberimpulsformerschaltungen
221 bis 225 erzeugt werden, entsprechend den
Treibersystemsteuersignalen Sa, Sb, Sc, Sd oder Se.
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Die Motortreiber 213, 214, 215 und 216 treiben jeweils einen
Schrittmotor dadurch an, daß sie Motortreiberimpulse PA, PB, PC bzw. PD,
die von der Motortreiberimpulsauswählschaltung 212 kommen,
abwechselnd an zwei Ausgangsanschlüsse jedes Motortreibers geben.
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Eine Eingangssteuer- und Rücksetzsignalformerschaltung 217 empfängt
an Anschlüssen A, B, C, D, RA1, RA2, RB1 und RB2 geschaltete
Eingangssignale, und Eingangssignale an den Anschlüssen K, T und R.
Die Schaltung 217 empfängt außerdem Daten und Befehle auf dem Bus
BUS, und jedes Rücksetzeingabesignal von der
Oszillatoranhaltedetektorschaltung 207.
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Die Unterbrechungssteuerschaltung 218 arbeitet so, daß sie jeder
Schaltunterbrechung SWint, Zeitmeßunterbrechung CGint,
Motorsteuerungsunterbrechung Mint, dem Speichern vor dem Lesen und dem Rücksetzen
R nach dem Lesen Vorrang gibt, indem ein Signal INT ausgegeben
wird. Eine Konstantspannungsschaltung 200 liefert eine geringe
konstante Spannung von etwa 1,2 Volt am Anschluß VS1 von einer
Batteriespannung von etwa 1,58 V, die an den Anschlüssen VDD und
VSS eingeprägt wird. Wenn an irgendeinem der Anschlüsse A, B, C, D,
RA1,
RA2, RB1 oder RB2 ein geschaltetes Eingangssignal vorliegt,
wird ein geschaltetes Unterbrechungssignal SWint erzeugt. In diesem
Fall werden durch die Software ein Lesen und Zurückstellen der
Unterbrechungsquelle vorgenommen. Anschließend wird jeder
Eingangsanschluß auf den Pegel des Anschlusses VSS, welcher den Datenwert 0
repräsentiert, heruntergezogen, während ein Datenwert 1 durch den
Pegel am Anschluß VDD repräsentiert wird.
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Der Anschluß K ist derjenige für das Umschalten von Spezifikationen,
und man kann zwei Arten von Spezifikationen abhängig von dem
Datenwert am Anschluß K auswählen. Anschließend wird der Datenwert am
Anschluß K durch die Software gelesen.
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Der Anschluß R ist derjenige für das System-Rücksetzen, und wenn der
Anschluß R auf dem Pegel des Anschlusses VDD liegt, werden die
Kern-CPU 201, die Treiberschaltungen 208 und 209 und andere
periphere Schaltungen durch die Hardware initialisiert.
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Der Anschluß T ist derjenige zum Umsetzen der Testbetriebsarten, und
durch Eingeben eines Taktimpulses in den Anschluß T, während der
Anschluß RA2 auf dem Pegel des Anschlusses VDD liegt, können 16
Testbetriebsarten zum Testen von peripheren Geräten geändert werden.
Der Haupttestbetrieb ist derjenige zur Sicherstellung eines
Vorwärtsantriebs I, des Gewährleistens eines Vorwärtsantriebs II, des
Sicherstellens eines Rückwärtsantriebs I, des Sicherstellens eines
Rückwärtsantriebs 11, eines Sicherstellens eines Korrekturantriebs, des
Sicherstellens einer Zeitmessung von 1/100 Sekunden und weitere Betriebsarten,
wobei in diesen Betriebsarten für die Sicherstellung der
Motorantriebsimpuls automatisch für jeden Motorantriebsimpuls-Ausgangsanschluß
generiert wird.
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Das System kann dadurch zurückgesetzt werden, daß der Anschluß R
auf den Pegel des Anschlusses VDD gelegt wird, und auch dadurch, daß
die Schalter ansonsten gleichzeitig geschlossen werden. Innerhalb des
ICs, wird das System zwangsweise durch die Hardware zurückgestellt,
wenn A oder C und B und RA2 gleichzeitig geschlossen werden, und
auch dann, wenn einer von A, B und C und RA2 und RB2 gleichzeitig
geschlossen werden.
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Dann stehen die Funktionen zum Zurückstellen der Teilerschaltung und
anderer peripherer Schaltungen durch die Software zur Verfügung, und
wenn die peripheren Schaltungen zurückgestellt sind, werden auch die
Treiberschaltungen zurückgestellt.
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Damit weist das CMOS-IC 20 die folgenden Merkmale zum Antreiben
der Schrittmotoren auf und ist äußerst wirksam als IC-Chip für
elektronische Analoguhren mit mehreren Zeigern und mehreren Funktionen:
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1. die Motortreiber 213, 214, 215 und 216, so daß die vier
Schrittmotoren gleichzeitig angetrieben werden können;
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2. die Motortreibersystemsteuerschaltung 219, die
Treiberimpulsformerschaltungen 221 bis 225 und die
Motortreiberimpulsauswahlschaltungen 234 bis 237, so daß drei Arten von Vorwärtsantrieb und
zwei Arten von Rückwärtsantrieb für jeden der vier Schrittmotoren
durch die Software ausführbar sind;
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3. die Treiberreferenzsignalformerschaltung 220, so daß die
Antriebsgeschwindigkeit für jeden Schrittmotor nach Belieben durch die
Software geändert werden kann; und
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4. die Motortaktsteuerschaltungen 226 bis 229, die jeweils einen
Schrittmotor entsprechen, so daß eine Treiberimpulsanzahl für jeden
Schrittmotor nach Belieben eingestellt werden kann.
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Eine Ausführungsform einer elektronischen Mehrfunktions-Analoguhr
(Figur 10) gemäß der Erfindung beinhaltet ein CMOS-IC 20, wie oben
beschrieben wurde. Die Uhr enthält eine Basisplatte 1 aus einem
Kunstharzmaterial, und eine Silberoxidbatterie 2 (SR927W). Es gibt vier
Schrittmotoren A, B, C und D, die in Figur 10 mit 3, 15, 27 bzw. 32
bezeichnet sind. Der Schrittmotor 3 zum Anzeigen der normalen Zeit
enthält einen Magnetkern 3a aus hochpermeablen Material, einen
Spulenblock 3b, der aus einer auf dem Magnetkern 3a gewickelten Spule
besteht, ein Spulenleitersubstrat, dessen einander abgewandte Ende
leitend gemacht sind, und einen Spulenrahmen, einen aus
hochpermeablen Material gebildeten Stator 3c und einen Rotor, der aus einem
Rotormagneten und einem Ritzel 4a (Figur 11) besteht.
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Ein fünftes Rad 5 besitzt ein Zahnrad 5a, welches mit dem Ritzel 4a
kämmt, und ein Ritzel 5b, welches mit einem Zahnrad 6a eines vierten
Rads 6 in Eingriff steht. Das Rad 6 besitzt ein Ritzel 6b, welches mit
einem Zahnrad 7a eines dritten Rädchens 7 kämmt, welches außerdem
ein Ritzel 7b aufweist, welches mit einem Zahnrad 8a eines Minutenrads
8 in Eingriff steht. Das Rad 8 besitzt ein Ritzel 8b in Eingriff mit einem
Zahnrad 9a eines Zwischenrads 9, dessen Ritzel 9b mit einem Zahnrad
10a eines Stundenrads 10 in Eingriff steht. Das Minutenrad 8 und das
Stundenrad 10 sind mit ihren Achsen zentrisch bezüglich der Uhrfläche
angeordnet und besitzen durch diese hindurch vorstehende Nasen,
welche Minuten- und Stundenzeiger 11 bzw. 12 tragen. Die
verschiedenen Ritzel, Zahnrädchen und Rädchen der Getriebesätze sind auf Lagern
in der Basisplatte 1 und einer beabstandeten Platte 53 gelagert (Figuren
11 bis 15). Die Platte 53 (Figur 15) ist mit einer Ausnehmung versehen,
die ein Schaltungssubstrat 54 aufnimmt, welches von einer Platte 52
gehalten wird.
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Das Untersetzungsverhältnis zwischen dem Ritzel 4a und dem
Minutenrad-Zahnrädchen 4a beträgt 1/1800, so daß das Minutenrad 8 und der
Zeiger 11 einmal pro 1800 Umdrehungen des Rotors 4 umlaufen. Wenn
der Rotor 4 in zwei Sekunden einmal umläuft, ruft das eine einzige
Umdrehung des Rads 8 in 3.600 Sekunden oder 60 Minuten oder einer
Stunde hervor. Das Untersetzungsverhältnis zwischen dem Minutenritzel
8b und dem Stundenzahnrad 10a beträgt 1/12, so daß, wenn sich der
Rotor 4 in zwei Sekunden einmal dreht, sich das Stundenrad einmal in
zwölf Stunden dreht.
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Das Ritzel 5b des fünften Rads 5 (Figur 12) steht außerdem mit einem
Zahnrad 13a eines kleinen Sekundenrads 13 in Eingriff, dessen
Drehachse sich exzentrisch bezüglich der Uhrfläche und entsprechend der 9-
Uhr-Position des Stundenzeigers befindet (Figur 17). Das Rad 13 besitzt
eine durch das Zifferblatt 41 (Figur 12) vorstehende Nase, die einen
kleinen Sekundenzeiger 14 trägt. Das Untersetzungsverhältnis zwischen
dem Rotorritzel 4a und dem kleinen Sekundenzahnrädchen 13a beträgt
1/30 und somit dreht sich das kleine Sekundendrähtchen 13 einmal pro
60 Sekunden, wenn sich der Rotor 4 einmal pro zwei Sekunden dreht,
so daß die Sekunden der normalen Zeit angezeigt werden.
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Der Schrittmotor 15 (Figur 10) für die Zeitmeß-Sekundenzeigeranzeige
enthält einen Magnetkern 15a aus hochpermeablem Material, einen
Spulenblock 15b, der aus einer auf dem Magnetkern 15a aufgewickelten
Spule, einem Spulenleitersubstrat, dessen entgegengesetzte Enden leitend
gemacht sind, und einem Spulenrahmen besteht, einen Stator 15c aus
hochpermeablem Material, und einen Rotor 16, der aus einem
Rotormagneten und einem Rotorritzel 16a besteht (Figur 13).
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Das Rotorritzel 16a steht in Eingriff mit einem Zahnrädchen 17a eines
ersten Zeitmesserzwischenrädchens 17, dessen Ritzel 17b mit einem
Zahnrad 18a eines zweiten Zeitmesserzwischenrädchens 18 kämmt. Das
Rädchen 18 besitzt ein Ritzel 18b, welches mit einem Zahnrad 19a eines
Zeitmesserrads 19 kämmt. Das Zeitmesserrad 19 befindet sich zentrisch
bezüglich der Uhr und weist eine Nase auf, welche durch die Nasen der
Minuten- und Stundenräder 8 und 10 vorsteht und einen Zeiger 21 trägt.
Das Zahnrad 19 wird von einer Feder 65, die gegen einen durch die
Platte 53 vorstehenden Lagervorsprung drückt, in Berührung mit dem
Rad 8 gedrängt, (Figuren 15 bis 19). Das Untersetzungsverhältnis
zwischen dem Rotorritzel 16a und dem Zeitmesserzahnrad 19a beträgt
1/150. Der Rotor 16 dreht sich zweieinhalb Mal oder 90º pro Sekunde
aufgrund elektrischer Signale von dem CMOS-IC 20, so daß das
Zeitmesserrad 19 sich pro Sekunde um 6º oder um fünf Schritte mit jeweils
1,2º dreht, um dadurch 60 Zeitmesser-Sekunden pro Umdrehung
anzuzeigen. Der Zeiger 21 dient als ein durch den Zeitgeber eingestellter
Zeiger für die Zeitgebereinstellung gleichzeitig mit einer
Zeitgeberbetätigung, die im folgenden beschrieben wird.
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Der Schrittmotor 27 (Figur 10) für die Minutenanzeige des Zeitmessers
und die Sekundenanzeige einer verstrichenen Zeit des Zeitgebers enthält
einen Magnetkern 27a aus hochpermeablen Material, einen Spulenblock
27b, der aus einer auf dem Magnetkern 27a aufgewickelten Spule, einem
Spulenleitersubstrat, dessen einander abgewandte Enden leitend gemacht
sind, und einen Spulenrahmen besteht, einen Stator 27c, der aus
hochpermeablem Material besteht, und einen Rotor 28, der aus einem
Rotormagneten und einem Rotorritzel 28a besteht (Figur 14). Das Rotorritzel
28a steht über ein Zahnrad 29a eines Zeitmesser-Minutenzwischenrads
29 in Eingriff, welches ein Ritzel 29b besitzt, welches mit einem
Zahnrädchen 30a eines Zeitmesser-Minutenrads 30 kämmt. Das Zeitmesser-
Minutenrad 30 ist so angeordnet, daß es sich auf einer exzentrisch
bezüglich des Zifferblatts angeordneten Achse an der 12-Uhr-Position
des Stundenzeigers dreht. Eine Minutenanzeige des Zeitmessers und eine
Sekundenanzeige einer verstrichenen Zeit des Zeitgebers erfolgen über
diese Achse. Das Untersetzungsverhältnis zwischen dem Rotorritzel 28a
des Zeitmesser-Minutenzahnrads 30a beträgt 1/30. In der Zeitmesser-
Betriebsweise dreht sich der Rotor 28 einmal pro Minute aufgrund
elektrischer Signale von dem CMOS-IC 20. Folglich dreht sich das
Zeitmesser-Minutenrad 30 pro Minute um 12º oder einmal pro halbe
Stunde, wodurch die Zeitmesser-Minutenanzeige von 30 Minuten
realisiert wird. Das Rad 30 besitzt eine das Zifferblatt 41 durchdringende
Nase, die einen Zeitmesser-Minutenzeiger 31 für die
Zeitmesser-Minutenanzeige trägt. Durch Kombinieren der Anzeigen der Zeitmesser-
Zeiger 21 und 31, wird eine Zeitmesseranzeige mit 1/5 Sekunden als
minimaler Ableseeinheit und 30 Minuten als maximale Einheit realisiert.
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In der Zeitgeberbetriebsart dreht sich der Rotor 28 entgegen der
Drehung im Zeitmeßbetrieb einmal pro zwei Sekunden aufgrund
elektrischer Signale seitens des CMOS-IC 20. Damit dreht sich der
Zeitmesser-Minutenzeiger 31 alle 60 Sekunden in Schritten von einer
Sekunde einmal im Gegenuhrzeigersinn und zeigt damit die Sekunden
einer verstrichenen Zeit des Zeitgebers in einer 60 Sekunden
umfassenden Drehung an. Gleichzeitig dreht sich der Rotor 16 zweieinhalb Mal
pro Minute entgegen der Drehung bei der Zeitmeßbetriebsart aufgrund
elektrischer Signale seitens des CMOS-IC 20. Folglich dreht sich der
mittlere Zeitmesser-Zeiger 21 pro Minute um 6º im Gegenuhrzeigersinn
und zeigt damit die Minuten der verstrichenen Zeit des Zeitgebers an.
Der Zeitmesser-Minutenzeiger 31, der von dem Schrittmotor 27
angetrieben wird, arbeitet als 1/100-Sekundenzeiger, auf den in Verbindung
mit Figur 2 verwiesen wurde, gesteuert durch die Software.
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Die Uhr besitzt einen ersten und einen zweiten von Hand betätigbaren
Stift 22 und 23 (Figur 17) und drei Schalterbetätigungsknöpfe 24, 25
und 26. Beim Einstellen des Zeitgebers wird der zweite Stift 23 in einen
ersten Zustand gebracht, und der Rotor 16 dreht sich in fünf Schritten
um 180º immer dann, wenn der Knopf 25 einmal gedrückt wird, um
den mit dem Anschluß B verbundenen Schalter zu schließen, so daß der
Zeitmesser-Zeiger 31 sich um 6º dreht, was einer Minute entspricht.
Somit läßt sich eine Zeitgeber-Einstellzeit von bis zu 60 Minuten
darstellen.
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Der Schrittmotor 32 (Figur 10) enthält einen Magnetkern 32a aus
hochpermeablem Material, einen Spulenblock 32b, bestehend aus einer auf
dem Magnetkern 32a gewickelten Spule, einem Spulenleitersubstrat,
dessen entgegengesetzte Enden leitend gemacht sind, und einem
Spulenrahmen, einen Stator 32c aus hohpermeablem Material und einen Rotor
33, der einen Rotormagneten und ein Rotorritzel 33a aufweist (Figur
15). Das Rotorritzel 33a steht in Eingriff mit einem Zahnrad 34a eines
Weckruf-Zwischenrads 34, das mit einem Ritzel 34b mit einem Zahnrad
35a eines Weckruf-Minutenrads 35 kämmt.
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Das Rad 35 ist mit einem Ritzel 35b in Eingriff mit einem Zahnrad 36a
eines dritten Weckrufrads 36, welches mit einem Ritzel 36b in Eingriff
mit einem Weckruf-Stundenrad 37 steht. Das Untersetzungsverhältnis
zwischen dem Rotorritzel 33a und dem Wecker-Minutenzahnrad 35a
beträgt 1/30 und das Untersetzungsverhältnis zwischen dem Wecker-
Minutenritzel 35b und dem Wecker-Stundnerad 37 beträgt 1/12. Die
Räder 35 und 37 drehen sich um eine gemeinsame Achse, die
exzentrisch auf dem Zifferblatt in der 6-Uhr-Position des Stundenzeigers liegt.
Das Rad 35 trägt einen Wecker-Minutenzeiger 38, und das Rad 37 trägt
einen Wecker-Stundenzeiger 39.
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Wenn der zweite Stift 23 sich in dem ersten Zustand befindet, um eine
Betriebsart für das Einstellen des Zeitgebers oder einen Wecker
auszuwählen, wird der Rotor 30 aufgrund eines elektrischen Signals von
dem CMOS-IC 20 um 180º gedreht, indem der Knopf 26 einmal
gedrückt wird, um den mit dem Anschluß C verbundenen Schalter zu
schließen. Der Wecker-Minutenzeiger 38 dreht sich um 6º, was einer
Minute entspricht, und der Wecker-Stundenzeiger 39 dreht sich um
0,5º. Damit läßt sich die Weckzeit in Minuten-Intervallen bis zu 12
Stunden einstellen. D. h., wenn der Knopf 26 kontinuierlich gedrückt
wird, drehen sich der Wecker-Minutenzeiger 38 und der
Wecker-Stundenzeiger 39 schnell, wodurch die Weckzeit innerhalb einer kurzen
Zeitspanne eingestellt wird. Wenn die eingestellte Weckzeit und die
normale Zeit übereinstimmen, ertönt ein Weckruf.
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Wenn der zweite Stift 23 in den Nullzustand gebracht wird, wird eine
Wecker-Ruhebetriebsart ausgewählt, und der Wecker-Minutenzeiger 38
und der Wecker-Stundenzeiger 39 zeigen die normale Zeit an. In diesem
Fall wird der Rotor 33 in Schritten von 180º pro Minute aufgrund eines
elektrischen Signals von dem CMOS-IC 20 gedreht.
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Das CMOS-IC 20 ist mit weiteren elektrischen Elementen verbunden,
wie aus der Schaltungsskizze in Figur 16 hervorgeht. Diese weiteren
Elemente umfassen Summer-Treibeelemente, bestehend aus einer
Verstärkungsspule 55, einer Kleinform- oder kleinbemessenen
Oberflächenkupplung, einem Transistor 56 mit Schutzdiode und einem
piezoelektrischen Summer 64, der an einem rückseitigen Deckel des
Uhrengehäuses angebracht ist. Ein 1uF-Chip-Kondensator 57 unterdrückt
Spannungsschwankungen der Konstantspannungsschaltung 200. Ein
Kristalloszillator 58 vom Mikroabstimmgabeltyp ist die Quelle für die
Oszillatorschaltung 206 über Anschlüsse Xin und Xout. Ein 3-Stellungs-
Schalter 46a kann an einem Anschluß RA1 oder einem Anschluß RA2
geschlossen werden, oder kann offen sein. Ein ähnlicher 3-Stellungs-
Schalter 59a kann am Anschluß RB1 oder am Anschluß RB2 geschlossen
werden, oder kann offen sein.
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Die Knöpfe 24, 25 und 26 sind federbelastet und schließen ihre Schalter
nur, wenn sie gedrückt werden. Der Schalter 46 a befindet sich auf
einem Joch 46, welches mit dem ersten Stift 22 in Eingriff steht, um mit
dem Anschluß RA1 in Verbindung zu treten, wenn sich der Stift 22 in
ersten Zustand befindet, und um mit dem Anschluß RA2 in Eingriff zu
treten, wenn der Stift sich in einem zweiten Zustand befindet, während
er sonst offen ist. In ähnlicher Weise befindet sich der Schalter 59a auf
einem Hebel 59, der mit dem zweiten Stift 23 in Eingriff steht, um mit
einem Anschluß RB1 in einem ersten Zustand des zweiten Stifts 23 in
Eingriff zu treten und um mit dem Anschluß RB2 in einem zweiten
Zustand schließend in Eingriff zu treten, während er normalerweise
offen ist.
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Die Uhr (Fig. 17) besitzt ein Gehäuse 40. Auf dem Zifferblatt 41
befinden sich Kennzeichnungen 42 für die normale Sekundenanzeige,
Zeichen 43 für die Zeitmeß-Minutenanzeige und die verstrichene
Zeitgeber-Sekundenanzeige und Zeichen 44 für die Anzeige eines
eingestellten Weckers.
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Die normale Zeit wird angezeigt über den kleinen Sekundenzeiger 14,
der jede Sekunde fortschreitet, während der Minutenzeiger 11 und der
Stundenzeiger 12 sich langsam drehen. Zur Zeitkorrektur wird der erste
Stift 22 in den zweiten Zustand hinausgezogen. Der erste Stift 22 steht
in Eingriff mit einem Hebel 45 und einem Joch 46, um einen Stellhebel
47 zu bewegen, der mit dem vierten Rad 6 in Eingriff steht und es
anhält. Dann wird der erste Stift 22 gedreht, um über ein Kupplungsrad
48 ein Einstellritzel 50 in der einen oder der anderen Richtung zu
drehen. Das Ritzel 50 (Fig. 11) steht in Eingriff mit dem Zahnrad 9a
des Zwischenrads 9. Eine Drehung des Rads 9 wird übertragen auf das
Minutenrad 8 und das Stundenrad 10. Das Zahnrad 8a des Minutenrads
8 ist mit dem Rad 8 und dem Ritzel 8b über ein konstantes Gleitmoment
gekoppelt, so daß eine relative Drehung durch das von Hand über den
Stift 22 aufgebrachte Drehmoment erfolgen kann, da das Anhalten des
vierten Rades 6 auch das dritte Rad 7 und das Zahnrad 8a anhält.
Außerdem hält der Rotor 4 an, und auch das zweite Rad 13 hält an (Fig.
12). Wenn der Minuten- und der Stundenzeiger 11 und 12 auf die
gewünschte Zeit eingestellt sind, wird der Stift 22 aus seinem zweiten
Zustand in seine Normalstellung zurückgestellt, und der Rotor 4 beginnt
mit der erneuten Drehung, um die Zeiger 11, 12 und 13 anzutreiben.
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Wird eine 1-Hz-Unterbrechung (Fig. 18(a) eingegeben, so wird zunächst
festgestellt, ob der Schalter 46a mit dem Anschluß RA2 verbunden ist
oder nicht. Falls nicht, wird ein Vorwärtskorrekturantrieb für den
Schrittmotor A in der Motortreibersystemsteuerschaltung 219 (Fig. 3)
eingestellt, und es wird eine Treiberzahl 1 in der
Motortaktsteuerschaltung 226 eingestellt. Wenn der Schalter 46a mit dem Anschluß RA2
verbunden ist, was einen zeitkorrigierten Zustand bedeutet (Fig. 18(a)),
wird der Motorantrieb angehalten, und die Teilerschaltungen 208 und
209 werden augenblicklich zurückgesetzt um den Motor zu dem
Zeitpunkt eine Sekunde später anzutreiben, zu welchem der Schalter 46a
ausgeschaltet wird.
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In dem Ablaufdiagramm der Zeitmeßfunktion (Figuren (19(a) und 19(b))
dient CG als Kurzbezeichnung für den Zeitmesser. Erfolgt eine
Schaltereingabe zu der Schaltung 217, so wird als erstes festgestellt, ob der
zweite Stift 23 sich nicht in dem ersten oder dem zweiten Zustand
befindet, so daß der Schalter 59a nicht an dem Anschluß RB1 oder RB2
liegt. Liegt der Schalter 59a an keinem dieser Anschlüsse, so wird
festgestellt, ob die Schaltereingabe daher rührt, daß der Knopf 24 gedrückt
wurde, um eine Verbindung zum Anschluß A zu schaffen. Falls dies der
Fall ist, wird der Datenspeicher ausgelesen, um festzustellen, ob dort
CGreset oder CGstop gespeichert ist. Falls ja, wird die CG-Schaltung
gestartet, und in den Speicher wird anstelle von CGreset oder CGstop
dann CGstart eingeschreiben. CGstart veranlaßt den CG-Sekundenzeiger
21 mit fünf Schritten pro Sekunde angetrieben zu werden, ausgehend
von der Nullstellung. Die Anzahl der Sekunden wird sowohl im Zähler
2113 als auch im Zähler 2114 gezählt, und nach 60 Sekunden bewirkt
ein Übertrag, daß der CG-Minutenzeiger 31 vorgerückt wird, um das
Verstreichen einer zeitlichen Minute anzuzeigen.
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Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis eine weitere Schaltereingabe
stattfindet und diese von dem Anschluß A stammt, weil die Taste 24
gedrückt wurde. Zuerst wird bestimmt, ob CGstart aufgetreten ist, und
warum CGstart in den Speicher eingeschrieben ist, die CG-Schaltung
wird angehalten, und anstelle CGstart wird in den Speicher CGstop
eingeschrieben. Damit werden der CG-Sekundenzeiger 21 und der CG-
Minutenzeiger 31 beide angehalten, und die verstrichene Zeit kann von
dem Zifferblatt abgelesen werden. Wenn CGstart im Speicher steht,
wird festgestellt, daß eine Schaltereingabe nicht seitens des Anschlusses
A erfolgt ist, und es wird festgestellt, ob sie von Anschluß B stammt.
Falls ja, so stammt sie von einem Drücken der Taste 25, und es erfolgt
eine CG-Aufteilung, wobei anstelle von CGstart in den Speicher jetzt
CGsplit eingeschrieben wird. Dies hält die Drehung des
CG-Sekundenzeigers 21 und des CG-Minutenzeigers 31 an, setzt jedoch das Zählen
der verstreichenden Sekunden im Zähler 2113 fort. Damit läßt sich
anhand der Zeiger 21 und 31 auf dem Zifferblatt eine abgenommene
Zeit ablesen.
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Wenn anschließend ein weiteres Drücken der Taste 25 erfolgt und
festgestellt wird, daß im Speicher CGsplit steht, so erfolgt eine Berechnung
der Differenz zwischen der Stellung des CG-Zeigers, wie sie im Zähler
2114 festgehalten ist, und der Stellung des CG-Zeigers, wie sie im
Zähler 2113 festgehalten sein sollte. Die Differenz in der Schaltung
2115 bewirkt, daß die CG-Zeiger rasch so weit angetrieben werden, bis
die Differenz beseitigt ist, woraufhin die Zeiger mit der Weiterbewegung
bei normaler Geschwindigkeit fortfahren. Gleichzeitig wird anstelle von
CGsplit in den Speicher erneut CGstart eingeschrieben.
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Wenn nach dem Drücken der Taste 24 zum Anhalten der Zeitanzeige
und nach dem Ein schreiben von CGstop in den Speicher die Taste 25
gedrückt wird, wird, nachdem festgestellt wurde, daß CGstart und
CGsplit nicht in den Speicher eingeschrieben sind und in den Speicher
CGstop eingeschrieben ist, die Differenz zwischen der Zeigerstellung
und der Null-Zeigerstellung berechnet, und die Zeiger werden schnell in
die Null-Position zurückgefahren, wie Sie durch die Schaltung 2116
festgelegt ist, während anstelle von CGstop in den Speicher jetzt
CGreset eingeschrieben wird.
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Wenn, nachdem die Taste 25 gedrückt wurde und in den Speicher
CGsplit eingeschrieben ist, die Taste 24 gedrückt wird, um den Schalter
auf den Anschluß A zu legen, dann ist der Zeiger bereits bei der
abgenommenen Zeit angehalten. Das Zählen der Sekunden wird angehalten,
und der aufgelaufene Wert wird im Speicher festgehalten. Wenn die
Taste 25 erneut gedrückt wird, um den Schalter auf den Anschluß A zu
legen, wird das Zählen erneut gestartet, jedoch bleibt der Zeiger
angehalten.
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Wenn der zweite Stift 23 in den ersten Zustand bewegt wird, gelangt der
Schalter 59a mit dem Anschluß RB1 in Eingriff, und das Flußdiagramm
in den Figuren 20(a) und 20(b) gibt die Schritte in der
Zeitgeber-Einstellbetriebsart an. Wenn eine Schaltereingabe für die Schaltung 217
festgestellt wird, so wird zunächst bestimmt, ob der Anschluß RB1
angeschlossen ist. Falls ja, wird festgestellt, ob der Anschluß A
aufgrund einer Betätigung der Taste 24 angeschlossen ist. Falls ja, wird
festgestellt, ob in den Speicher timerset oder timerstop eingeschrieben
ist. Es ist nicht erforderlich timerset in den Speicher einzuschreiben,
wenn angenommen wird, daß timerset dann eingeschrieben wird, wenn
festgestellt wird, daß weder timerstart noch timerstop in den Speicher
eingeschrieben ist. Falls dies so ist, wird der Zeitgeber gestartet, wie es
in Verbindung mit Figur 20(b) beschrieben ist, und in den Speicher wird
timerstart eingeschrieben. Wenn bei der vorausgehenden Feststellung
herausgefunden wird, daß in den Speicher timerstart eingeschrieben ist,
wird der Zeitgeber angehalten, und in den Speicher wird timerstop
eingeschrieben. Ein weiteres Betätigen der Taste 24 setzt den Zeitgeber
erneut in Gang.
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Wenn bei der anfänglichen Feststellung herausgefunden wird, daß die
Taste 25 gedrückt wurde, so daß der Anschluß B angeschlossen ist, so
wird festgestellt, ob in dem Speicher timerset eingeschrieben ist. Falls
ja, so bedeutet dies, daß weder timerstart noch timerstop in den Speicher
eingeschrieben ist, und daß der Zeitgeberbetrieb ruht. Folglich wird die
Zeitgeber-Einstellzeit um eine Minute erhöht, und dies wird angezeigt
durch Vorrücken des CG-Sekundenzeigers 21 um fünf Schritte im
Uhrzeigersinn, was 6º auf dem Zifferblatt 41 bedeutet. Ein wiederholtes
Drücken der Taste 25 bedingt wiederholtes Weitergehen und Vorrücken,
bis der CG-Sekundenzeiger 21 die gewünschte Zeitgeber-Einstellzeit
angibt. Die maximale Zeit kann auf 60 Minuten eingestellt werden.
Wenn der Zeitgeber durch Betätigen der Taste 24 gestartet wird,
veranlaßt das 1-Hz-Unterbrechungssignal bei in den Speicher
eingeschriebenem timerstart, daß eine Abnahme in der eingestellten Zeit um eine
Sekunde bei jeweils einer zeitlichen Sekunde erfolgt und der
CG-Minutenzeiger 31 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben wird. Bei jeder Minute
vervollständigt der CG-Minutenzeiger einen vollständigen Kreis, und der
CG-Sekundenzeiger 21 wird so lange im Gegenuhrzeigersinn um fünf
Schritte verrückt, bis lediglich noch eine Minute verbleibt. Dann hält der
CG-Minutenzeiger 31 an, und der CG-Sekundenzeiger 21 wird bei jeder
abgelaufenen Sekunde um fünf Schritte verrückt. Bei jeder Abnahme der
Zeitgeberzeit um eine Sekunde wird festgestellt (Figure 20(b)), ob die
verbleibende Zeit eine bis drei Sekunden beträgt. Falls nicht, wird
festgestellt, daß keine Zeit verbleibt. Falls nicht, wird festgestellt, ob die
verbleibende Zeit eine Minute oder mehr beträgt. Falls ja, wird der CG-
Minutenzeiger 31 um eine Sekunde im Gegenuhrzeigersinn verrückt, und
es wird festgestellt, ob die Zeitgeber-Sekunde = 0 ist. Falls ja, wird der
CG-Sekundenzeiger 21 um fünf Schritte im Gegenuhrzeigersinn
verrückt. Wenn die verbleibende Zeit sich zu einer bis drei Sekunden
ergibt, wird an den Tongenerator ein Befehl ausgegeben, einen
Aufmerksamkeitston auszugeben. Wenn die verbleibende Zeit Null ist, wird
an den Tongenerator ein Befehl gegeben, einen Zeitablauf-Ton
auszugeben. Wenn die verbleibende Zeit weniger als eine Minute beträgt,
wird der CG-Sekundenzeiger 21 um fünf Schritte im Gegenuhrzeigersinn
verrückt. Wenn lediglich eine Zeit von einer Minute eingestellt ist, wird
das Verstreichen der Zeit lediglich durch eine Bewegung des
CG-Sekundenzeigers im Gegenuhrzeigersinn angezeigt. Ansonsten wird die
verstrichene Zeit dargestellt durch beide Zeiger 21 und 31, bis nur noch
eine Minute verbleibt. Man sieht, daß, wenn die verbleibende Zeit Null
beträgt, der CG-Minutenzeiger 31 bereits in der Nullstellung ist und der
CG-Sekundenzeiger 21 um fünf Schritt zurück in die Nullposition
gerückt wird.
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Wie in dem Flußdiagramm einer Alarmfunktion in Figur 21(a) gezeigt
ist, wird, wenn die Taste 26 gedrückt wird, während der zweite Stift 23
sich in dem Normal- oder ersten Zustand befindet, d. h. bei von dem
Anschluß RB2 gelösten Schalter 59a, ein Vorwärtsantrieb II für die
Motortreiberimpulsauswahlschaltung 237 nach Maßgabe eines Befehls
von der CPU ausgewählt, in einem Register der Triggerformerschaltung
233 wird ein Wert "15" eingestellt (im folgenden als
"Motorimpulsregister" bezeichnet), und eine Korrektur für schnellen Lauf der Weckruf-
Stunden/Minuten-Zeiger wird eingeleitet. In der Betriebsart Weckruf A
wird der zweite Stift 23 im Nullzustand gehalten, der Schalter 59a ist
vom Anschluß RB1 gelöst, und der Weckruf ist nicht eingestellt. Auf
diese Weise wird das Ertönen eines Weckrufs verhindert. Die Zeit, zu
der eine Korrektur eingeleitet wird, ist als Weckeinstellzeit festgelegt,
und der Weckruf-Sperrzustand wird auf einen Weckrufeinstellzustand
gelöscht. Wenn der Motorimpuls 15 Mal erzeugt wird, wird von der
Triggerformerschaltung 233 eine Steuerungsunterbrechung erzeugt.
Wenn die Steuerungsunterbrechung erzeugt wird, wird gemaß Figur
21(b) ein Wert "15" auf eine Weckrufzeit B addiert, und in dem
Motorimpulsregister wird erneut "15" zur Zeit der Betriebsart Weckruf B
geladen, wodurch die Korrektur fortgesetzt wird. In der Betriebsart
Weckruf A wird, wenn eine Differenz zwischen der laufenden Zeit und
der Weckrufzeit A 15 oder darüber beträgt, der Wert "15" zu der
Weckrufzeit A addiert, und wenn die Differenz zwischen der laufenden
Zeit und der Weckrufzeit A im Ergebnis kleiner als 15 wird, wird die
Differenz in dem Motorimpulsregister eingestellt. Da in diesem Fall die
Wecker-Stunden/Minuten-Zeiger die laufende Zeit anzeigen, wenn die
nächste Steuerungsunterbrechung erzeugt wird, wird in dem
Motorimpulsregister eine "0" eingestellt, und die Korrektur wird unterbrochen;
der Weckruf wird gestört, und der Weckereinstellzustand wird gelöscht.
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Wenn die Taste 26 losgelassen wird, arbeitet der Aufwärtszähler 2262
(im folgenden als "Motorimpulsaufwärtszähler" bezeichnet) gemäß Figur
21(a), und ein Schnellauf des Wecker-Minutenzeigers 38 wird
angehalten. In diesem Fall ist der Wecker-Minutenzeiger 38 um einen gelesenen
Wert nach der Zeit, zu der die vorausgehende Steuerungsunterbrechung
erzeugt wurde, vorgerückt, und deshalb erfolgt für das Vorrücken eine
Korrektur. Dann wird in der Betriebsart Wecker A dann, wenn die
Weckzeit und die laufende Zeit dann übereinstimmen, der Weckruf in
dem Zustand gesperrt, in welchem der Wecker nicht eingestellt ist. Wie
in Figur 21(c) gezeigt ist, erfolgt der Weckruf, wenn eine
1-Hz-Unterbrechung gezählt wird und die Weckzeit und die laufende Zeit
übereinstimmen. Allerdings wird in dem Fall, daß der Weckruf in der
Betriebsart Weeker A gesperrt ist, der Wecker nicht aktiviert, und der Wecker-
Minutenzeiger 38 wird jede Minute angetrieben. Damit wird in der
Betriebsart Wecker A ein Weckruf gesperrt, und nach dem Ertönen des
Weckrufs wird ein Weckeinstellzustand gelöscht.
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Bei dieser Ausführungsform behandelt die Weckersteuerungseinrichtung
die laufende Zeit, die eingestellte Weckzeit A und die eingestellte
Weckzeit B als Absolutwerte, jedoch können auch relative Werte
vorgegeben werden, um die Differenz zwischen der eingestellten Weckzeit
A und der laufenden Zeit sowie die Differenz zwischen der eingestellten
Weckzeit B und der laufenden Zeit zu erhalten.
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Während bei der Ausführungsform die Steuerung seitens der CPU
erfolgt, läßt sich die Steuerung stattdessen auch durch eine Logikschaltung
realisieren.
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Dann erfolgt eine Korrektur der normalen Zeit durch Drehen des
Sekundenstifts im Sekundenzustand über das Kupplungsrad 49 und ein
Einstellrad 51 (Figur 10).
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In den Figuren 22(a), 22(b) und 22(c) sind verschiedene
Motorantriebsverfahren dargestellt. Wenn eine Motorbewegung angefordert wird
(Figur 22(a)), so wird zunächst festgestellt, ob die angeforderten
Impulse für Rückwärts-I- oder Vorwärts-I-Antriebe gelten. Falls ja, wird der
Bezugstakt auf 64 Hz eingestellt, falls nicht, wird er auf 128 Hz
eingestellt. Die Auswahl des Korrekturmotors zum Antreiben der eine
Bewegung benötigenden Zeiger wird durchgeführt, und die Anzahl von
Impulsen wird in dem Motorimpulsregister 2261 (Figur 9) eingestellt. Wenn
der angeforderte Antrieb rückwärts-I oder vorwärts-I ist, werden die
benötigten Impulse an den ausgewählten Motor ausgegeben, bis der
Inhalt des Aufwärtszählers 2262, welcher die ankommenden Impulse
zählt, genauso groß ist wie der Inhalt des Registers 2261, was durch
die Schaltung 2263 geschieht. Die Taktsignale Cdrv kommen mit 64 Hz
an.
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Wenn ein schneller Vorlauf angefordert wird, wird der Bezugstakt auf
128 Hz eingestellt, und das Motorimpulsregister 2261 wird auf 15
eingestellt, wenn 15 oder mehr Impulse auszugeben sind, und es wird der
Vorwärts-II-Antrieb eingestellt, und anschließend wird von der Anzähl
von Ausgangsimpulsen der Wert 15 abgeleitet.
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Wenn eine Steuerungsunterbrechung stattfindet, so wird zunächst
festgestellt, ob es sich um eine Unterbrechung eines Schnellaufmotors handelt.
Falls ja, wird festgestellt, ob die Anzähl von Ausgangsimpulsen kleiner
als 14 ist. Ist dies der Fall, so wird die Anzahl von Impulsen im
Register 2261 über den Schalter 2271 eingestellt. Falls nicht, wird von der
Anzahl von Ausgangsimpulsen die Zahl 15 abgeleitet.
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Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist ein
Flüssigkristalltreiber sowie ein Zwischenspeicher 3001 (Figur 23) der ersten
Ausführungsform hinzugefügt und empfängt Eingangssignal von der CPU über
den BUS. Der Treiber und Zwischenspeicher 3001 steuert eine 33
Segmente aufweisende Flüssigkristallanzeigetafel 3002, so daß die laufende
Zeit, eine von der laufenden Zeit getrennte Sekundenzeit, ein Kalender,
eine Weckzeit, eine Zeitgeberzeit, eine Betriebsart, eine Zeitmeßzeit und
andere Anzeigen in digitaler Darstellung über die
Flüssigkristallanzeigetafel 3002 abhängig von Software-Befehlen ausgegeben werden. Die
Tafel 3002 ist durch das Zifferblatt 41 der Uhr sichtbar.
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Wie oben beschrieben, zeigen oder mehr Zeiger die laufende Zeit an,
wenn ein Wecker von der Weckersteuerungseinrichtung nicht eingestellt
ist. Die Zeiger zeigen eine eingestellte Weckzeit an, wenn und nachdem
ein Wecker eingestellt ist. Nach dem Ertönen des Weckrufs werden die
Zeiger angetrieben, um erneut die laufende Zeit anzuzeigen, wobei der
Wecker nicht mehr eingestellt ist. Deshalb kann man verzichten auf
einen Betrieb zum Sperren eines Weckrufs, wenn der Weckruf nach
einmaligem Ertönen nicht erneut ertönen soll, und außerdem auf einen
Betrieb zum Freigeben eines Weckruf-Sperrzustands des Weckers, so
daß der Betrieb insgesamt vereinfacht wird. Da der Betrieb auf diese
Weise vereinfacht ist, reduziert sich der Verschleiß der Schalter, und die
Langzeit-Zuverlässigkeit der Uhr wird verbessert.
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Eine Weckzeit wird in dem Zustand angezeigt, wenn der Wecker
eingestellt ist, und die laufende Zeit wird angezeigt, wenn der Wecker nicht
eingestellt ist. Es ist also leicht erkennbar, ob der Wecker eingestellt ist
oder nicht, ohne daß spezielle Anzeigemittel hierzu erforderlich wären.
Damit muß sich der Benutzer nicht damit befassen, was er als nächstes
zu tun oder zu lassen hat, ohne die Anzeige zu betrachten.
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Der Weckton läßt sich nach Maßgabe der Betriebsart variieren, so daß
die Betriebsart in einfacher Weise durch die Art des Wecktons
identifizierbar ist. Außerdem läßt sich der Klang des Weckrufs abhängig von
dem Zweck, zu dem der Wecker verwendet wird, ändern.
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Wenn nach dem Einstellvorgang die eingestellte Weckzeit und die
laufende Zeit übereinstimmen, wird der Wecker-Einstellzustand
freigegeben, die Korrektur der eingestellten Weckzeit wird unterbrochen, und
der eingestellte Weckzustand ist bereit für die Freigabe ohne besondere
Betätigung oder Vergewisserung über einen angezeigten Zustand.