DE69316253T2

DE69316253T2 - Elektronische Zeitmessvorrichtung

Info

Publication number: DE69316253T2
Application number: DE69316253T
Authority: DE
Inventors: Chiaki Nakamura
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1992-03-12
Filing date: 1993-03-10
Publication date: 1998-05-07
Anticipated expiration: 2013-03-11
Also published as: JPH05256958A; EP0560321B1; EP0560321A2; DE69316253D1; JP3057340B2; US5280459A; EP0560321A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Zeitmeßvorrichtung, die Speichermittel aufweist, die die Stellung der Zeiger speichert und den Antrieb der Zeiger steuern.
Bekanntlich hat die herkömmliche elektronische Zeitmeßvorrichtung Mittel zum Abspeichern der Stellung der Zeiger und Mittel zur Steuerung des Antriebs der Zeiger, die ein elektronisches Zeitmeßschaltungssystem mit einem CPU-Kern, einen Speicher und eine periphere Zeigerantriebssteuerschaltung umfaßt, wie sie z.B. in der Patentoffenlegungsschrift Nr. JP-A- 77679/1990 geoffenbart wird.
In diesen elektronischen Zeitmeßvorrichtungen wird die angezeigte aktuelle Zeigerstellung im Speichermittel gespeichert. Der Unterschied zwischen den abgespeicherten Daten der aktuellen angezeigten Stellungen und den Daten über die als nächstes anzuzeigenden Stellungen wird berechnet. Die Zeiger werden gemäß dem Berechnungsergebnis angetrieben. Diese Daten über die angezeigten Stellungen bezeichnen Stellungen, die relativ zu einer Referenzstellung sind. Daher ist ein Initialisierungsmittel zum Einstellen der Referenzstellung nötig.
Die Zeigerstellungsspeichermittel der Zeitmeßvorrichtung auf dem Stand der Technik benutzen einen statischen RAM als Datenspeicher, wobei der statische RAM ein flüchtiger Speicher ist. Dieser statische RAM ist ein Speichermittel, das für elektronische Zeitmeßschaltkreise angepaßt ist, da der RAM und andere Schaltkreiselemente leicht durch denselben Prozeß hergestellt werden können und der RAM nur einen geringen Teil des elektrischen Stroms verbraucht.
Jedoch hat dieses Speichermittel den Nachteil, daß es bei Unterbrechung der elektrischen Stromzufuhr die Daten nicht gespeichert halten kann. Wie bei dem herkömmlichen Instrument werden bei Austausch der Batterie, auch wenn die Daten der Zeigerstellungen gespeichert sind, die Daten über die vorhergehenden Zeigerstellungen nicht gespeichert. Daher muß das Initialisierungsmittel bei jedem Batteriewechsel die Referenzstellung für die Zeiger neu einstellen.
Wenn die Batterie ausgewechselt wird, zeigen die Zeiger zufällige Stellungen an. Es erfordert bei der Kundenbetreuung viel Arbeit und Zeit, die Zeiger durch ein Schaltermittel oder ähnliches nachzustellen.
Dementsprechend ist es eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Zeitmeßvorrichtung zu bieten, die ein herkömmliches Speichermittel benutzt und in der Lage ist, bei Batteriewechsel die Zeigerstellungen leicht zu initialisieren.
Es ist eine zweite Aufgabe der Erfindung, eine elektronische Zeitmeßvorrichtung zu bieten, die die Zeigerstellungen in einem nichtflüchtigen Speicher speichert und so den Initialisierungsvorgang für die Zeigerstellungen entbehrlich macht, der bisher bei Batteriewechsel erforderlich war.
Die obige Aufgabe wird gemäß der Lehre der Erfindung mittels einer ersten Struktur erreicht, die ein Zeigerstellungsberechnungsmittel beinhaltet, das durch den Ausgang eines Spannungskomparatormittel zusammen mit einer Korrekturantriebssteuerung in Betrieb genommen wird. Das Spannungskomparatormittel vergleicht einen durch ein Schwellenspannungseinstellmittel eingestellten Schwellenspannungswert mit einer Versorgungsspannung. Das Zeigerstellungsberechnungsmittel vergleicht den Inhalt eines Zeigerstellungsspeichers mit den ursprünglichen Stellungen, die die Grundlagen für die Zeigerstellungen bilden. Das Korrekturantriebssteuermittel gibt gemäß den Berechnungsergebnissen Antriebsimpulse an den Zeigerantrieb.
Zusätzlich zu dieser Struktur sind ein Lebensdaueranzeigebetriebssteuermittel, ein Polaritätsunterscheidungsmittel und ein Polaritätsspeichermittel vorgesehen. Bevor das Korrekturantriebssteuermittel anläuft, aktiviert das Lebensdaueranzeigebetriebssteuermittel das Zeigerstellungsantriebsmittel und bewirkt eine Lebensdauerwarnanzeige. Das Polaritätsunterscheidungsmittel beurteilt die Polarität des Läufermagneten eines zweipoligen Schrittmotors, wenn der Schaltkreis nach Austausch der Batterie anläuft. Das Polaritätsspeichermittel speichert das Ergebnis der Beurteilung ab und stellt die Richtung der Ausgangsimpulse eines Motortreibers zum Antrieb des Motors ein.
Die obige Aufgabe wird auch gemäß der Lehre der Erfindung mittels einer zweiten Struktur erreicht, die ein Zeigerstellungsspeichermittel beinhaltet, das aus einem nichtflüchtigen Speicher und einem Antriebsstoppmittel besteht, das durch den Ausgang eines Spannungskpmaratormittels angetrieben wird und bewirkt, daß das Zeigerantriebsmittel die Einspeisung von Antriebsimpulsen stoppt.
Die obige Aufgabe wird auch gemäß der Lehre der Erfindung mittels einer dritten Struktur erreicht, die beinhaltet: Ein erstes Zeigerstellungsspeichermittel bestehend aus einem flüchtigen Speicher; ein zweites Zeigerstellungsspeichermittel bestehend aus einem nichtflüchtigen Speicher; ein Übertragungsmittel, das die gespeicherten Daten in Reaktion auf das Antriebsstoppmittel vom ersten Zeigerstellungsspeichermittel zum zweiten Zeigerstellungsspeichermittel überträgt; und ein Startsteuermittel, das durch den Ausgang vom Spannungskomparatormittel in Betrieb gesetzt wird, das Übertragungsmittel aktiviert und die gespeicherten Daten vom zweiten Zeigerstellungsspeichermittel wieder zurück zum ersten Zeigerstellungsspeichermittel überträgt.
Bei der elektronischen Zeitmeßvorrichtung der oben beschriebenen ersten Struktur wird das Korrekturantriebssteuermittel vom Ausgang des Spannungskomparatormittels in Betrieb gesetzt. Die Zeiger werden in Anfangsstellungen angehalten, die die Grundlagan für die Zeigerstellungen bilden. Wenn die Lebensdauer der Batterie abläuft, stoppt der Betrieb des Schaltkreises. Wenn der Zeitgeberbetrieb nach Austausch der Batterie wieder neu anläuft, werden die Zeiger durch die oben beschriebenen Vorgänge in ihre Ausgangsstellung gebracht. Wenn daher die Polarität des Läufermagneten des Schrittmotors mit der Ausgangsrichtung des Motorantriebs zusammenfällt, kann eine Abweichung von der Referenzstellung verhindert werden. Wenn sie nicht zusammenfallen, kann die Abweichung bis zu einem Wert von zwei Impulsen unterdrückt werden.
Zusätzlich zu dieser Struktur können ein Schwellenspannungsmittel, in dem eine Vielzahl von Schwellenspannungen eingestellt werden können, sowie ein Lebensdaueranzeigesteuermittel vorgesehen werden. Das Lebensdaueranzeigesteuermittel startet einen Lebensdaueranzeigebetrieb gemäß dem Ergebnis aus dem von dem Spannungskomparatormittel gezogenen Vergleich mit einer ersten Schwellenspannung. Bevor das korrekturantriebsmittel in Betrieb gesetzt wird, kann das Lebensdaueranzeigesteuermittel eine Warnung geben, daß die Lebensdauer abgelaufen ist. Ferner kann eine Abweichung von der Referenzstellung durch Bereitstellen eines Polaritätsunterscheidungsmittels verhindert werden, das die Polarität des Läufermagneten des zweipoligen Schrittmotors beurteilt, wenn der Schaltkreis in Betrieb gesetzt wird, und eines weiteren Polaritätsunterscheidungsmittels, das das Beurteilungsergebnis speichert und die Zeitgebersteuerung aktiviert.
Die elektronische Zeitmeßvorrichtung der oben beschriebenen zweiten Struktur kann ein Antriebsstoppmittel aufweisen, das durch den Ausgang aus dem Spannungskomparatormittel in Betrieb gesetzt wird und die Einspeisung der Antriebsimpulse stoppt, um so eine Fehlfunktion des aus einem nichtflüchtigen Speichermittel bestehenden Zeigerstellungsspeichermittels bzw. des zweipoligen Schrittmotors zu verhindern. Somit können korrekte Daten über die Zeigerstellungen gespeichert werden.
In der elektronischen Zeitmeßvorrichtung der oben beschriebenen dritten Struktur wird das Übertragungsmittel gemäß dem Ausgang aus dem Antriebsstoppmittel und dem Ausgang aus dem Startsteuermittel in Betrieb gesetzt. Daten können zwischen dem ersten, aus einem flüchtigen Speicher bestehenden Zeigerstellungsspeichermittel und dem zweiten, aus einem nichtflüchtigen Speicher bestehenden Zeigerstellungsspeichermittel übertragen werden. Im Normalbetrieb speichert das erste Zeigerstellungsspeichermittel, das eine geringere Strommenge verbraucht, die Daten über die Zeigerstellungen ab. Wenn der Antriebsbetrieb gestoppt wird, kann das zweite Zeigerstellungsspeichermittel die Daten über die Zetgerstellungen speichern. Infolgedessen ist es nicht notwendig, daß das zweiten Zeigerstellungsspeichermittel, das eine relativ große Strommenge verbraucht, oft benutzt wird. Auf diese Weise läßt sich ein geringer Stromverbrauch erzielen.
Figur 1 ist ein Funktionsblockdiagramm des Zeigerantriebsschaltkreises einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Zeitmeßvorrichtung;
Figur 2 ist ein Funktionsblockdiagramm des Zeigerantriebsschaltkreises einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Zeitmeßvorrichtung;
Figur 3 ist ein Funktionsblockdiagramm des Zeigerantriebsschaltkreises einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Zeitmeßvorrichtung;
Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen elektronischen Zeitmeßvorrichtung;
Figur 5 ist ein Blockdiagramm des Systems einer elektronischen Zeitmeßvorrichtung, einschließlich des Zeigerantriebsschaltkreises der erfindungsgemäßen ersten Ausführungsform;
Figur 6 ist ein Diagramm zur Darstellung der Art und Weise, in der Daten einem in einer erfindungsgemäßen elektronischen Zeitmeßvorrichtung enthaltenen RAM zugewiesen werden;
Figur 7 ist ein Diagramm zur Darstellung der Bearbeitung unter einem Programm das in einem in einer erfindungsgemäßen elektronischen Zeitmeßvorrichtung enthaltenen ROM geladen ist;
Figur 8 ist ein Diagramm zur Darstellung der Struktur einer erfindungsgemäßen Zeigerantriebssteuerschaltung;
Figur 9 ist ein Diagramm zur Darstellung der Struktur einer erfindungsgemäßen Spannungserfassungsschaltung;
Figur 10 ist ein Diagramm zur Darstellung der Strukturen von erfindungsgemäßen Motortreibern und der Polaritätsunterscheidungsschaltung;
Figur 11 ist ein Blockdiagramm des Systems einer elektronischen Zeitmeßvorrichtung, einschließlich der Funktionen des Zeigerantriebsschaltkreises der erfindungsgemäßen zweiten und dritten Ausführungsformen;
Figur 12 ist ein Diagramm zur Darstellung der Struktur einer erfindungsgemäßen Startsteuerschaltung;
Figur 13 ist ein Flußdiagramm zur Darstellung des Betriebs eines erfindungsgemäßen Zeigerstellungsberechnungsmittels, eines Korrekturantriebsmittels und eines Lebensdaueranzeigebetriebssteuermittels;
Figur 14 ist ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen Vorgangs zur Beurteilung der Polaritäten;
Figur 15 ist ein Flußdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen Betriebs der Übertragungsbearbeitung und Antriebsstoppbearbeitung; und
Figur 16 ist ein Schema eines Stromversorgungsschaltkreises für eine erfindungsgemäße elektronische Zeitmeßvorrichtung.
Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 ist ein Funktionsblockdiagramm des Zeigerantriebsschaltkreises einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Zeitmeßvorrichtung. Zeiger, mit 101 gekennzeichnet, repräsentieren Sekundenzeiger, Minutenzeiger, Stundenzeiger, etc., die auf dem Zifferblatt der Zeitmeßvorrichtung erscheinen. Die Zeiger 101 werden über ein Zahnradgetriebe (nicht dargestellt) durch ein Zeigerantriebsmittel 102 einschließlich eines Schrittmotorantriebsmittels und eines Antriebsimpulsgeneratorschaltkreises angetrieben.
Ein Zeitgebersteuermittel 103 führt den Zeitzählvorgang der Zeitmeßvorrichtung durch, korrigiert den Inhalt der in einem Zeigerstellungsspeichermittel 105 gespeicherten Daten und liefert Antriebssignale an ein Zeigerantriebsmittel 102.
Ein Zeigerstellungsspeichermittel 105 speichert Daten über die aktuell angezeigten Stellungen der Zeiger 101, Daten über die von der Zeitmeßvorrichtung gezählte Zeit, Daten über die eingestellte Alarmzeit und andere Daten. Die gespeicherten Daten können die Form von Stellungsdaten bzw. einfacher Zeitdaten annehmen. Alle Stellungsdaten werden als Daten betreffend die Stellungen ab der von einem Ausgangswerteinstellmittel 106 initialisierten Stellung gespeichert.
Das Anfangswerteinstellmittel 106 wird gemäß dem Ausgang eines Schaltermittels 104 in Betrieb genommen und aktiviert das Zeigerantriebsmittel 102 zur Bewegung der Zeiger 101 in die Referenzstellung auf dem Zifferblatt. Daten über die nach Abschluß der Bewegung angenommene Stellung werden als Anfangswerte im Zeigerstellungsspeichermittel 105 gespeichert.
Ein Schwellenspannungswerteinstellmittel 107 erzeugt ein Signal, dessen Ausgangshöhe mit den Schwankungen in der Versorgungsspannung variiert. Ein Spannungskomparatormittel 108 vergleicht das Ausgangssignal aus dem Einstellmittel 107 mit einer Referenzspannung und erzeugt ein Signal, das anzeigt, ob die Versorgungsspannung unter einer bestimmten Schwellenspannung liegt.
Ein Zeigerstellungsberechnungsmittel 109 wird durch den Ausgang aus dem Spannungskomparatormittel 108 in Betrieb gesetzt. Das Rechenmittel 109 berechnet den Unterschied (d.h. die Größe der Bewegung) zwischen den im Zeigerstellungsspeichermittel 105 gespeicherten Daten für die aktuell angezeigten Stellungen der Zeiger 101 und den Daten für die vom Ausgangsstellungseinstellmittel 106 eingestellten Ausgangsstellungen.
Ein Korrekturantriebssteuermittel 110 bewirkt, daß das Zeigerantriebsmittel 102 Antriebsimpulse gemäß dem vom Zeigerstellungsberechnungsmittel 109 berechneten Unterschied erzeugt, um die Zeiger 101 in die vorgegebene Referenzstellung zu verschieben.
Der Schwellenwert muß vom Schwellenspannungseinstellmittel 107 so eingestellt werden, daß die Versorgungsspannung, die eine Inversion des Ausgangs aus dem Spannungskomparatormittel 108 ist, etwas höher liegt als die kleinste mögliche Spannung, bei der die Komponenten der elektronischen Zeitmeßvorrichtung, wie z.B. ein elektronischer Schaltreis, der Schrittmotor und ein Lautsprecher, betrieben werden. Das ermöglicht es, die Zeiger 101 kurz vor Ablauf der Batterielebensdauer in die Referenzstellung zu bewegen.
Zwei Arten von Schwellenwerten werden im Schwellenspannungseinstellmittel 107 gesetzt. D.h., es erzeugt zwei Arten von Signalen, deren Ausgangshöhe mit den Schwankungen der Versorgungsspannung variiert. Das Spannungskomparatormittel 108 vergleicht seine Eingangsspannung mit zwei Versorgungsspannungswerten.
Wenn die Versorgungsspannung einen ersten, vom Schwellenspannungseinstellrnittel 107 eingestellten Schwellenwert erreicht, wird ein Lebensdaueranzeigebetriebssteuermittel 111 in Betrieb gesetzt. Das Zeigerantriebsmittel 102 wird zum Abgeben von Antriebsimpulsen betrieben, die sich von den Antriebsimpulsen unterscheiden, die zum Vorsehen einer normalen Zeitanzeige benutzt werden.
Wenn dann anschließend die Versorgungsspannung abfällt und einen zweiten, vom Schwellenspannungswerteinstellmittel 107 eingestellten Schwellenspannungswert erreicht, wird das Zeigerstellungsberechnungsmittel 109 in Betrieb gesetzt. Als Ergebnis können die Zeiger 101 in die Referenzstellung bewegt werden. Durch diesen Vorgang werden die Zeiger 101 nicht sofort in der Referenzstellung angehalten; vielmehr können die Zeiger 101 nach Anzeige einer Warnung über den Ablauf der Batterielebensdauer zum Halten gebracht werden. Ein Polaritätsunterscheidungsmittel 112 und ein Polaritätsspeichermittel 113 werden der Struktur hinzugefügt. Das Polaritätsunterscheidungsmittel 112 betreibt das Zeigerantriebsmittel 102 und beurteilt die Polarität des Läufermagneten des zweipoligen Schrittmotors anhand dessen Ausgangssignals.
Das Polaritätsspeichermittel 113 speichert das Ergebnis der Beurteilung. Wenn die Polaritäten nicht übereinstimmen, wird ein Motortreiber veranlaßt, Korrekturantriebsimpulse zu erzeugen.
Das Hinzufügen dieser zwei Strukturen ermöglicht es, die Polarität des Läufermagneten des zweipoligen Schrittmotors in Übereinstimmung mit der Ausgangsrichtung aus dem Motortreiber zu bringen, wenn die Stromversorgung wieder eingeschaltet wird.
Figur 2 ist ein Funktionsblockdiagramm des Zeigerantriebsschaltkreises einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Zeitmeßvorrichtung. Ein Zeigerstellungsspeichermittel 201 dient zum Speichern der Daten über die Zeigerstellungen auf die gleiche Weise, wie das Zeigerstellungsspeichermittel 105 des Funktionsblockdiagramms des obigen ersten Zeigerantriebsschaltkreises. Das Zeigerstellungsspeichermittel 201 besteht aus einem nichtflüchtigen Speicher wie z.B. einem EEPROM. Ein Antriebsstoppmittel 202 läuft an gemäß dem Ergebnis des durch das Spannungskomparatormittel 108 ausgeführten Vergleichs und stoppt die Erzeugung von Antriebsimpulsen durch das Zeigerantriebsmittel 102.
Die Schwellenspannung für das Schwellenspannungswertmittel 107 wird etwas höher eingestellt als die niedrigstmögliche Spannung, bei der der elektronische Schaltkreis, der EEPROM und der Schrittmotor betrieben werden. Auf diese Weise wird die Anzeigeoperation gestoppt, bevor der elektronische Schaltkreis, der EEPROM oder der Schrittmotor nicht mehr störungsfrei laufen. Das gewährleistet, daß Daten über die korrekten Zeigerstellungen im Zeigerstellungsspeichermittel 201 gespeichert werden.
Figur 3 ist ein Funktionsblockdiagramm des Zeigerantriebsschaltkreises einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Zeitmeßvorrichtung. Ein erstes Zeigerstellungsspeichermittel 301 speichert Daten über die Zeigerstellungen auf die gleiche Weise wie das Zeigerstellungsspeichermittel 201. Das erste Zeigerstellungsspeichermittel 301 besteht aus einem flüchtigen Speicher, wie z.B. einem gewöhnlichen, statischen RAM.
Andererseits besteht ein zweites Zeigerstellungsspeichermittel 302 aus einem nichtflüchtigen Speicher wie z.B. einem EEPROM, auf die gleiche Art wie das Zeigerstellungsspeichermittel 210. Ein Übertragungsmittel 303 überträgt die gespeicherten Daten zwischen dem ersten Zeigerstellungsspeichermittel 301 und dem zweiten Zeigerstellungsspeichermittel 302. Das Antriebsstoppmittel 202 führt die oben beschriebene Operation durch und betreibt das Übertragungsmittel 303. Zu diesem Zeitpunkt überträgt das Übertragungsmittel 303 die im ersten Zeigerstellungsspeichermittel 301 gespeicherten Daten über die Stellungen, einschließlich der Daten über die aktuell angezeigten Stellungen, zum zweiten Zeigerstellungsspeichermittel 302.
Ein Startsteuermittel 304 erfaßt das Anlegen einer Spannung gleichzeitig mit dem Einsetzen einer Batterie. Wenn der Ausgang aus dem Spannungskomparatormittel 108 anzeigt, daß die Versorgungsspannung den vom Schwellenwerteinstellmittel 107 eingestellten Schwellenwert übersteigt, überträgt das Steuermittel 304 die im zweiten Zeigerstellungsspeichermittel 302 gespeicherten Daten zum ersten Zeigerstellungsspeichermittel 301. Diese Operation macht es unnötig, häufig einen nichtflüchtigen Speicher mit relativ hohem Stromverbrauch zu benutzen. Während der normalen Zeitgeberoperation werden Daten über die Zeigerstellungen im ersten Zeigerstellungsspeichermittel 301 gespeichert, und so kann im Vergleich mit dem in Figur 2 dargestellten Zeigerantriebsschaltkreis Strom gespart werden.
Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen elektronischen Zeitmeßvorrichtung.
Auf einem Zifferblatt 410 montierte Zeiger 406, 407 und 408 zeigen jeweils einen Sekundenzeiger, Minutenzeiger und Stundenzeiger an. Diese Zeiger werden von ihren jeweiligen Schrittmotoren angetrieben. Seitenschalter 402, 403 und 404 werden als Reaktion auf den Betrieb der Zeiger 406, 407 und 408 aktiviert. Eine Modusanzeigetafel 409 wird durch Drehen eines Drehkronenschalters 405 gedreht, wodurch verschiedene Modi eingestellt werden können. Beispiele für spezifische Schaltkreise zur Realisierung dieser elektronischen Zeitmeßvorrichtung werden nachfolgend beschrieben.
Figur 5 ist ein Blockdiagramm des Systems der elektronischen Zeitmeßvorrichtung der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform, einschließlich der Funktionen des Zeigerantriebsschaltkreises. Das Ausgangssignal aus einem Oszillator 501 wird an einen Frequenzteiler 502 gelegt. Dieser Frequenzteiler 502 erzeugt Nehrfachtaktsignale an einen Unterbrecherschaltkreis 504.
Der Interruptgeneratorschaltkreis 504 empfängt die Zeitgebersignale und das Ausgangssignal von einem Eingangsport 506. Der Interruptgeneratorschaltkreis 504 erzeugt ein Interruptsignal an eine Kern-CPU 505. In Reaktion auf dieses Interruptsignal akzeptiert die Kern-CPU das Systemtaktsignal von einem Systemtaktgeneratorschaltkreis 503 und fährt ein in einen ROM 508 geladenes Programm.
Beispielsweise werden während des Zeitgeberbetriebs der Zeitmeßvorrichtung ein Zeigerantriebssteuerschaltkreis 569 und ein Spannungserfassungsschaltkreis 510 gemäß dem Bearbeitungsvorgang dieses Programms betrieben. Auf diese Weise werden mit einem Motortreiber 511 verbundene Schrittmotoren M0, M1 und M2 betrieben. Daten über die aktuell von den in Figur 4 dargestellten Zeigern 406, 407 und 408 angezeigten Stellungen, Daten über die gezählte Zeit sowie weitere Daten werden in einem RAM 507 gespeichert. Auch dieser wird gemäß dem Programmablauf betrieben.
Ein Systemrückstellkreis 512 initialisiert die Kern-CPU. Durch diese Operation wird der im ROM 508 gespeicherte Initialisierungsvorgang ausgeführt.
Figur 6 zeigt, wie Daten innerhalb des RAM 507 zugewiesen werden. Daten 601 über die Stellung M0, Daten 602 über die Stellung M1 und Daten 603 über die Stellung M2 zeigen jeweils die aktuell von den Zeigern 406, 407 und 403 angezeigten Stellungen an. Sekundendaten 605, Minutendaten 606 und Stundendaten 607 werden als Daten über die von der Zeitmeßvorrichtung gezählte Zeit gespeichert. "ARBEITSBEREICH" 604 wird als Ort für die Berechnungen verschiedener Datenarten bestimmt.
Figur 3 zeigt ein spezifisches Beispiel des Zeigerantriebsschaltkreises 509. Register 801, 802 und 303 korrespondieren jeweils mit den Motoren M0, M1 und M2 und speichern Daten zur Erzeugung von Antriebsimpulsen an die Motoren. Wenn "1" in einem der Register gesetzt ist, wird ein Taktgeneratorschaltkreis 804 betrieben, und mit den Motoren korrespondierende Antriebsimpulssynthesizerschaltkreise 806, 807 und 808 werden betrieben. Als Ergebnis werden Antriebsimpulse an den Motortreiber gegeben.
Figur 7 erläutert die Ablaufschritte, die unter dem im ROM 508 geladenen Programm ausgeführt werden. In einem Interruptfaktor-Entscheidungsbearbeitungsschritt 701 wird ein vom Interruptgeneratorschaltkreis 504 gelieferter Interruptsignalfaktor beurteilt. Dann verzweigt sich die Steuerung in verschiedene Interruptbearbeitungsschritte. In einem Initialisierungsbearbeitungsschritt 702 wird der periphere Schaltkreis initialisiert. Wenn der Modus der Anfangswerteinstellmodus ist, geht die Steuerung zu einem Anfangswerteinstellbearbeitungsschritt 706 über.
In einem Zeitzählbearbeitungsschritt 703 werden im RAM 507 Daten zu den Sekundendaten 605, den Minutendaten 606 und den Stundendaten 607 hinzugezählt.
In einem Zeigerstellungssteuerungs- und Zeigerantriebsbearbeitungsschritt 704 werden Berechnungen durchgeführt, um festzustellen, ob es einen Unterschied zwischen den Daten 601, 602 und 603 über die angezeigten Stellungen der Motoren und der gezählten Daten im Anzeigemodus gibt. Falls es einen Unterschied gibt, wird jeweils "1" in die Treiberregister 301, 802 und 803 für die Motoren geschrieben. Antriebsimpulse werden weiter erzeugt, bis sich der Unterschied auf Null reduziert. Die Zeitmeßsteuerung, die eine Komponente der vorliegenden Erfindung ist, wird auf diese Weise realisiert.
In einem Schaltereingangsentscheidungsbearbeitungsschritt 705 wird eine Entscheidung getroffen, um zu sehen, welcher der Schaltereingänge vorgekommen ist. Dann werden verschiedene Schaltereingangsbearbeitungsschritte ausgeführt.
Wenn ein Eingang an die Schalter 402, 403 und 404 gelegt wird, wird in einem Anfangswerteinstellbearbeitungsschritt 706 eine "1" in die Treiberregister 801, 802 bzw. 803 für die Motoren geschrieben und Antriebsimpulse werden erzeugt. Auf diese Weise werden die Zeiger 406, 407 und 408 in die Referenzstellungen auf dem Zifferblatt bewegt. Die Daten über die angenommen Stellungen nach erfolgter Bewegung werden als angenommen. Diese Daten werden in die Daten 601, 602 und 603 über die aktuell angezeigten Stellungen für die Motoren gespeichert. Auf diese Weise kann das eine Komponente der vorliegenden Erfindung bildende Anfangswerteinstellmittel 106 realisiert werden.
In einem Spannungserfassungsbearbeitungsschritt 707 wird der Spannungserfassungsschaltkreis 510 zur Lieferung einer dem Spannungswert entsprechenden Anzeige betrieben.
Figur 9 zeigt ein spezifisches Beispiel dieses Spannungserfassungsschaltkreises 510. Analogschalter 906 und 907 werden entsprechend den Werten in den Schwellenspannungswert- Einstellregistern 901 und 902 aktiviert. Die Teilungsverhältnisse der Widerstände 908, 909 und 910 variieren durch diesen Vorgang. Ein auf diese Weise geteilte Spannungshöhe wird an einen Komparator 904 gelegt. Eine Referenzspannung 905 wird an einen Eingang des Komparators gelegt. Das Ergebnis des Vergleichs erscheint über ein 3-Zustandsgatter 903 auf einem Datenbus 513. Das Schwellenspannungswert-Einstellmittel 107 und das Spannungskomparatormittel 108 können auf diese Weise realisiert werden.
Der Betrieb des Zeigerstellungsberechnungsrnittels 109, des Antriebskorrekturmittels 110 und des Lebensdaueranzeigenbetriebssteuermittel 111 wird als nächstes beschrieben.
Figur 13 ist ein Flußdiagramm zur Darstellung des Betriebs des Zeigerstellungsberechnungsmittels, des Korrekturantriebsmittels und des Lebensdaueranzeigebetriebssteuermittels gemäß der vorliegenden Erfindung.
Zuerst werden Daten in die Schwellenspannungswerteinstellregister 901 und 902 gesetzt. Eine erste Schwellenspannung wird an den Komparator 904 gelegt. Wenn das Ergebnis der Erfassung gleich 0 ist, folgt daraus, daß die Versorgungsspannung hoch genug und in normalem Zustand ist. Die folgenden Operationen werden nicht durchgeführt (Schritte 1301- 1303, 1310).
Wenn das Ergebnis der Erfassung gleich 1 ist, folgt daraus, daß die Spannung unter mindestens der ersten Schwellenspannung liegt. Daten werden in die Schwellenspannungswerteinstellregister 901 und 902 eingegeben. Die zweite Schwellenspannung kann an den Komparaor 904 angelegt werden. Wenn das Ergebnis der Erfassung gleich 0 ist, wird ein Lebensdaueranzeigevorgang ausgeführt (Schritte 1301-1306, 1310).
Die Lebensdaueranzeige wird durch Erzeugung eines Impulses geliefert, der sich von den normalen Antriebsimpulsen unterscheidet. Wenn z.B. der dem Sekundenzeiger entsprechende Zeiger 406 während der normalen Anzeige in Intervallen von 1 Sekunde angetrieben wird, wird die Lebensdaueranzeige mit zwei Impulsen in Intervallen von 2 Sekunden geliefert. Dieser Vorgang gibt eine Warnung an den Benutzer.
Wenn das Ergebnis der in Schritt 1305 ausgeführten Erfassung 1 ist, folgt daraus, daß die Spannung noch immer unter der zweiten Schwellenspannung liegt. Darauf erfolgen Berechnungen, die feststellen, ob die Werte der Daten 601, 602 und 603 der aktuell angezeigten Motorstellungen 0 sind oder nicht. Wenn sie nicht 0 sind, wird der Zeigerantriebssteuerschaltkreis 509 betrieben und Antriebsimpulse werden geliefert. Jedesmal, wenn ein Antriebsimpuls erzeugt wird, werden die Stellungsdaten 601, 602 und 603 korrigiert. Diese Vorgänge werden wiederholt, bis alle Stellungsdaten 601, 602 und 603 auf Null reduziert sind (Schritte 1307-1310).
Durch diese Vorgänge (Schritte 1301-1310) werden die Zeiger 406, 407 und 408 in die durch den Anfangswerteinstellbearbeitungsschritt 706 eingestellten Referenzstellungen bewegt.
Beispiele für das Polaritätsunterscheidungsmittel 112 für den Läufermagneten des zweipoligen Schrittmotors und für das Polaritätsspeichermittel 113 werden als nächstes beschrieben.
Figur 10 zeigt spezifische Beispiele des Polaritätsunterscheidungsmittels 112 und des Polaritätsspeichermittels 113. Normalerweise wird der Antriebsrichtungsauswahlkreis 1002 von einem Richtungsauswahlsignal gesteuert. Der Ausgang wird auch durch den Datenbus 513 und durch eine Gatterschaltung 1001 gesteuert.
Als Reaktion auf den Ausgang aus dem Antriebsrichtungsauswahlkreis 1002 werden Antriebsimpulse vom Motortreiber 1007, 1008 1009 oder 1010 über die Gatterschaltungen 1003, 1004, 1005 und 1006 erzeugt, wodurch der zweipolige Schrittmotor 1011 angetrieben wird.
Nach Erzeugung der Antriebsimpulse wird ein Erkennungsimpuls 1 an die Gatterschaltungen 1003, 1004, 1005 und 1006 gelegt. Gleichzeitig wird ein Erfassungsimpuls 2 an die Transistoren 1012 und 1013 gelegt. Die induzierte Spannung wird auf die nun beschriebene Weise erfaßt. Die Transistoren 1012 und 1013 werden in den leitenden Zustand vorgespannt. In diesem Zustand werden die Motortreiber 1007, 1003, 1009 und 1010 durch den Erfassungsimpuls 1 ein- und ausgeschaltet. Schließlich werden die in den Widerstände 1014 und 1015 induzierten Spannungen erfaßt.
Ein Komparator 1016 wird durch ein Antriebsstartsignal in Betrieb gesetzt. Eine im zweipoligen Schrittmotor 1011 induzierte Spannung wird an den Komparator gelegt, der diese Spannung mit einer Referenzspannung 1017 vergleicht. Danach endet der Vorgang.
Das erfaßte Ergebnis wird in Zwischenspeicherschaltungen 1018 und 1019 gespeichert. Der Inhalt dieser Zwischenspeicher wird über ein 3-Zustandgatter 1020 auf den Datenbus 513 gelegt.
Figur 14 ist ein Ablaufdiagramm zur Darstellung einer Reihe von Vorgängen, die während der Beurteilung der Polarität durchgeführt werden.
Der Vorgang zur Beurteilung der Polarität des zweipoligen Schrittmotors 1011 erfolgt im Initialisierungsbearbeitungsschritt 702 im ROM 508 bei Einschalten des Stroms.
Zuerst wird der Q-Ausgang des Antriebsrichtungsauswahlschaltkreises 1002 auf Null gesetzt. Zunächst werden Antriebsimpulse von den Motortreibern 1007 und 1008 erzeugt (bei OUT1). Dann erfolgt die oben erwähnte Erfassung der beinhalteten Spannung. Wenn das Ergebnis des 3-Zustandsgatters 1020 die Erfassung einer Rotation anzeigt, werden die Polaritäten als gleich beurteilt. In diesem Fall können in den nächsten normalen Ausgangsintervallen abwechselnde Antriebsimpulse erzeugt werden.
Wenn das Ergebnis des 3-Zustandsgatters 1020 keine Rotation anzeigt, werden die Polaritäten als ungleich beurteilt. In diesem Fall werden nochmals Antriebsimpulse von einem der Motortreiber 1009 und 1010 (bei OUT2) geliefert. Dann werden in normalen Ausgangsintervallen abwechselnde Antriebsimpulse erzeugt.
Der Vorgang zur Beurteilung der Polaritäten kann im Initialisierungsbearbeitungsschritt 702 einmal für jeden Motor ausgeführt werden.
Figur 11 ist ein Systemblockdiagramm einer erfindungsgemäßen elektronischen Zeitmeßvorrichtung einschließlich der Funktionen der Zeigerantriebsschaltkreise der zweiten und dritten Ausführungsform.
Diese unterscheidet sich vom Systemblockdiagramm der Figur 5 in folgender Hinsicht: Ein RAM 507, d.h. ein flüchtiger Speicher, und ein EEPROM 1102, d.h. ein nichtflüchtiger Speicher, stehen als Datenspeichermittel zur Verfügung. Ein Startsteuerschaltkreis 1101 ist vorgesehen. Dem ROM 508 ist ferner die Bearbeitung für die Übertragung der Daten zwischen dem RAM 507 und dem EEPROM 1102 und die Bearbeitung für das Anhalten der Motoren M0, M1 und M2 gemäß dem Ausgang aus dem Spannungserfassungsschaltkreis 510 zugewiesen.
Der flüchtige Speicher 507 speichert Daten über die Zeigerstellungen sowie Daten über die gezählte Zeit, vorausgesetzt, die Versorgungsspannung ist hoch genug. Andererseits speichert der nichtflüchtige Speicher die Daten über die Zeigerstellungen sowie die Daten über die gezählte Zeit, indem er seine Eigenschaften wirkungsvoll einsetzt.
Der Startsteuerkreis 1101 ermittelt Schwingungen und gibt das System aus dem Rückstellzustand frei.
Figur 12 zeigt ein Beispiel des Startsteuerschaltkreises 1101.
Ein von einem Frequenzteiler 502 erzeugtes Signal am Frequenzteilerstufenausgang 1 wird an einen Gatterschaltkreis 1201 gelegt. Das Signal am Frequenzteilerstufenausgang 1 wird über einen Verzögerungsschaltkreis 1202 an den anderen Eingang des Gatterschaltkreises 1201 gelegt.
Wenn die Schwingung normal ist, arbeitet der Verzögerungs schaltkreis 1202. Unter diesen Umständen hat das vom Gatterschaltkreis 1201 erzeugte Impulssignal eine Impulsbreite, die gleich der Verzögerungszeit ist, und wird an einen Transistor 1206 gelegt.
Beim Anlaufen der Schwingungen lädt das Impulssignal einen Kondensator 1203 elektrisch bis auf Erdpotential auf und löst dabei ein Flipflop 1207 aus dem Rückstellzustand. Dann löst ein vom Teiler 502 erzeugtes Signal am Frequenzteilerstufenausgang 2 das System aus dem Rückstellzustand.
Figur 15 ist ein Flußdiagramm, das die ausgeführten Operationen zur Bearbeitung der Übertragung und zum Stoppen des Antriebs erläutert.
Die Versorgungsspannung wird durch Betreiben des in Figur 9 dargestellten Spannungserfassungschaltkreises 510 überprüft. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, daß nur eine einzige Schwellenspannung existiert. Wenn die Versorgungsspannung die Schwellenspannung übersteigt, wird eine Entscheidung gefällt, ob die Bearbeitung bei Anlaufen der Schwingungen durchgeführt werden soll. Diese Entscheidung gründet sich z.B. auf ein im EEPROM 1102 gesetztes Flag. Dieses Flag wird bei der (später beschriebenen) Motorantriebsstoppbearbeitung gesetzt. Wenn die Operation ausläuft, kann das Starten beurteilt werden.
Wenn die Bearbeitung durchgeführt wird, werden Daten vom EEPROM 1102 auf den RAM 507 übertragen sobald die Schwingungen anlaufen. Wenn nicht, wird der Zustand als normal beurteilt und die Bearbeitung wird beendet (Schritte 1501-1504, 1508).
Wenn andererseits die Versorgungsspannung unter der Schwellenspannung liegt, und wenn die Schwingungen nicht anlaufen, dann werden die Daten aus dem RAM 507 auf den EEPROM 1102 übertragen. Anschließend wird die Bearbeitung zum Stoppen des Motors ausgeführt, damit verhindert wird, daß der Motor angetrieben wird. Dann wird der Vorgang beendet. Zum Anhalten des Motorantriebs kann der Zeigerantriebssteuerschaltkreis 509 angehalten werden, bzw. kann ein Flag im EEPROM 1102 gesetzt werden, das den Antrieb verhindert.
Wenn die Versorgungsspannung unter der Schwellenspannung liegt und die Schwingungen anlaufen, dann wird die elektrische Stromzufuhr als unnormal beurteilt. Das System wartet, bis die Spannung ansteigt.
Wenn in der vorliegenden Erfindung die Batterie unter normalen Spannungsbedingungen ausgewechselt wird, wird die Datensicherung über die Zeigerstellungen nicht berücksichtigt.
Figur 16 ist eine schematische Ansicht eines Stromversorgungsschaltkreises, der für Gegenmaßnahmen eingesetzt wird. Eine elektrische Batterie 1601 und ein Kondensator 1603 sind als Stromversorgung für ein LSI-System 1602 vorgesehen. Wenn die Batterie 1601 ausgewechselt wird, kann das System bis zu einem gewissen Grad durch den Kondensator 1603 versorgt werden.
Das Stromkreismuster ist so aufgebaut, daß bei Austausch der Batterie 1601 ein Eingangsport geöffnet, d.h. innerhalb der LSI 1602 durch Entfernen der Batteriehalterung nach unten gezogen wird. Wenn das System so konstruiert ist, daß bei Veränderung der Eingangsports der Interruptschaltkreis so arbeitet, daß die oben beschriebenen Komponenten der Erfindung anlaufen, falls die Batterie 1601 unsachgemäß ausgetauscht wird, kann das System mit der Situation zurechtkommen. Die relativen Beziehungen zwischen den angezeigten Zeigerstellungen und den Daten über die Zeigerstellungen in der LSI 1602 können beibehalten werden.
Wie hier vorstehend beschrieben, kann erfindungsgemäß der Vorgang zum Stellen der Zeiger in die Referenzstellung vereinfacht werden, wobei angemerkt wird, daß dieser Vorgang bei jedem Batteriewechsel durchgeführt werden muß. Auch dieser Vorgang kann durch den wirkungsvollen Einsatz des Polaritäts unterscheidungsmittels übergangen werden. Daher kann der für die Kundenbetreuung benötigte Zeit- und Arbeitsaufwand in großem Umfang reduziert werden.

Claims

1. Eine elektronische Zeitmeßvorrichtung, die beinhaltet:

Zeiger, die Informationen über die Zeit oder sonstige Informationen anzeigen;

Zeigerantriebsmittel zum Antrieb der Zeiger;

ein Zeitgebersteuermittel, das das Zeigerantriebsmittel aktiviert um eine normale Zeitanzeige zu liefern;

ein Zeigerstellungsspeichermittel, das die Zeigerstellungen gemäß dem Ausgang des Zeitgebersteuermittels speichert;

ein Anfangswerteinstellmittel, das den im Zeigerstellungsspeichermittel gespeicherten Anfangswert einstellt;

ein Schwellenspannungwerteinstellmittel zum Einstellen eines Schwellenspannungswerts entsprechend der Spannung, bei der die Komponenten der elektronischen Zeitmeßvorrichtung arbeiten können;

ein Spannungskomparatormittel, der den vom Schwellenspannungswerteinstellmittel eingestellten Schwellenspannungswert mit einer Versorgungsspannung vergleicht;

ein Zeigerstellungsberechnungsmittel, das vom Ausgang des Spannungskomparatormittels in Betrieb gesetzt wird und den Inhalt des Zeigerstellungsspeichermittels mit dem Anfangswert vergleicht; und

ein Korrekturantriebssteuermittel, das Antriebsimpulse entsprechend dem Ergebnis des vom Zeigerstellungsberechnungsmittel mit dem Zeigerantriebsmittel gezogenen Vergleichs liefert.

2. Eine elektronische Zeitmeßvorrichtung gemäß Anspruch 1, worin das Schwellenspannungseinstellmittel in der Lage ist, eine Vielzahl von Schwellenspannungen einzustellen und die elektronische Zeitmeßvorrichtung ferner beinhaltet:

ein Lebensdaueranzeigebetriebssteuermittel, das gemäß dem Ergebnis eines vom Spannungskomparator mit einem ersten Schwellenspannungswert gemachten Vergleichs in Betrieb genommen wird und besondere Antriebsimpulse an das Zeigerantriebssteuermittel liefert; und das Zeigerstellungsberechnungsmittel, das gemäß dem Ergebnis eines vom Spannungsvergleichermittel gemachten Vergleichs mit einem zweiten Schwellenspannungswert in Betrieb genommen wird.

3. Eine elektronische Zeitmeßvorrichtung gemäß Anspruch 1, worin das Zeigerantriebsmittel einen zweipoligen Schrittmotor aufweist und ein Polaritätsunterscheidungsmittel zur Beurteilung der Polarität des Läufermagneten des zweipoligen Schrittmotors, ein Polaritätsspeichermittel zum Speichern des Ergebnisses der durch das Polaritätsunterscheidungsmittel durchgeführten Beurteilung enthält, und das Zeigerantriebsmittel gemäß dem Ausgang des Polaritätsspeichermittels arbeitet.

4. Eine elektronische Zeitmeßvorrichtung, die beinhaltet;

Zeiger, die Informationen über die Zeit oder sonstige Informationen anzeigen;

Zeigerantriebsmittel zum Antrieb der Zeiger;

ein Zeitgebersteuermittel, das Zeigerantriebsmittel aktiviert um eine normale Zeitanzeige zu liefern;

ein Zeigerstellungsspeichermittel bestehend aus einem nichtflüchtigen Speicher, das die Zeigerstellungen gemäß dem Ausgang des Zeitgebersteuermittel speichert;

ein Spannungskomparatormittel, das den vom Schwellenspannungswerteinstellmittel eingestellten Schwellenspannungswert mit einer Versorgungsspannung vergleicht; und

ein Antriebsstoppmittel, das vom Ausgang des Spannungskomparatormittel in Betrieb gesetzt wird und die Zufuhr des Antriebsmittels zum Zeigerantriebsmittel stoppt.

5. Eine elektronische Zeitmeßvorrichtung, die beinhaltet;

Zeiger, die Informationen über die Zeit oder sonstige Informationen anzeigen;

Zeigerantriebsmittel zum Antrieb der Zeiger; SKg3EP-4101 93103836.8-2208

ein erstes Zeigerstellungsspeichermittel bestehend aus einem nichtflüchtigen Speicher, das die Zeigerstellungen gemäß dem Ausgang des Zeitgebersteuermittel speichert;

ein Anfangswerteinstellmittel, das den im ersten Zeigerstellungsspeichermittel gespeicherten Anfangswert einstellt;

ein Schwellenspannungwerteinstellmittel zum Einstellen einer Schwellenspannung entsprechend der Spannung, bei der die Komponenten der elektronischen Zeitmeßvorrichtung arbeiten können;

ein Spannungskomparatormittel, das den vom Schwellenspannungswerteinstellmittel eingestellten Schwellenspannungswert mit einer Versorgungsspannung vergleicht;

ein Antriebsstoppmittel, das vom Ausgang des Spannungskomparatormittels in Betrieb gesetzt wird und die Zufuhr des Antriebsmittels zum Zeigerantriebsmittel stoppt;

ein Übertragungsmittel, das vom Ausgang aus dem Antriebsstoppmittel in Betrieb gesetzt wird und einen Teil des Inhalts des ersten Zeigerstellungsspeichermittels auf ein zweites Zeigerstellungsspeichermittel bestehend aus einem nichtflüchtigen Speicher überträgt; und

ein Startsteuermittel, das das Anlegen einer Spannung erfaßt, vom Ausgang aus dem Spannungskomparatormittel in Betrieb gesetzt wird und das Übertragungsmittel zur Übertragung des Inhalts des zweiten Zeigerstellungsspeichermittels an das erste Zeigerstellungsspeichermittel in Betrieb setzt.

6. Eine elektrische Zeitmeßvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner beinhaltet:

eine Energiequelle zum Antrieb der elektronischen Zeitmeßvorrichtung;

ein Energiequellenerfassungsmittel zum Erfassen, ob die Energiequelle eingebaut ist oder nicht, und ein Erfassungssignal an das Zeigerstellungsberechnungsmittel ausgibt; und

ein Auflademittel für elektrische Energie, das die Energie der Energiequelle lädt.

7. Eine elektrische Zeitrneßvorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, die ferner beinhaltet:

eine Energiequelle zum Antrieb der elektronischen Zeitmeßvorrichtung;

ein Energiequellenerfassungsmittel zum Erfassen, ob die Energiequelle eingesetzt ist oder nicht, und ein Erfassungssignal an das Antriebsstoppmittel ausgibt; und