JPH06342088A - Timing system, semiconductor device, timing device - Google Patents
Timing system, semiconductor device, timing deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】水晶発振を用いて計時する場合、発振周波数の
温度補正を高精度に行うことを目的とする。
【構成】水晶発振回路と、分周段と、1Hzタイマ割り
込み回路と、温度測定回路と、水晶発振周波数偏差の温
度特性データと、計時データの構成よりなり、計時毎に
温度変動により生じた発振周波数の遅れを計時データに
補正演算する手段を有する。
【効果】安価で小型の装置により、ppmオーダーの高
精度で、かつ、リアルタイムに、計時データの温度補正
ができ、精度の高い計時装置が実現できる。
(57) [Abstract] [Purpose] When clocking with a crystal oscillator, the purpose is to perform temperature correction of the oscillation frequency with high accuracy. [Structure] A crystal oscillation circuit, a frequency dividing stage, a 1 Hz timer interrupt circuit, a temperature measurement circuit, temperature characteristic data of crystal oscillation frequency deviation, and time measurement data. The oscillation is caused by temperature fluctuations at each time measurement. It has a means for correcting the delay of the frequency into timekeeping data. [Effect] With an inexpensive and small-sized device, the temperature of the time-measurement data can be corrected in real time with high accuracy in the ppm order and a highly accurate time-measurement device can be realized.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、CPU方式による時計
やリアルタイムクロック等を高精度に温度補正するもの
である。通常、CPUソフトウェアで処理される計時デ
ータは、原振の水晶発振周波数を分周回路で分周した信
号を基にして、その周期毎に、CPUで管理されるメモ
リ上の計時データバッファへ、計時データの最小単位が
加算される方式を取る。例えば、分周回路の最終段が1
Hz信号の場合は、その1Hz信号から発生した1Hz
タイマ割り込み信号をCPUが認識し、1Hzタイマ割
り込み発生毎に計時データバッファの1秒桁に1加算さ
れることになる。ただし、水晶発振子及び発振回路は、
発振周波数温度特性を有するため、高精度な計時を行う
ためには、発振周波数温度特性による計時データの補正
を行う必要がある。本発明では、計時データの最小単位
が加算される周期で、単数または複数の温度センサ及び
温度測定回路により温度測定を行い、測定温度に対応し
た水晶発振子の発振周波数偏差の温度特性データを、メ
モリから読み出し、または演算により算出し、発振周波
数偏差の温度特性データより計時データ補正値を算出
し、その計時データ補正値を計時データバッファに加算
することを特徴とする温度補正された計時手段、及び、
その温度補正された計時手段を実現するための、温度セ
ンサと水晶振動子を外付け部品とする半導体装置、及
び、計時装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is to highly accurately correct the temperature of a CPU type clock, a real time clock or the like. Normally, the timekeeping data processed by the CPU software is based on a signal obtained by dividing the crystal oscillation frequency of the original oscillation by the frequency dividing circuit, and to the timekeeping data buffer on the memory managed by the CPU for each cycle, The minimum unit of timekeeping data is added. For example, the last stage of the frequency divider is 1
In the case of a Hz signal, 1 Hz generated from that 1 Hz signal
The CPU recognizes the timer interrupt signal, and every time the 1 Hz timer interrupt occurs, 1 is added to the 1-second digit of the clock data buffer. However, the crystal oscillator and the oscillation circuit
Since it has an oscillation frequency temperature characteristic, it is necessary to correct the time measurement data by the oscillation frequency temperature characteristic in order to perform highly accurate time measurement. In the present invention, in a cycle in which the minimum unit of time measurement data is added, temperature measurement is performed by a single or a plurality of temperature sensors and a temperature measurement circuit, and the temperature characteristic data of the oscillation frequency deviation of the crystal oscillator corresponding to the measured temperature, A temperature-corrected timekeeping means characterized by reading out from the memory or calculating by calculation, calculating a timekeeping data correction value from the temperature characteristic data of the oscillation frequency deviation, and adding the timekeeping data correction value to the timekeeping data buffer, as well as,
The present invention relates to a semiconductor device having a temperature sensor and a crystal oscillator as external components and a time measuring device for realizing the temperature-corrected time measuring means.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の計時装置における計時の温度補正
方法としては、温度測定結果を基にして、容量緩急等の
手段により水晶発振子の原振調整を行うか、または、プ
ログラマブル分周器による分周比調整や、温度補正用追
加パルス挿入等の手段により原振の分周段で調整を行う
か、による方法が用いられていた。2. Description of the Related Art As a temperature correction method for timekeeping in a conventional timekeeping device, based on a result of temperature measurement, the original oscillation of a crystal oscillator is adjusted by means such as capacitance adjustment, or a programmable frequency divider is used. A method according to whether or not adjustment is performed at the frequency dividing stage of the original vibration by means of frequency division ratio adjustment, temperature correction additional pulse insertion, or the like has been used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし従来技術では、
以下の問題点がある。容量緩急等の手段により水晶発振
子の原振調整を行う方法では、発振回路内の容量を、各
温度に対する発振周波数誤差を補正すべく微調整する必
要があり、パルスデューティー制御や複数並列結合容量
のスウィッチング制御等の複雑なハードウェア構成が要
求され、容量素子の部品毎の特性ばらつきに対する調整
等の問題も残る。従って、容量緩急等の手段により水晶
発振子の原振調整を行う従来技術では、高精度な計時装
置が安価には実現できない問題点を有す。However, in the prior art,
There are the following problems. In the method of adjusting the crystal oscillation of the crystal oscillator by means such as capacitance grading, it is necessary to finely adjust the capacitance in the oscillation circuit to correct the oscillation frequency error for each temperature.Pulse duty control or multiple parallel coupling capacitance A complicated hardware configuration such as switching control is required, and there remains a problem such as adjustment for variations in the characteristics of each capacitive element component. Therefore, in the conventional technique for adjusting the original vibration of the crystal oscillator by means such as capacitance grading, there is a problem that a highly accurate timekeeping device cannot be realized at low cost.
【0004】また、分周段で調整する方法では、分周比
調整の手段でも補正パルス挿入の手段でも、補正の最小
単位が原振周波数以下にできないため、補正精度に限界
が生じる。例えば、水晶発振周波数が32.768KH
zの場合では、分周器で調整できる最小単位は30.5
μsecとなり、1秒周期で補正する場合は、補正精度
の最小単位は30.5μsec/1sec=30.5p
pmとなり、年差時計等を実現するためには十分な補正
精度が得られない。また、補正を行う周期を長くするこ
とにより、見かけ上の補正精度は良くなるが、1周期の
間は温度変化が無いと仮定された手法であるため、温度
変化が生じる毎に、実質の精度は悪化する。例えば、補
正周期を100秒とすると、補正精度の最小単位は3
0.5μsec/100sec=0.305ppmとな
るものの、100秒間温度一定が前提となり、一般の時
計やリアルタイムクロック等の計時装置の使用環境を想
定した場合、現実的でない。従って、分周段で調整を行
う従来技術の方式では、十分高精度な計時の温度補正が
行えない問題点を有す。Further, in the method of adjusting in the frequency dividing stage, the correction accuracy is limited because the minimum unit of correction cannot be less than the original vibration frequency in both the frequency division ratio adjusting means and the correction pulse inserting means. For example, the crystal oscillation frequency is 32.768KH
In the case of z, the minimum unit that can be adjusted by the frequency divider is 30.5
When the correction is performed in a cycle of 1 second, the minimum unit of correction accuracy is 30.5 μsec / 1 sec = 30.5p.
Since it becomes pm, it is not possible to obtain sufficient correction accuracy for realizing an annual difference clock or the like. In addition, although the apparent correction accuracy is improved by lengthening the correction cycle, since the method is assumed to have no temperature change during one cycle, the actual accuracy is improved each time a temperature change occurs. Will get worse. For example, if the correction cycle is 100 seconds, the minimum unit of correction accuracy is 3
Although 0.5 μsec / 100 sec = 0.305 ppm, the temperature is assumed to be constant for 100 seconds, which is not realistic when the usage environment of a timekeeping device such as a general clock or real-time clock is assumed. Therefore, the conventional method of adjusting in the frequency dividing stage has a problem in that it is not possible to perform temperature correction of time measurement with sufficiently high accuracy.
【0005】そこで、本発明はこのような問題を解決す
るもので、計時装置の使用環境を考慮した適当な周期で
温度測定を行い、温度測定毎にメモリ呼出し、または、
演算算出による高精度な発振周波数の温度補正データ
を、未補正の計時データに加算することにより、高精度
に温度補正された計時を実現する手段、半導体装置、計
時装置を提供することを目的とする。Therefore, the present invention solves such a problem by measuring the temperature at an appropriate cycle in consideration of the environment of use of the timing device, calling the memory for each temperature measurement, or
An object of the present invention is to provide a means, a semiconductor device, and a timing device for realizing highly accurate temperature-corrected time counting by adding highly accurate temperature-corrected data of oscillation frequency by calculation to uncorrected time-measurement data. To do.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の計時方式は、 a)水晶発振子、発振周波数調整用容量及び水晶発振回
路と、 b)温度センサ及び温度測定回路と、 c)前記水晶発振回路からの信号を計時信号に変換する
分周回路と、 d)前記水晶発振子の発振周波数偏差の温度特性データ
を内蔵した記憶装置と、 e)前記計時信号が発生する
毎に、前記温度測定回路により温度測定を行う手段と、 f)前記温度測定後に、前記記憶装置より読み出した測
定温度に対応する発振周波数偏差と、前記分周回路より
出力される常温時の計時信号周期との乗算演算を行い、
計時信号周期の温度補正値を求める手段と、 g)前記計時信号周期の温度補正値を求めた後に、前記
常温時の計時信号周期と、前記計時信号の温度補正値と
を計時値に加算演算を行う手段と、を有することを特徴
とする。The clocking method of the present invention comprises: a) a crystal oscillator, an oscillation frequency adjusting capacitor and a crystal oscillation circuit; b) a temperature sensor and a temperature measuring circuit; and c) the crystal oscillation circuit. A frequency dividing circuit for converting the signal of 1 to a clock signal; d) a storage device containing temperature characteristic data of the oscillation frequency deviation of the crystal oscillator; and e) the temperature measuring circuit for each time the clock signal is generated. Means for performing temperature measurement; and f) after the temperature measurement, a multiplication operation of an oscillation frequency deviation corresponding to the measured temperature read from the storage device and a clock signal period at room temperature output from the frequency dividing circuit is performed. ,
Means for obtaining a temperature correction value for the timekeeping signal cycle; and g) adding the temperature measurement value for the room temperature time and the temperature correction value for the timekeeping signal to the timekeeping value after obtaining the temperature correction value for the timekeeping signal cycle. And means for performing.
【0007】また、本発明の半導体装置は、 a)水晶発振子、発振周波数調整用容量を外付け部品と
して必要とする水晶発振回路と、 b)温度センサを外付け部品として必要とする温度測定
回路と、 c)前記水晶発振回路からの信号を計時信号に変換する
分周回路と、 d)前記外付け水晶発振子の発振周波数偏差の温度特性
データを内蔵した記憶装置と、 e)前記計時信号が発生する毎に、前記温度測定回路に
より温度測定を行う手段と、 f)前記温度測定後に、前記記憶装置より読み出した測
定温度に対応する発振周波数偏差と、前記分周回路より
出力される常温時の計時信号周期との乗算演算を行い、
計時信号周期の温度補正値を求める手段と、 g)前記計時信号周期の温度補正値を求めた後に、前記
常温時の計時信号周期と、前記計時信号の温度補正値と
を計時値に加算演算を行う手段と、を有することを特徴
とする。Further, the semiconductor device of the present invention comprises: a) a crystal oscillator, a crystal oscillation circuit requiring an oscillation frequency adjusting capacitor as an external component, and b) a temperature measurement requiring a temperature sensor as an external component. A circuit, c) a frequency dividing circuit for converting a signal from the crystal oscillation circuit into a clock signal, d) a storage device containing temperature characteristic data of an oscillation frequency deviation of the external crystal oscillator, and e) the time measurement. Means for performing temperature measurement by the temperature measurement circuit each time a signal is generated, and f) an oscillation frequency deviation corresponding to the measured temperature read from the storage device after the temperature measurement, and output from the frequency division circuit. Performs a multiplication operation with the clock signal period at room temperature,
Means for obtaining a temperature correction value for the timekeeping signal cycle; and g) adding the temperature measurement value for the room temperature time and the temperature correction value for the timekeeping signal to the timekeeping value after obtaining the temperature correction value for the timekeeping signal cycle. And means for performing.
【0008】また、本発明の計時方式は、 a)水晶発振子、発振周波数調整用容量及び水晶発振回
路と、 b)温度センサ及び温度測定回路と、 c)前記水晶発振回路からの信号を計時信号に変換する
分周回路と、 d)前記水晶発振子の発振周波数偏差の温度特性データ
を演算により算出する手段と、 e)前記計時信号が発生する毎に、前記温度測定回路に
より温度測定を行う手段と、 f)前記温度測定後に、前記演算により算出した測定温
度に対応する発振周波数偏差と、前記分周回路より出力
される常温時の計時信号周期との乗算演算を行い、計時
信号周期の温度補正値を求める手段と、 g)前記計時信号周期の温度補正値を求めた後に、前記
常温時の計時信号周期と、前記計時信号の温度補正値と
を計時値に加算演算を行う手段と、を有することを特徴
とする。The clocking method of the present invention comprises: a) a crystal oscillator, an oscillation frequency adjusting capacitor and a crystal oscillating circuit, b) a temperature sensor and a temperature measuring circuit, and c) a signal from the crystal oscillating circuit. A frequency dividing circuit for converting into a signal, d) means for calculating temperature characteristic data of oscillation frequency deviation of the crystal oscillator, and e) temperature measurement by the temperature measuring circuit each time the clock signal is generated. Means for performing: f) After the temperature measurement, the oscillation frequency deviation corresponding to the measured temperature calculated by the calculation is multiplied by the clock signal period at room temperature output from the frequency dividing circuit, and the clock signal period is calculated. G) means for calculating the temperature correction value of the timekeeping signal cycle, and then, for obtaining the temperature correction value of the timekeeping signal cycle, adding the temperature measurement value of the room temperature time and the temperature correction value of the timekeeping signal to the timekeeping value. When, It is characterized by having.
【0009】また、本発明の半導体装置は、 a)水晶発振子、発振周波数調整用容量を外付け部品と
して必要とする水晶発振回路と、 b)温度センサを外付け部品として必要とする温度測定
回路と、 c)前記水晶発振回路からの信号を計時信号に変換する
分周回路と、 d)前記外付け水晶発振子の発振周波数偏差の温度特性
データを演算により算出する手段と、 e)前記計時信号が発生する毎に、前記温度測定回路に
より温度測定を行う手段と、 f)前記温度測定後に、前記演算により算出した測定温
度に対応する発振周波数偏差と、前記分周回路より出力
される常温時の計時信号周期との乗算演算を行い、計時
信号周期の温度補正値を求める手段と、 g)前記計時信号周期の温度補正値を求めた後に、前記
常温時の計時信号周期と、前記計時信号の温度補正値と
を計時値に加算演算を行う手段と、を有することを特徴
とする。The semiconductor device of the present invention includes: a) a crystal oscillator, a crystal oscillation circuit requiring an oscillation frequency adjusting capacitor as an external component, and b) a temperature measurement requiring a temperature sensor as an external component. A circuit, c) a frequency dividing circuit for converting a signal from the crystal oscillation circuit into a clock signal, d) means for calculating temperature characteristic data of an oscillation frequency deviation of the external crystal oscillator, and e) the above Means for performing temperature measurement by the temperature measurement circuit each time a clock signal is generated, and f) an oscillation frequency deviation corresponding to the measured temperature calculated by the calculation after the temperature measurement, and output from the frequency dividing circuit. A means for performing a multiplication calculation with the timekeeping signal cycle at room temperature to obtain a temperature correction value for the timekeeping signal cycle; and g) obtaining the temperature correction value for the timekeeping signal cycle, and then calculating the temperature correction value for the room temperature Means for adding the temperature correction value of the timekeeping signal to the timekeeping value.
【0010】また、本発明の計時方式は、 a)水晶発振子、発振周波数調整用容量及び水晶発振回
路と、 b)使用温度範囲の異なる複数の温度センサ及び各々に
対応した複数の温度測定回路と、 c)前記水晶発振回路からの信号を計時信号に変換する
分周回路と、 d)前記水晶発振子の発振周波数偏差の温度特性データ
を内蔵した記憶装置、または前記水晶発振子の発振周波
数偏差の温度特性データを演算により算出する手段と、 e)前記計時信号が発生する毎に、前記使用温度範囲の
異なる複数の温度センサ及び各々に対応した複数の温度
測定回路から最も精度の高い温度測定値を選択して温度
測定を行う手段と、 f)前記温度測定後に、前記記憶装置より読み出した測
定温度に対応する発振周波数偏差と、前記分周回路より
出力される常温時の計時信号周期との乗算演算を行い、
計時信号周期の温度補正値を求める手段と、 g)前記計時信号周期の温度補正値を求めた後に、前記
常温時の計時信号周期と、前記計時信号の温度補正値と
を計時値に加算演算を行う手段と、を有することを特徴
とする。The clocking system of the present invention comprises: a) a crystal oscillator, an oscillation frequency adjusting capacitor and a crystal oscillation circuit; and b) a plurality of temperature sensors having different operating temperature ranges and a plurality of temperature measuring circuits corresponding to the temperature sensors. And c) a frequency dividing circuit for converting a signal from the crystal oscillation circuit into a clock signal, and d) a storage device containing temperature characteristic data of an oscillation frequency deviation of the crystal oscillator, or an oscillation frequency of the crystal oscillator. Means for calculating temperature characteristic data of deviation by calculation, and e) the most accurate temperature from a plurality of temperature sensors having different operating temperature ranges and a plurality of temperature measuring circuits corresponding to the temperature sensors each time the clock signal is generated. Means for performing temperature measurement by selecting a measured value; f) an oscillation frequency deviation corresponding to the measured temperature read from the storage device after the temperature measurement, and output from the frequency dividing circuit. Performs multiplication operations of a timer signal period at the normal temperature,
Means for obtaining a temperature correction value for the timekeeping signal cycle; and g) adding the temperature measurement value for the room temperature time and the temperature correction value for the timekeeping signal to the timekeeping value after obtaining the temperature correction value for the timekeeping signal cycle. And means for performing.
【0011】また、本発明の半導体装置は、 a)水晶発振子、発振周波数調整用容量を外付け部品と
して必要とする水晶発振回路と、 b)使用温度範囲の異なる複数の温度センサを外付け部
品として必要とする各々に対応した複数の温度測定回路
と、 c)前記水晶発振回路からの信号を計時信号に変換する
分周回路と、 d)前記水晶発振子の発振周波数偏差の温度特性データ
を内蔵した記憶装置、または前記水晶発振子の発振周波
数偏差の温度特性データを演算により算出する手段と、 e)前記計時信号が発生する毎に、前記使用温度範囲の
異なる複数の温度センサ及び各々に対応した複数の温度
測定回路から最も精度の高い温度測定値を選択して温度
測定を行う手段と、 f)前記温度測定後に、前記記憶装置より読み出した測
定温度に対応する発振周波数偏差と、前記分周回路より
出力される常温時の計時信号周期との乗算演算を行い、
計時信号周期の温度補正値を求める手段と、 g)前記計時信号周期の温度補正値を求めた後に、前記
常温時の計時信号周期と、前記計時信号の温度補正値と
を計時値に加算演算を行う手段と、を有することを特徴
とする。The semiconductor device of the present invention further comprises: a) a crystal oscillator, a crystal oscillator circuit requiring an oscillation frequency adjusting capacitor as an external component, and b) a plurality of temperature sensors having different operating temperature ranges. A plurality of temperature measuring circuits corresponding to each required as parts, c) a frequency dividing circuit for converting a signal from the crystal oscillation circuit into a clock signal, and d) temperature characteristic data of oscillation frequency deviation of the crystal oscillator. Or a means for calculating temperature characteristic data of the oscillation frequency deviation of the crystal oscillator by calculation, and e) a plurality of temperature sensors each having a different operating temperature range each time the clock signal is generated. Means for performing the temperature measurement by selecting the most accurate temperature measurement value from the plurality of temperature measurement circuits corresponding to, f) the measured temperature read from the storage device after the temperature measurement. And respond to an oscillation frequency deviation performs multiplication operation between clocking signal period at the normal temperature output from said divider,
Means for obtaining a temperature correction value for the timekeeping signal cycle; and g) adding the temperature measurement value for the room temperature time and the temperature correction value for the timekeeping signal to the timekeeping value after obtaining the temperature correction value for the timekeeping signal cycle. And means for performing.
【0012】また、本発明の計時装置は、 a)上記の半導体装置と、 b)水晶発振子及び発振周波数調整用容量と、 c)使用温度範囲の異なる複数の温度センサと、 d)操作用入力装置と、 e)計時値の表示装置及び出力装置と、より構成され、 f)上記の計時方式を利用することを特徴とする。The timer device of the present invention comprises: a) the above semiconductor device, b) a crystal oscillator and a capacitor for adjusting the oscillation frequency, c) a plurality of temperature sensors having different operating temperature ranges, and d) an operating device. It is characterized by comprising an input device, e) a display device and an output device for displaying a time value, and f) using the above-mentioned time-counting method.
【0013】[0013]
【作用】本発明の作用について説明する。原振の水晶発
振周波数をf、計時データバッファに計時データの最小
単位をCPUにより加算する周期をτ0、その計時デー
タ加算時の測定温度をT、その温度での発振周波数偏差
をΔf(T)/fとすると、計時データ補正値Δτは
(−τ0×Δf(T)/f)となる。従って、計時デー
タバッファに加算される補正された計時データτはτ0
+Δτ=τ0(1−Δf(T)/f)により得られる。
計時データ加算周期毎、あるいは、その整数倍の周期で
使用環境を考慮し温度変化が無視できる周期毎、に温度
測定を行うことにより、高精度に温度補正された計時が
可能となる。The function of the present invention will be described. The crystal oscillation frequency of the original vibration is f, the period in which the minimum unit of time measurement data is added to the time measurement data buffer by the CPU is τ 0 , the measured temperature when the time measurement data is added is T, and the oscillation frequency deviation at that temperature is Δf (T ) / F, the time data correction value Δτ is (−τ 0 × Δf (T) / f). Therefore, the corrected time data τ added to the time data buffer is τ 0
+ Δτ = τ 0 (1-Δf (T) / f)
Highly accurate temperature-corrected time measurement can be performed by measuring the temperature at each time data addition cycle or at a cycle that is an integral multiple of the time data and in which the temperature change can be ignored in consideration of the use environment.
【0014】[0014]
【実施例】以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づ
き説明する。The details of the present invention will be described below with reference to illustrated embodiments.
【0015】図1に本発明の実施例であるマイクロコン
ピュータ制御による1センサー方式の温度補正計時機能
を持つデジタル時計のブロック図を示す。FIG. 1 is a block diagram of a digital timepiece having a one-sensor type temperature correction timekeeping function under microcomputer control, which is an embodiment of the present invention.
【0016】図2に本発明の実施例であるマイクロコン
ピュータ制御による2センサー方式の温度補正計時機能
を持つデジタル時計のブロック図を示す。FIG. 2 is a block diagram of a digital timepiece having a two-sensor type temperature correction timekeeping function under microcomputer control, which is an embodiment of the present invention.
【0017】図3に温度より水晶発振周波数偏差をデー
タテーブル変換によって求める温度補正計時機能の制御
フローチャートを示す。FIG. 3 shows a control flowchart of the temperature correction timekeeping function for obtaining the crystal oscillation frequency deviation from the temperature by converting the data table.
【0018】図4に温度より水晶発振周波数偏差を2乗
演算によって求める温度補正計時機能の制御フローチャ
ートを示す。FIG. 4 shows a control flowchart of the temperature correction timekeeping function for obtaining the crystal oscillation frequency deviation from the temperature by square calculation.
【0019】図5に低温用と高温用との2センサー方式
による温度補正計時機能の制御フローチャートを示す。FIG. 5 shows a control flowchart of the temperature correction timekeeping function by the two-sensor system for low temperature and high temperature.
【0020】図6に水晶発振周波数精度温度特性のグラ
フを示す。FIG. 6 shows a graph of temperature characteristics of crystal oscillation frequency accuracy.
【0021】図7にデータRAM上の計時データの構成
図を示す。FIG. 7 shows a configuration diagram of time measurement data on the data RAM.
【0022】図8に温度センサ(サーミスタ)の抵抗値
温度特性のグラフを示す。FIG. 8 shows a graph of resistance-temperature characteristics of the temperature sensor (thermistor).
【0023】まず、図1の説明を行う。基本的計時機能
については、デジタル時計用マイクロコンピュータ(1
00)LSIに内蔵された水晶発振回路(160)と外
付け水晶発振子(161)及び発振周波数調整用外付け
コンデンサC0(162)とで発生する32.768K
Hzの原振を発生する。発振周波数調整用外付けコンデ
ンサC0(162)の調整により、外付け水晶発振子
(161)及び内蔵の水晶発振回路(160)の持つ部
品特性のばらつきを取り除くことが出来る。この原振を
分周段(170)で分周して得られる信号を、CPU
(110)で処理できる程度の低速の計時データ最小単
位時間τ0を発生するタイマ割り込み発生回路(17
2)用タイマ0(171)に供給する。CPUは周期τ
0の割り込み発生毎に、ROM(120)に内蔵された
プログラムにより、温度測定、計時データの温度補正値
演算、及び、積算計時データへの加算処理を行い、RA
M(130)上にマッピングされた計時データバッファ
に高精度時計用データとして保存される。ただし、温度
測定及び計時データの温度補正値演算は、使用環境の温
度変化の割合を考慮して、温度変化が穏やかな場合に
は、割り込み周期τ0の整数倍のタイミングで1回測定
し、その期間の平均温度として温度補正演算するよう、
ROM(120)内にプログラムすることも可能であ
る。温度測定には、内蔵のタイマ1(181)、CR発
振カウンタ1(182)、CR発振回路1(183)、
及び、外付けの温度センサであるサーミスタ(18
4)、コンデンサC(185)、基準抵抗1(186)
が用いられる。それらで構成された温度測定回路1(1
80)及び外付け部品より得られた測定温度を用いて、
水晶発振子(161)の発振周波数の温度特性の補正を
行う。補正は予め設定されたROM(120)内の変換
データまたは変換演算プログラムによって行われる。ま
た、内蔵の水晶発振回路(160)に関しても、内蔵定
電圧回路等により、動作電圧特性による水晶発振発振周
波数偏差を、ある程度押え込むことが出来るものの、温
度特性をやはり持つため、予め予測できる場合は、水晶
発振子(161)の温度特性に、水晶発振回路(16
0)の温度特性を付加した温度補正用の変換データまた
は変換演算プログラムをROM(120)内に設定する
ことができる。ほぼリアルタイムに温度補正されたRA
M(130)上の高精度時計用データは内蔵のLCDド
ライバ(150)を介して外付けのLCDパネル(15
1)に時刻、及び、年月日データとして表示される。さ
らに、I/O(140)を介してリアルタイムクロック
用の計時データ出力(141)として他の機器へ通信さ
れる。また、外付け入力装置SW(142)は、I/O
を介してマイクロコンピュータに取り込まれ、時計デー
タ修正やモード変更処理等に用いられる。First, FIG. 1 will be described. For basic timekeeping functions, refer to the digital clock microcomputer (1
00) 32.768K generated by the crystal oscillator circuit (160) built in the LSI, the external crystal oscillator (161) and the external capacitor C0 (162) for adjusting the oscillation frequency
The original vibration of Hz is generated. By adjusting the external capacitor C0 (162) for adjusting the oscillation frequency, it is possible to eliminate variations in the component characteristics of the external crystal oscillator (161) and the built-in crystal oscillation circuit (160). The signal obtained by dividing the original vibration by the dividing stage (170)
A timer interrupt generation circuit (17) that generates a minimum unit time τ 0 of time data that is low enough to be processed by (110)
2) Timer 0 (171) is supplied. CPU is the period τ
Whenever an interrupt of 0 occurs, the program stored in the ROM (120) performs temperature measurement, calculation of the temperature correction value of the timekeeping data, and addition processing to the integrated timekeeping data.
The data is stored as high-precision clock data in the clock data buffer mapped on M (130). However, in the case of temperature measurement and calculation of the temperature correction value of the timekeeping data, in consideration of the rate of temperature change in the operating environment, if the temperature change is mild, it is measured once at an integer multiple of the interrupt cycle τ 0 . To calculate the temperature correction as the average temperature during that period,
It is also possible to program in the ROM (120). For temperature measurement, the built-in timer 1 (181), CR oscillation counter 1 (182), CR oscillation circuit 1 (183),
And a thermistor (18 which is an external temperature sensor)
4), capacitor C (185), reference resistance 1 (186)
Is used. Temperature measurement circuit 1 (1
80) and the measured temperature obtained from the external parts,
The temperature characteristic of the oscillation frequency of the crystal oscillator (161) is corrected. The correction is performed by the conversion data or the conversion calculation program in the ROM (120) set in advance. Also, regarding the built-in crystal oscillation circuit (160), although it is possible to suppress the crystal oscillation oscillation frequency deviation due to the operating voltage characteristic to some extent by the built-in constant voltage circuit, etc. Shows the temperature characteristics of the crystal oscillator (161) and the crystal oscillation circuit (16
The conversion data or conversion calculation program for temperature correction to which the temperature characteristic of 0) is added can be set in the ROM (120). RA corrected for temperature in near real time
The high-precision clock data on the M (130) is sent to the external LCD panel (15) via the built-in LCD driver (150).
It is displayed as time and date data in 1). Further, it is communicated to another device via the I / O (140) as a time data output (141) for a real time clock. Further, the external input device SW (142) is an I / O
It is taken into the microcomputer via the and is used for clock data correction, mode change processing, and the like.
【0024】次に、温度測定の方法、及び、計時データ
の温度補正をテーブルデータ変換により制御する方法
を、図1、図3で説明する。図3で、タイマ0割り込み
INT,τ0(300)処理に入ると、まず、温度測定
処理を行う。温度測定回路1(180)内のCR発振回
路1(183)をONし(310)、タイマ1(18
1)に初期値をセットする。タイマ1(181)をスタ
ート(311)した直後に、CR発振周波数カウンタ1
(182)をカウントアップし(312)、タイマ1
(181)がオーバーフローするまで継続してカウント
アップして待つ(313)。タイマ1(181)がオー
バーフローした直後にCR発振周波数カウンタ1(18
2)をストップし(314)、一定時間内で外付けのサ
ーミスタ1(184)とコンデンサC1(185)とで
CR発振したカウント値が得られる。Next, a method of measuring the temperature and a method of controlling the temperature correction of the time measurement data by converting the table data will be described with reference to FIGS. 1 and 3. In FIG. 3, when the timer 0 interrupt INT, τ 0 (300) processing is started, first, the temperature measurement processing is performed. The CR oscillation circuit 1 (183) in the temperature measurement circuit 1 (180) is turned on (310), and the timer 1 (18)
Set the initial value to 1). Immediately after starting (311) timer 1 (181), CR oscillation frequency counter 1
Counts up (182) (312) and timer 1
It continuously counts up and waits until (181) overflows (313). Immediately after the timer 1 (181) overflows, the CR oscillation frequency counter 1 (18
2) is stopped (314), and the CR oscillation count value is obtained by the external thermistor 1 (184) and the capacitor C1 (185) within a fixed time.
【0025】ここで、タイマ1(181)に一定時間を
設定するために、CR発振周波数カウンタ1(182)
に初期設定された一定のカウント値:CNTinitがオー
バーフローするまで基準抵抗1(186):R1refと
コンデンサC1(185):C1とでCR発振させ、そ
の時間をタイマ1(181)のダウンカウントにて測定
する方法で初期値:tinitのセットを行う。この場合、
基準抵抗1(186):R1refとコンデンサC1(1
85):C1とのCR発振周波数:fC1-R1refは、次の
式で表される。Here, in order to set a fixed time in the timer 1 (181), the CR oscillation frequency counter 1 (182)
A constant count value initialized to: CNTinit overflows CR with reference resistor 1 (186): R1ref and capacitor C1 (185): C1 until overflow, and the time is counted down by timer 1 (181). The initial value: tinit is set by the measuring method. in this case,
Reference resistance 1 (186): R1ref and capacitor C1 (1
85): CR oscillation frequency with C1: fC1-R1ref is expressed by the following equation.
【0026】 fC1-R1ref=K/(C1×R1ref) ・・・(1800) ここで、KはCR発振回路固有の発振係数である。タイ
マ1(181)の初期値:tinitとCR発振周波数カウ
ンタ1(182)の初期値:CNTinitとの関係は、次
式で与えられる。FC1-R1ref = K / (C1 × R1ref) (1800) where K is an oscillation coefficient peculiar to the CR oscillation circuit. The relationship between the initial value of the timer 1 (181): tinit and the initial value of the CR oscillation frequency counter 1 (182): CNTinit is given by the following equation.
【0027】 tinit=CNTinit/fC1-R1ref ・・・(1801) ここに、式(1800)を代入すると、 tinit=CNTinit×(C1×R1ref)/K ・・・(1802) となる。Tinit = CNTinit / fC1-R1ref (1801) Substituting the equation (1800) into the equation, tinit = CNTinit × (C1 × R1ref) / K (1802)
【0028】その後、サーミスタ1(184):R1th
erとコンデンサC1(185):C1とのCR発振をス
タートし、先ほど得られたタイマ1(181)の初期
値:tinitより、今度は逆に、アップカウントし、タイ
マ1(181)がオーバーフローするまでの時間、CR
発振周波数カウンタ1(182)をカウントアップ(3
12)してカウント値:CNTtherを求める方法を用い
る。この場合、サーミスタ1(184):R1therとコ
ンデンサC1(185):C1とのCR発振周波数:f
C1-R1therは、次の式で表される。After that, the thermistor 1 (184): R1th
er and the capacitor C1 (185): C1 starts CR oscillation, and the timer 1 (181) overflows from the initial value of the timer 1 (181) obtained earlier: tinit. Time to CR
Count up the oscillation frequency counter 1 (182) (3
12) Then, the method of obtaining the count value: CNTther is used. In this case, the CR oscillation frequency of the thermistor 1 (184): R1ther and the capacitor C1 (185): C1: f
C1-R1ther is represented by the following formula.
【0029】 fC1-R1ther=K/(C1×R1ther) ・・・(1803) また、カウント値:CNTtherはタイマ1(181)の
初期値:tinitとCR発振周波数:fC1-R1refとから、
次式で与えられる。FC1-R1ther = K / (C1 × R1ther) (1803) Further, the count value: CNTther is the initial value of the timer 1 (181): tinit and the CR oscillation frequency: fC1-R1ref.
It is given by the following formula.
【0030】 CNTther=tinit×fC1-R1ref ・・・(1804) ここに、式(1802)、(1803)を代入すると、 CNTther={CNTinit×(C1×R1ref)/K} ×{K/(C1×R1ther)} =CNTinit×R1ref/R1ther ・・・(1805) となり、部品個別ばらつきを持つCR発振係数:K、及
び、外付けコンデンサ:C1が消去され、サーミスタ1
(184)の抵抗値R1therの値が、CR発振周波数カ
ウンタ1(182)のカウント値:CNTther、初期
値:CNTinit、及び、基準抵抗1(186)の抵抗値
R1refによって得られる。式(1805)より、 R1ther=R1ref×CNTinit/CNTther ・・・(1806) この方法により、温度測定回路1(180)やコンデン
サ1(185)が持つ部品特性のばらつきを、温度測定
手段の中から取り除くことが出来る。従って、基準抵抗
1(186)の特性のみを合わせ込めば、サーミスタ1
(184)の精度向上が、温度測定精度向上に結びつ
く。温度測定が完了後、パワーセーブのためにCR発振
回路1(183)をOFFする。CNTther = tinit × fC1-R1ref (1804) Substituting the equations (1802) and (1803) into this, CNTther = {CNTinit × (C1 × R1ref) / K} × {K / (C1 × R1ther)} = CNTinit × R1ref / R1ther (1805), and the CR oscillation coefficient: K and the external capacitor: C1 having individual component variations are erased, and the thermistor 1
The resistance value R1ther of (184) is obtained from the count value of the CR oscillation frequency counter 1 (182): CNTther, the initial value: CNTinit, and the resistance value R1ref of the reference resistance 1 (186). From the equation (1805), R1ther = R1ref × CNTinit / CNTther (1806) By this method, the variation in the component characteristics of the temperature measuring circuit 1 (180) and the capacitor 1 (185) can be calculated from the temperature measuring means. Can be removed. Therefore, if only the characteristics of the reference resistor 1 (186) are combined, the thermistor 1
The improvement in accuracy of (184) leads to an improvement in accuracy of temperature measurement. After the temperature measurement is completed, the CR oscillation circuit 1 (183) is turned off to save power.
【0031】ここで得られたカウント値:CNTther
を、ROM(120)内にあらかじめ準備された変換テ
ーブルに従って温度データ(T)に変換する(32
0)。この変換テーブルデータは、式(1806)、及
び、サーミスタ1(184)の抵抗温度特性データから
作成することができる。更に、別の変換テーブルに従っ
て測定温度より水晶発振周波数偏差(Δf(T)/f)
を求める(330)。一般に水晶発振子の周波数温度特
性は図6の様な負の2次関数特性を持つが、水晶発振子
の種類によっては3次関数特性のものもある。また、発
振回路の周波数温度特性を無視することができない場合
もある。このような単純演算では近似しきれない周波数
温度特性の場合、補正処理はROM(120)内にあら
かじめ準備された変換テーブル方式が有利である。ま
た、中間の、測定温度データが不要の場合は、カウンタ
値:CNTtherから直接、水晶発振周波数偏差に変換す
る事も可能である。水晶発振周波数偏差(Δf(T)/
f)とタイマ0の割り込み周期(τ0)の積算演算結果
のマイナス値を、タイマ0割り込み周期の補正値Δτ
(T)として求める。Count value obtained here: CNTther
Is converted into temperature data (T) according to a conversion table prepared in advance in the ROM (120) (32
0). This conversion table data can be created from the equation (1806) and the resistance temperature characteristic data of the thermistor 1 (184). Further, according to another conversion table, the crystal oscillation frequency deviation (Δf (T) / f) from the measured temperature
(330). Generally, the frequency temperature characteristic of a crystal oscillator has a negative quadratic function characteristic as shown in FIG. 6, but there is also a cubic function characteristic depending on the type of the crystal oscillator. In addition, there are cases where the frequency-temperature characteristic of the oscillation circuit cannot be ignored. In the case of frequency-temperature characteristics that cannot be approximated by such a simple calculation, the conversion table method prepared in advance in the ROM (120) is advantageous for the correction processing. Further, when the intermediate measured temperature data is unnecessary, the counter value: CNTther can be directly converted into the crystal oscillation frequency deviation. Crystal oscillation frequency deviation (Δf (T) /
f) and the negative value of the integration calculation result of the timer 0 interrupt period (τ 0 ) are the correction value Δτ of the timer 0 interrupt period.
Calculate as (T).
【0032】 Δτ=−τ0×Δf(T)/f ・・・(3400) RAM(130)上の計時データバッファに保存されて
いる以前の計時値(tpre(T))に、タイマ0割り込
み周期(τ0)と、タイマ0割り込み周期の補正値Δτ
(T)とを加算演算することによって、温度補正された
新しい計時値(tnew(T))が得られる。 tnew(T)=tpre(T)+τ0+Δτ(T) ・・・(3500) 以上で、タイマ0割り込みサブルーチンが完了する(3
60)。[Delta] [tau] =-[tau] 0 * [Delta] f (T) / f (3400) The timer 0 interrupts the previous time value (tpre (T)) saved in the time data buffer on the RAM (130). Period (τ 0 ) and timer 0 interrupt period correction value Δτ
A new temperature-corrected time value (tnew (T)) is obtained by adding and calculating (T). tnew (T) = tpre (T) + τ 0 + Δτ (T) (3500) With the above, the timer 0 interrupt subroutine is completed (3
60).
【0033】式(3400)を式(3500)に代入す
ると、下式になる。Substituting equation (3400) into equation (3500) yields:
【0034】 tnew(T)=tpre(T)+τ0(1−Δf(T)/f) ・・・(3501) ここで、τ0(1−Δf(T)/f)は温度補正された
タイマ0の割り込み周期τ(T)を意味する。Tnew (T) = tpre (T) + τ 0 (1-Δf (T) / f) (3501) where τ 0 (1-Δf (T) / f) is temperature-corrected. It means the interrupt cycle τ (T) of timer 0.
【0035】 τ(T)=τ0(1−Δf(T)/f) ・・・(3502) この制御フローでは、タイマ0割り込み周期(τ0)毎
に、毎回、温度測定する場合を示したが、使用環境を考
慮し温度変化が穏やかな場合には、パワーセーブするた
めに、温度がほぼ一定と想定される期間をタイマ0割り
込み周期(τ0)の整数倍で設定し、その期間に1回の
み温度測定を行い、その期間の平均測定温度Taverage
として扱う。その場合、補正演算も1回のみ行い、演算
結果τ0(1−Δf(Taverage)/f)をその期間の温
度補正されたタイマ0の割り込み周期τ(Taverage)
としてRAM(130)上に保存し、定数として計時演
算に使用する。Τ (T) = τ 0 (1-Δf (T) / f) (3502) In this control flow, the temperature is measured every timer 0 interrupt period (τ 0 ). However, if the temperature change is mild considering the usage environment, in order to save power, set the period in which the temperature is assumed to be almost constant as an integer multiple of the timer 0 interrupt period (τ 0 ), and set that period. Temperature measurement only once in
Treat as. In that case, the correction calculation is also performed only once, and the calculation result τ 0 (1−Δf (Taverage) / f) is the interrupt cycle τ (Taverage) of the temperature-corrected timer 0 for that period.
Is stored in the RAM (130) as and is used as a constant for timekeeping calculation.
【0036】 tnew(T)=tpre(T)+τ(Taverage) ・・・(3503) 例えば、一般的な時計の場合、計時データの最小単位は
1秒であることが多い。その場合、タイマ0の割り込み
周期τ0=1Hzとなり、式(3400)の積算演算が
省略できる。つまりΔτ(T)=−Δf(T)/fとな
る。その時計の使用環境の温度変化が穏やかで、例え
ば、10秒間は温度一定とみなしても、誤差が無視でき
るなら、10秒間隔で温度測定及び補正演算を行いメモ
リ上に保存し、その10秒間の計時データ補正定数とし
て使用する。そうすることで、温度測定及び補正演算処
理の動作デューティーを1/10に減らすことができ、
パワーセーブできる。温度測定周期を1秒間隔にする
か、10秒間隔にするか、あるいは、30秒間隔にする
かは、計時装置が使用される環境に依存する。ただし、
一般的に、本発明で利用したサーミスタのCR発振によ
る温度測定では、0.5秒程度以上時間をかけないと、
精度の高い温度測定が行えないため、温度測定周期は1
秒以上となる。また、計時装置の使用環境の温度変化に
対して、温度測定周期の最小値が1秒であることで、ほ
とんどの場合、実用上の問題は生じない。Tnew (T) = tpre (T) + τ (Taverage) (3503) For example, in the case of a general timepiece, the minimum unit of time measurement data is often 1 second. In that case, the timer 0 interrupt period τ 0 = 1 Hz, and the integration calculation of the equation (3400) can be omitted. That is, Δτ (T) = − Δf (T) / f. If the temperature change of the environment in which the watch is used is gentle, for example, if the error can be ignored even if the temperature is considered to be constant for 10 seconds, temperature measurement and correction calculation are performed at 10-second intervals, and the result is saved in memory for 10 seconds. It is used as a time data correction constant. By doing so, the operating duty of temperature measurement and correction calculation processing can be reduced to 1/10,
You can save power. Whether the temperature measurement cycle is set to 1 second intervals, 10 second intervals, or 30 second intervals depends on the environment in which the timing device is used. However,
Generally, in the temperature measurement by CR oscillation of the thermistor used in the present invention, it takes about 0.5 seconds or more,
The temperature measurement cycle is 1 because accurate temperature measurement cannot be performed.
More than a second. In addition, since the minimum value of the temperature measurement period is 1 second with respect to the temperature change of the usage environment of the timing device, practical problems do not occur in most cases.
【0037】水晶発振周波数精度の温度特性の例を図6
で説明する。横軸が温度(610)、縦軸が周波数精度
Δf/f(600)で、T=25℃のところで周波数精
度Δf/f=0のピークを持つ(620)。T=25℃
のピークから温度が上がっても、下がっても、温度の二
次関数に比例して発振周波数は遅くなる特性を持つ(6
30)。従って、周波数精度Δf/f(230)は、下
記数式で表現できる。An example of temperature characteristics of crystal oscillation frequency accuracy is shown in FIG.
Described in. The horizontal axis represents temperature (610), the vertical axis represents frequency accuracy Δf / f (600), and there is a peak of frequency accuracy Δf / f = 0 at T = 25 ° C. (620). T = 25 ° C
Even if the temperature rises or falls from the peak of, the oscillation frequency becomes slower in proportion to the quadratic function of temperature (6
30). Therefore, the frequency accuracy Δf / f (230) can be expressed by the following mathematical formula.
【0038】 Δf(T)/f=−a(T−25)2 ・・・(6000) 図3の温度(T)/水晶発振周波数偏差(Δf(T)/
f)のデータテーブル変換(330)の代わりに、上記
数式の演算を実行する方法も可能である。図1のデジタ
ル時計のブロック図及び図4のフローチャートで、測定
温度より水晶発振周波数偏差を自乗演算によって求める
場合の温度補正制御の説明を行なう。図1のデジタル時
計の及びマイクロコンピュータ(100)のブロック図
は、データテーブル変換の場合と全く同じである。異な
るのは、ROM(120)に内蔵されている温度(T)
/水晶発振周波数偏差(Δf(T)/f)変換プログラ
ムのみである。図4のフローチャート内で、割り込み周
期τ0のタイマ0割り込みルーチン(400)から温度
測定(410〜420)までは、同等で、測定温度
(T)と標準温度(TO)の差の自乗演算によって水晶
発振周波数偏差(Δf(T)/f)を求める処理(43
0)が異なる。それ以降の、温度補正された計時値を算
出する処理(450)までも全く同等である。Δf (T) / f = −a (T-25) 2 (6000) Temperature (T) in FIG. 3 / Crystal oscillation frequency deviation (Δf (T) /
Instead of the data table conversion (330) of f), a method of executing the operation of the above formula is also possible. With reference to the block diagram of the digital timepiece shown in FIG. 1 and the flowchart shown in FIG. 4, the temperature correction control when the crystal oscillation frequency deviation is obtained from the measured temperature by the square operation will be described. The block diagram of the digital timepiece and the microcomputer (100) in FIG. 1 is exactly the same as the case of the data table conversion. The difference is the temperature (T) built in the ROM (120).
/ Crystal oscillation frequency deviation (Δf (T) / f) conversion program only. In the flowchart of FIG. 4, the interrupt period tau 0 Timer 0 interrupt routine (400) to a temperature measurement (410 to 420) are equal, squaring the difference between the measured temperature (T) and standard temperature (T O) Processing for obtaining the crystal oscillation frequency deviation (Δf (T) / f) by (43
0) is different. The subsequent processing (450) for calculating the temperature-corrected time value is exactly the same.
【0039】温度/水晶発振周波数偏差の変換で、デー
タテーブル方式と演算方式との比較を行なうと、データ
テーブル変換方式は、変換処理実行時間が速いメリット
がある。また、温度/水晶発振周波数偏差が二次関数に
比例しない水晶発振子にもデータテーブルの内容変更の
みで容易に対応できるメリットもある。しかしながら、
ROM容量が多く必要で、データテーブルを構成するデ
ータ数もROM容量の制約をうけるため、データテーブ
ルの温度ピッチ間隔があき、量子化誤差が発生する。特
に、T=25℃を中心とした場合の高温域または低温域
においては、その量子化誤差の影響を受ける度合が大き
くなる。Comparing the data table method and the operation method in the conversion of the temperature / crystal oscillation frequency deviation, the data table conversion method has an advantage that the conversion processing execution time is short. Further, there is an advantage that a crystal oscillator whose temperature / crystal oscillation frequency deviation is not proportional to a quadratic function can be easily dealt with only by changing the contents of the data table. However,
Since a large ROM capacity is required and the number of pieces of data making up the data table is also restricted by the ROM capacity, there is a temperature pitch interval in the data table and a quantization error occurs. In particular, in the high temperature region or the low temperature region around T = 25 ° C., the degree of influence of the quantization error becomes large.
【0040】一方、演算により水晶発振周波数偏差(Δ
f(T)/f)を求める方法では、変換のための自乗演
算実行時間が、データテーブル変換より遅いというデメ
リットがあるが、ROM容量は少なくて実現でき、ま
た、量子化誤差も基本的には存在しない。On the other hand, the crystal oscillation frequency deviation (Δ
The method of obtaining f (T) / f) has the disadvantage that the square operation execution time for conversion is slower than the data table conversion, but it can be realized with a small ROM capacity, and the quantization error is basically Does not exist.
【0041】次に、図7のデータRAM上の計時データ
の構成について説明する。図1のRAM(130)内に
格納されるデータは、図3のテーブルデータ変換方式の
場合も、図4の演算方式の場合も、同等の構成である。
まず、温度測定回路1(180)内のCR発振周波数カ
ウンタ1(182)上の16ビットバイナリカウンタデ
ータから、最小1/100℃単位までのBCD4桁の測
定温度データ(710)に変換される。図3のテーブル
データ変換方式、あるいは、図4の演算方式によって、
1/100ppm単位までのBCD4桁の水晶発振周波
数偏差(720)に変換する。Next, the structure of the clock data on the data RAM of FIG. 7 will be described. The data stored in the RAM (130) of FIG. 1 has the same configuration in both the table data conversion system of FIG. 3 and the arithmetic system of FIG.
First, the 16-bit binary counter data on the CR oscillation frequency counter 1 (182) in the temperature measurement circuit 1 (180) is converted into the measured temperature data (710) of 4 digits of BCD up to the minimum 1/100 ° C. unit. According to the table data conversion method of FIG. 3 or the operation method of FIG.
Convert to a crystal oscillation frequency deviation (720) of 4 digits of BCD up to the unit of 1/100 ppm.
【0042】例えば、測定温度 T=30.00℃ ・・・(7100) の場合で、水晶発振子温度特性が、下記の場合は、 Δf(T)/f=−a(T−25)2 ・・・(7200) a=0.033 ・・・(7201) 演算により水晶発振周波数偏差Δf(T)/fを求める
と、下記のようになる。For example, when the measured temperature T = 30.00 ° C. (7100) and the crystal oscillator temperature characteristic is as follows, Δf (T) / f = −a (T-25) 2 (7200) a = 0.033 (7201) When the crystal oscillation frequency deviation Δf (T) / f is calculated, the following is obtained.
【0043】 Δf(30.00)/f=−0.033×(30.00−25)2=−0.82 5 ・・・(7202) ここでは、水晶発振周波数偏差(720)は1/100
ppm単位までのBCD4桁のメモリのため、四捨五入
処理されて、実際にメモリに格納される値は、 Δf(30.00)/f=−0.83 ・・・(7203) となる。Δf (30.00) /f=−0.033× (30.00−25) 2 = −0.82 5 (7202) Here, the crystal oscillation frequency deviation (720) is 1 / 100
Since the BCD is a 4-digit memory up to the ppm unit, the value rounded off and actually stored in the memory is Δf (30.00) /f=−0.83 (7203).
【0044】更に、計時割り込み周期τ0との積算演算
によって、最小0.01μsec単位のBCD9桁の計
時割り込み周期の温度補正値(730)を求める。Further, the temperature correction value (730) of the BCD 9-digit time-interrupt period of the minimum 0.01 μsec unit is obtained by the integration calculation with the time-interrupt period τ 0 .
【0045】τ0=1 [sec] ・・・(7300) の場合には、積算演算は、実質上省略される。In the case of τ 0 = 1 [sec] (7300), the integration calculation is substantially omitted.
【0046】 Δτ(30.00)=−τ0×Δf(30.00)/f =−1×(−0.83) =0.83 [μsec] =0.00000083 [sec] ・・・(7301) 計時割り込みが発生する毎に更新する計時値データは
(740)、BCD4桁の年データ、BCD2桁の月デ
ータ、BCD2桁の日データ、BCD2桁の時データ、
BCD2桁の分データ、BCD2桁の秒データ、BCD
8桁の温度補正データよりなる計BCD22桁データで
構成される。この計時データに、計時割り込み周期(7
50)と、計時割り込み周期の温度補正値を加算するこ
とにより、温度補正された計時値(770)が求められ
る。Δτ (30.00) = − τ 0 × Δf (30.00) / f = −1 × (−0.83) = 0.83 [μsec] = 0.0000803 [sec] ... ( 7301) The time value data that is updated each time a time interrupt occurs (740) is BCD 4-digit year data, BCD 2-digit month data, BCD 2-digit day data, BCD 2-digit hour data,
BCD 2-digit minute data, BCD 2-digit second data, BCD
It is composed of a total of 22 digit BCD data consisting of 8 digit temperature correction data. This timekeeping data contains the timekeeping interrupt period (7
50) is added to the temperature correction value of the clock interrupt period to obtain the temperature-corrected clock value (770).
【0047】 更新以前の計時値(740)と、更新後の新しい計時値
(770)とは、同等のデータ構成で、同一アドレスの
RAMに上書きされる形で格納される。この更新後の新
しい計時値(770)の、温度補正部分を除いた秒桁以
上のデータが、デジタル時計用表示データ(780)と
して、表示バッファに転送され表示処理される。[0047] The time value before the update (740) and the new time value after the update (770) have the same data structure and are stored in the RAM at the same address in a form of being overwritten. The data of the second time value (770) of this updated new time value (770) excluding the temperature correction portion is transferred to the display buffer as the digital clock display data (780) and processed for display.
【0048】1993 01 01 00 00 00 (7800) ここでは、四捨五入処理は行われず、新しい計時値(7
70)の表示部分のみが転送され、データそのものは、
小数点以下8桁まで、メモリ上に保存され、次の計時値
更新時に、新たな計時割り込み周期とその補正値が加算
される。1993 01 01 00 00 00 (7800) Here, rounding processing is not performed, and a new time value (7
Only the display part of 70) is transferred, and the data itself is
Up to 8 digits after the decimal point are saved in the memory, and a new timing interrupt period and its correction value are added when the next timing value is updated.
【0049】精度に関しては、測定温度精度(700、
710)、水晶発振子温度特性精度(720)、計時割
り込み周期の温度補正値精度(730)とに分解して考
慮する必要がある。Regarding the accuracy, the measurement temperature accuracy (700,
710), the crystal oscillator temperature characteristic accuracy (720), and the temperature correction value accuracy (730) of the clock interrupt period must be taken into consideration.
【0050】測定温度精度(700、710)に関して
は、サーミスタそのものは、使用温度範囲を限れば±
0.03℃のもまで市販されている。また、広い温度範
囲を高精度で温度測定する方法として複数の特性の異な
るサーミスタを併用する方法がある。温度測定回路での
誤差要因として、CR発振周波数、CR発振周波数カウ
ンタのビット数、温度測定に要する時間、等がある。従
って、測定温度精度は、測定温度範囲、使用するサーミ
スタ、価格制約で許容される温度測定回路規模、消費電
流制約で許容される温度測定時間等によりさまざまであ
るが、一般的には、±1.0℃〜±0.05℃程度は、
測定可能である。Regarding the measurement temperature accuracy (700, 710), the thermistor itself is ± if the operating temperature range is limited.
It is commercially available up to 0.03 ° C. Further, as a method of measuring temperature in a wide temperature range with high accuracy, there is a method of using a plurality of thermistors having different characteristics together. The error factors in the temperature measuring circuit include the CR oscillation frequency, the number of bits of the CR oscillation frequency counter, and the time required for temperature measurement. Therefore, the measurement temperature accuracy varies depending on the measurement temperature range, the thermistor used, the temperature measurement circuit size allowed by price restrictions, the temperature measurement time allowed by current consumption restrictions, etc. About 0.0 ℃ to ± 0.05 ℃
It is measurable.
【0051】水晶発振子温度特性精度(720)に関し
ては、水晶発振子の部品ばらつき、演算式からの実特性
のずれ、テーブルデータ変換による量子化誤差、演算及
び格納メモリのビット数制約、演算時間制約、及び、水
晶発振回路の温度特性等の誤差要因がある。水晶発振子
の部品ばらつきは、常温時の発振周波数はトリマコンデ
ンサ調整等の初期調整で取り除け、温度特性の部品ばら
つきは無視できる程度に小さい。テーブルデータ変換に
よる量子化誤差、演算及び格納メモリのビット数制約
は、マイクロコンピュータのメモリ(ROM,RAM)
をどの程度使用可能かで決まる。演算方式の場合の演算
時間は、上記の例のBCD4桁の2乗演算(720)及
びBCD9桁の加算演算(760)の場合、32.76
8KHzで動作するマイクロコンピュータで、100m
sec程度で完了できる。温度測定時間500msec
〜1sec程度に比べ十分短時間で、演算処理と温度測
定とは並列処理可能であるため、演算処理時間は一般に
制約にはならない場合が多い。Regarding the crystal oscillator temperature characteristic accuracy (720), the crystal oscillator component variations, the deviation of the actual characteristic from the arithmetic expression, the quantization error due to the table data conversion, the bit number restriction of the arithmetic and storage memory, the arithmetic time. There are restrictions and error factors such as the temperature characteristics of the crystal oscillation circuit. The variation in the parts of the crystal oscillator can be removed by the initial adjustment such as trimmer capacitor adjustment at the oscillation frequency at room temperature, and the part in the temperature characteristics is small enough to be ignored. Quantization error due to table data conversion, calculation and bit number restriction of storage memory, memory of the microcomputer (ROM, RAM)
Depends on how much can be used. The calculation time in the case of the calculation method is 32.76 in the case of the BCD 4-digit square calculation (720) and the BCD 9-digit addition calculation (760) in the above example.
Microcomputer operating at 8KHz, 100m
It can be completed in about sec. Temperature measurement time 500msec
Since the arithmetic processing and the temperature measurement can be performed in parallel in a sufficiently short time as compared with about 1 sec, the arithmetic processing time is often not a limitation in many cases.
【0052】水晶発振回路の温度特性は、1次関数近似
を行い、水晶発振子の温度特性演算式2次または3次関
数に付加する形の1つの演算式にまとめて演算処理可能
である。また、水晶発振回路と水晶発振子の温度特性を
付加したテーブルデータ変換を用いれば、1つのテーブ
ルデータ変換にまとめることもできる。以上のように、
水晶発振温度特性精度は、メモリの使用規模の制約に依
存するものの、理論上は限りなく0に近付けることがで
きる。The temperature characteristic of the crystal oscillation circuit can be calculated by performing a linear function approximation and combining them into a single arithmetic expression in which the temperature characteristic arithmetic expression of the crystal oscillator is added to the quadratic or cubic function. Further, if table data conversion in which the temperature characteristics of the crystal oscillator circuit and the crystal oscillator are added is used, they can be combined into one table data conversion. As mentioned above,
Although the crystal oscillation temperature characteristic accuracy depends on the restrictions on the scale of use of the memory, theoretically it can approach zero as much as possible.
【0053】計時割り込み周期の温度補正値演算精度
(730)は、演算規模も小さく、ここでの誤差は0と
考えられる。上記の計算例(730)では、BCD2桁
とBCD4桁の積算と小数点位置の6桁左シフトを行っ
ているのみである。Regarding the temperature correction value calculation accuracy (730) of the time counting interrupt period, the calculation scale is small, and the error here is considered to be zero. In the above calculation example (730), integration of 2 digits of BCD and 4 digits of BCD and shift of the decimal point position by 6 digits to the left are only performed.
【0054】以上より、水晶発振子温度特性精度や温度
補正値演算精度は温度測定精度に比べ十分高精度なた
め、ほぼ無視できる。従って、全体の計時精度はほぼ温
度測定精度によって決まる。From the above, the crystal oscillator temperature characteristic accuracy and the temperature correction value calculation accuracy are sufficiently higher than the temperature measurement accuracy, and can be ignored. Therefore, the overall timing accuracy is almost determined by the temperature measurement accuracy.
【0055】次に、図2のブロック図及び図5のフロー
チャートに示すマイクロコンピュータ制御による2セン
サー方式の温度補正計時機能を持つデジタル時計につい
て説明する。図1の1センサー方式のブロック図と、図
2の2センサー方式のブロック図との相違点は、(1)
温度測定回路2(290)、サーミスタ2(294)、
C2(295)、基準抵抗2(296)が追加になって
いることと、(2)サーミスタ1、サーミスタ2に各々
高温用、低温用の限られた範囲内で高精度の特性をもつ
センサーが使用されていることと、(3)ROM(22
0)に内蔵された制御プログラムが図5のフローチャー
トに示すように、温度測定時に、より高精度に温度測定
が可能なサーミスタを選択した後に、計時値の温度補正
処理を行っている点である。Next, a digital timepiece having a two-sensor type temperature correction timekeeping function under microcomputer control shown in the block diagram of FIG. 2 and the flowchart of FIG. 5 will be described. The difference between the block diagram of the one-sensor system of FIG. 1 and the block diagram of the two-sensor system of FIG. 2 is (1)
Temperature measurement circuit 2 (290), thermistor 2 (294),
C2 (295) and reference resistance 2 (296) are added, and (2) the thermistor 1 and thermistor 2 have sensors with high-precision characteristics within a limited range for high temperature and low temperature, respectively. It is used and (3) ROM (22
As shown in the flowchart of FIG. 5, the control program incorporated in 0) performs the temperature correction process of the measured value after selecting the thermistor that can measure the temperature with higher accuracy during the temperature measurement. .
【0056】追加された温度測定回路2(290)は、
温度測定回路1(280)と同様の構成になっており、
CR発振回路2(293)、CR発振周波数カウンタ2
(292)、及び、タイマ2(291)よりなる。図1
の1センサー方式の場合のサーミスタ(184)は、1
センサーで測定温度範囲を全てカバーする必要があるた
め、低温、高温の両方の領域でも、ある程度精度が得ら
れる特性をもつサーミスタを使用せざるを得ない。図8
に、サーミスタ抵抗値の温度特性のグラフを示す。横軸
が温度(810)、縦軸がサーミスタ抵抗値(800)
である。測定温度範囲(850)を−40℃から+70
℃とすると、1センサー方式の場合の例として、サーミ
スタB(830)を使用する。この場合、25℃周辺の
常温域では温度測定に関する問題は無いが、低温域、高
温域共に測定精度上の問題が生じる。低温域では、サー
ミスタの抵抗値が急激に大きくなり、抵抗値の逆数に比
例するCR発振周波数は低くくなる。タイマ1(18
1)に設定された一定時間は、CR発振周波数カウンタ
1(182)が、最もCR発振周波数が高い場合でも、
カウンタオーバーフローが発生しないように設定されて
いるため、CR発振周波数が低い領域では、CR発振周
波数カウンタ1(182)のカウント値が小さくなり、
測定誤差の相対的比率が大きくなる。一方、高温域で
は、CR発振周波数カウンタ1(182)のカウント値
は大きいため、測定誤差の相対比率は無視できるほど小
さくなるが、サーミスタB(830)のグラフの+50
℃以上で示されているように、温度変化量に対するサー
ミスタ抵抗値の変化量が著しく小さくなり、その結果、
測定誤差が大きくなる。更に、図6の水晶発振周波数温
度特性のグラフに示すように、+25℃を中心とする温
度の2次関数となっており、測定温度から水晶発振周波
数精度に変換する場合、温度測定誤差の自乗に比例して
水晶発振周波数誤差が生じるため、低温域及び高温域へ
行くほど、温度測定誤差の影響が大きくなる。従って、
計時値の温度補正精度も、低温域及び高温域で著しく低
下する欠点を持つ。この欠点を補うために、2センサー
方式の温度補正が有効となる。本発明の実施例として、
図8の低温域用サーミスタC(840)を、サーミスタ
1(284)に使用し、高温域用サーミスタA(82
0)を、サーミスタ2(294)に使用する。サーミス
タ切り換え温度TS=+15℃(860)と設定する
と、測定温度範囲(850)は、−40℃〜+15℃の
低温域と、+15℃〜+70℃の高温域の2つの範囲に
分けられる。低温用サーミスタC(840)は−40℃
〜+15℃の低温域内で精度の高い測定が可能で、同様
に、高温用サーミスタA(820)は、+15℃〜+7
0℃の高温域で精度の高い測定ができる。図5のフロー
チャートで、まず、低温用サーミスタ1(284)と温
度測定回路1(283)で温度測定を行い(510、5
11、512、513、514、515、520)、測
定温度とセンサー切り換え温度との比較を行なう(52
1)。測定温度がセンサー切り換え温度より高い場合
は、高温用サーミスタ2(294)と温度測定回路2
(293)で、温度の再測定を行なう(530、53
1、532、533、534、535、540)。測定
温度がセンサー切り換え温度より低い場合は、再測定を
行なわない。以上で得られた高精度の測定温度より、水
晶発振周波数偏差を求め(550)、割り込み周期の補
正値を算出し(560)、温度補正された計時値を算出
して(570)、タイマ割り込みサブルーチンを完了す
る(580)処理は、1センサー方式の場合と全く同等
である。図5のフローチャートでは、温度から水晶発振
周波数偏差を求める手法としてデータテーブル変換を用
いた例(550)であるが、演算方式による変換を用い
ることも可能である。The temperature measuring circuit 2 (290) added is
It has the same configuration as the temperature measurement circuit 1 (280),
CR oscillation circuit 2 (293), CR oscillation frequency counter 2
(292) and timer 2 (291). Figure 1
The thermistor (184) for the one-sensor system of
Since it is necessary for the sensor to cover the entire measurement temperature range, it is unavoidable to use a thermistor that has a characteristic that some degree of accuracy can be obtained even in both low temperature and high temperature regions. Figure 8
A graph of temperature characteristics of the thermistor resistance value is shown in FIG. Horizontal axis is temperature (810), vertical axis is thermistor resistance (800)
Is. Measurement temperature range (850) from -40 ℃ to +70
When the temperature is set to ° C, the thermistor B (830) is used as an example in the case of the one-sensor system. In this case, there is no problem regarding temperature measurement in the normal temperature region around 25 ° C., but there is a problem in measurement accuracy in both the low temperature region and the high temperature region. In the low temperature region, the resistance value of the thermistor increases rapidly, and the CR oscillation frequency proportional to the reciprocal of the resistance value decreases. Timer 1 (18
Even if the CR oscillation frequency counter 1 (182) has the highest CR oscillation frequency during the fixed time set in 1),
Since the counter overflow is set not to occur, the count value of the CR oscillation frequency counter 1 (182) becomes small in the region where the CR oscillation frequency is low,
The relative proportion of measurement error is large. On the other hand, in the high temperature range, since the count value of the CR oscillation frequency counter 1 (182) is large, the relative ratio of the measurement error becomes small enough to be ignored, but +50 of the thermistor B (830) graph is obtained.
As shown above ℃, the amount of change in the thermistor resistance value with respect to the amount of change in temperature becomes extremely small, and as a result,
Measurement error increases. Further, as shown in the graph of the crystal oscillation frequency temperature characteristic of FIG. 6, it is a quadratic function of the temperature centered at + 25 ° C. When converting the measured temperature to the crystal oscillation frequency accuracy, the square of the temperature measurement error is calculated. Since the crystal oscillation frequency error is generated in proportion to, the influence of the temperature measurement error increases as the temperature goes to the low temperature region and the high temperature region. Therefore,
The temperature correction accuracy of the timekeeping value also has the drawback of remarkably decreasing in the low temperature region and the high temperature region. In order to compensate for this drawback, temperature correction of the two-sensor type is effective. As an example of the present invention,
The thermistor C (840) for low temperature range shown in FIG. 8 is used for the thermistor 1 (284), and the thermistor A (82) for high temperature range is used.
0) is used for the thermistor 2 (294). When the thermistor switching temperature T S = + 15 ° C. (860) is set, the measurement temperature range (850) is divided into two ranges, a low temperature region of −40 ° C. to + 15 ° C. and a high temperature region of + 15 ° C. to + 70 ° C. Low temperature thermistor C (840) is -40 ° C
High-accuracy measurement is possible in the low temperature range of up to + 15 ° C. Similarly, the high temperature thermistor A (820) is + 15 ° C to +7.
Highly accurate measurement is possible in the high temperature range of 0 ° C. In the flowchart of FIG. 5, first, the temperature is measured by the thermistor for low temperature 1 (284) and the temperature measuring circuit 1 (283) (510, 5
11, 512, 513, 514, 515, 520) and compares the measured temperature with the sensor switching temperature (52).
1). When the measured temperature is higher than the sensor switching temperature, the high temperature thermistor 2 (294) and the temperature measuring circuit 2
At (293), the temperature is measured again (530, 53).
1, 532, 533, 534, 535, 540). If the measured temperature is lower than the sensor switching temperature, do not re-measure. From the highly accurate measured temperature obtained above, the crystal oscillation frequency deviation is obtained (550), the correction value of the interrupt cycle is calculated (560), the temperature-corrected time value is calculated (570), and the timer interrupt is generated. The process of completing the subroutine (580) is exactly the same as in the case of the one-sensor system. In the flowchart of FIG. 5, the data table conversion is used as the method of obtaining the crystal oscillation frequency deviation from the temperature (550), but the conversion by the calculation method can also be used.
【0057】以上の制御により、高精度に温度補正され
た計時値を得ることが出来る。一般的によく使用される
比較的安価なサーミスタを用いても、±1℃程度の温度
測定は、容易に実現できる。図6の水晶発振周波数温度
特性の例で、測定温度誤差が計時値の誤差に与える影響
を試算してみる。まず、水晶発振周波数温度特性のグラ
フは、下記の2次関数式で与えられる。By the above control, it is possible to obtain a highly accurate temperature-corrected time value. Even if a relatively inexpensive thermistor which is commonly used is used, temperature measurement of about ± 1 ° C. can be easily realized. In the example of the crystal oscillation frequency temperature characteristic of FIG. 6, the trial calculation of the influence of the measured temperature error on the measured value error will be made. First, the graph of the crystal oscillation frequency temperature characteristic is given by the following quadratic function formula.
【0058】 Δf(T)/f=−a(T−25)2 ・・・(6000) a=0.033 ・・・(6001) これを温度Tで微分すると、グラフの傾きが求めらる。Δf (T) / f = −a (T-25) 2 (6000) a = 0.033 (6001) When this is differentiated by the temperature T, the slope of the graph is obtained. .
【0059】 Δ(Δf(T)/f)/ΔT=−2a(T−25) ・・・(6002) タイマ0の割り込み周期τ0が1Hzの場合は τ0=1 [sec] ・・・(6004) となるため、 Δτ(T)=−τ0×Δf(T)/f ・・・(34
0) 式(340)に代入すると Δτ(T)=−Δf(T)/f ・・・(6005) となる。従って、測定温度誤差によるタイマ0割り込み
周期の補正値Δτ(T)の誤差、つまり、温度補正を行
った計時値の誤差Δt(T)は、下記演算式で求められ
る。Δ (Δf (T) / f) / ΔT = -2a (T-25) (6002) When the interrupt cycle τ 0 of the timer 0 is 1 Hz, τ 0 = 1 [sec] ... Since (6004), Δτ (T) = − τ 0 × Δf (T) / f (34
0) Substituting into equation (340) gives Δτ (T) = − Δf (T) / f (6005). Therefore, the error of the correction value Δτ (T) of the timer 0 interrupt cycle due to the measurement temperature error, that is, the error Δt (T) of the time-corrected time value is calculated by the following arithmetic expression.
【0060】 Δt(T)=ΔT×Δ(Δτ(T))/ΔT ・・・(6006) ここに、式(6005)を代入すると Δt(T)=ΔT×Δ(−Δf(T)/f)/ΔT ・・・(6007) 更に、式(6002)を代入すると Δt(T)=2a(T−25)ΔT ・・・(6008) となり、この例の係数(6001)を代入すると、 Δt(T)=0.066(T−25)ΔT ・・・(6009) が得られる。Δt (T) = ΔT × Δ (Δτ (T)) / ΔT (6006) Substituting the equation (6005) into the equation, Δt (T) = ΔT × Δ (−Δf (T) / f) / ΔT ... (6007) Further, substituting the equation (6002) results in Δt (T) = 2a (T−25) ΔT ... (6008), and substituting the coefficient (6001) of this example, Δt (T) = 0.066 (T−25) ΔT (6009) is obtained.
【0061】温度測定誤差ΔT=±1℃の場合、式(6
009)より、 Δt(T)=±0.066(T−25) ・・・(6010) となり、式(6010)に各温度での温度補正後の計時
値誤差Δt[ppm]を計算すると、下記の値になる。When the temperature measurement error ΔT = ± 1 ° C., the equation (6)
From (009), Δt (T) = ± 0.066 (T−25) (6010), and when the time value error Δt [ppm] after temperature correction at each temperature is calculated in the equation (6010), It becomes the following value.
【0062】 従来の方式で分周段で温度補正する方法では、水晶発振
周波数の温度補正のために、32.768KHzの 水
晶発振クロックを、温度によって1秒毎に、1または2
パルス追加していたが、1パルス幅が、30.5μse
cであるため、計時値の温度補正精度は、30.5pp
m(30.5μsec/1sec)が限界であった。本
発明の実施例で、水晶発振周波数温度特性が上記式(6
000)で2次関数演算近似できる場合は、温度補正自
体の誤差はほぼ0、温度測定誤差ΔT=±1℃による計
時値の誤差は、最悪でも、±4.3ppm(T=−40
℃)の高精度計時装置が実現できる。更に、高精度サー
ミスタで上記複数センサー方式を用いることにより、±
0.05℃程度まで温度測定することも可能である。そ
の場合の計時値の温度補正は、さらに高精度に実現でき
る。[0062] In the conventional method of correcting the temperature in the frequency dividing stage, in order to correct the temperature of the crystal oscillation frequency, the crystal oscillation clock of 32.768 KHz is adjusted to 1 or 2 per second depending on the temperature.
Pulse was added, but 1 pulse width is 30.5μse
Since it is c, the temperature correction accuracy of the measured value is 30.5 pp
The limit was m (30.5 μsec / 1 sec). In the embodiment of the present invention, the crystal oscillation frequency temperature characteristic is expressed by the above formula (6).
000), the error of the temperature correction itself is almost 0, and the error of the measured value due to the temperature measurement error ΔT = ± 1 ° C. is ± 4.3 ppm (T = −40) at worst.
It is possible to realize a high-accuracy time measuring device (° C). Furthermore, by using the above multiple sensor method with a high precision thermistor,
It is also possible to measure the temperature up to about 0.05 ° C. The temperature correction of the measured value in that case can be realized with higher accuracy.
【0063】温度測定誤差ΔT=±0.05℃の場合、
式(6009)より、 Δt(T)=±0.0033(T−25) ・・・(6011) となり、式(6011)に各温度での温度補正後の計時
値誤差Δt[ppm]を計算すると、下記の値になる。When the temperature measurement error ΔT = ± 0.05 ° C.,
From the formula (6009), Δt (T) = ± 0.0033 (T-25) (6011), and the time value error Δt [ppm] after temperature correction at each temperature is calculated in the formula (6011). Then, the following values will be obtained.
【0064】 この場合、ΔtのMAX.値±0.2145[ppm]
(T=−40℃)となり、非常に高精度の計時誤差が実
現できる。この値を年差換算すると、 365[日]×24[時]×60[分]×60[秒] ×(±0.2145[ppm])=±6.76[秒] となり、−40[℃]から70[℃]までの広い温度範
囲で使用できる、最大年差約±7秒の計時装置が比較的
安価に、かつ、携帯性を損なわず実現できる。[0064] In this case, Δt MAX. Value ± 0.2145 [ppm]
(T = −40 ° C.), and a highly accurate timekeeping error can be realized. When this value is converted into an annual difference, it becomes 365 [days] × 24 [hours] × 60 [minutes] × 60 [seconds] × (± 0.2145 [ppm]) = ± 6.76 [seconds], and −40 [ A time measuring device that can be used in a wide temperature range from [° C] to 70 [° C] and has a maximum annual difference of about ± 7 seconds can be realized at relatively low cost and without impairing portability.
【0065】[0065]
【発明の効果】本発明の計時装置は、上記のように、計
時カウント毎に、その時点での温度測定を行い、温度変
化による水晶発振周波数精度の変動を、高精度に、か
つ、リアルタイムに補正しながら計時データを算出でき
るため、また、それを実現するための追加部品及び回路
が、安価で小型のサーミスタ、基準抵抗、、水晶発振
子、コンデンサ、時計用マイクロコンピュータとマイク
ロコンピュータに内蔵された水晶発振回路とCR発振回
路とで実現できるため、安価で、小型計量で、高精度に
計時データが温度補正された、計時装置が実現できる。As described above, the time measuring device of the present invention measures the temperature at each time count for each time counting and highly accurately and in real time measures the fluctuation of the crystal oscillation frequency accuracy due to the temperature change. Since it is possible to calculate timekeeping data while making corrections, and additional parts and circuits to realize it are built in inexpensive and small thermistors, reference resistors, crystal oscillators, capacitors, clock microcomputers and microcomputers. Since it can be realized by the crystal oscillating circuit and the CR oscillating circuit, a time measuring device can be realized which is inexpensive, small in size, and highly accurately temperature-corrected for the time measured data.
【0066】さらに、計時データ補正のために測定した
温度を、表示または出力する事により、計時装置に温度
計の機能を付加することも可能となる。Furthermore, by displaying or outputting the temperature measured for the time data correction, it is possible to add a thermometer function to the time measuring device.
【図1】本発明の実施例であるマイクロコンピュータ制
御による1センサー方式の温度補正計時機能を持つデジ
タル時計のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a digital timepiece having a one-sensor type temperature correction timekeeping function under microcomputer control, which is an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例であるマイクロコンピュータ制
御による2センサー方式の温度補正計時機能を持つデジ
タル時計のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of a digital timepiece having a two-sensor type temperature correction timekeeping function under microcomputer control, which is an embodiment of the present invention.
【図3】温度より水晶発振周波数偏差をデータテーブル
変換によって求める温度補正計時機能の制御フローチャ
ート。FIG. 3 is a control flowchart of a temperature correction timekeeping function for obtaining a crystal oscillation frequency deviation from temperature by converting a data table.
【図4】温度より水晶発振周波数偏差を自乗演算によっ
て求める温度補正計時機能の制御フローチャート。FIG. 4 is a control flowchart of a temperature correction timekeeping function for obtaining a crystal oscillation frequency deviation from temperature by a square calculation.
【図5】低温用と高温用との2センサー方式による温度
補正計時機能の制御フローチャート。FIG. 5 is a control flowchart of a temperature correction timekeeping function using a two-sensor system for low temperature and high temperature.
【図6】水晶発振周波数精度温度特性のグラフ。FIG. 6 is a graph of crystal oscillation frequency accuracy temperature characteristics.
【図7】データRAM上の計時データの構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of time measurement data on a data RAM.
【図8】温度センサ(サーミスタ)の抵抗値温度特性の
グラフ。FIG. 8 is a graph of resistance-temperature characteristics of a temperature sensor (thermistor).
100・・・マイクロコンピュータ 110・・・CPU 111・・・バス 120・・・ROM 130・・・RAM 140・・・I/O 141・・・計時データ出力 142・・・操作SW 150・・・LCDドライバ 151・・・LCDパネル 160・・・水晶発振回路 161・・・水晶発振子 162・・・C0 170・・・分周回路 171・・・タイマ0 172・・・1Hz割り込み発生回路 180・・・温度測定回路1 181・・・タイマ1 182・・・CR発振周波数カウンタ1 183・・・CR発振回路1 184・・・サーミスタ1 185・・・C1 186・・・基準抵抗1 200・・・マイクロコンピュータ 210・・・CPU 211・・・バス 220・・・ROM 230・・・RAM 240・・・I/O 241・・・計時データ出力 242・・・操作SW 250・・・LCDドライバ 251・・・LCDパネル 260・・・水晶発振回路 261・・・水晶発振子 262・・・C0 270・・・分周回路 271・・・タイマ0 272・・・1Hz割り込み発生回路 280・・・温度測定回路1 281・・・タイマ1 282・・・CR発振周波数カウンタ1 283・・・CR発振回路1 284・・・サーミスタ1 285・・・C1 286・・・基準抵抗1 290・・・温度測定回路1 291・・・タイマ2 292・・・CR発振周波数カウンタ2 293・・・CR発振回路2 294・・・サーミスタ2 295・・・C2 296・・・基準抵抗2 300・・・INT,τ0 310・・・CR・OSC:on 311・・・タイマ1 :start 312・・・CR・CNT:up 313・・・タイマ1 :OVF 314・・・CR・CNT:stop 315・・・CR・OSC:off 320・・・CNT(T)−>T 330・・・T−>Δf(T)/f 340・・・Δτ(T)=−τ0×Δf(T)/f 350・・・tnew(T)=tpre(T)+τ0+Δτ
(T) 360・・・RET 400・・・INT,τ0 410・・・CR・OSC:on 411・・・タイマ1 :start 412・・・CR・CNT:up 413・・・タイマ1 :OVF 414・・・CR・CNT:stop 415・・・CR・OSC:off 420・・・CNT(T)−>T 430・・・Δf(T)/f=−a(T−T0)2 440・・・Δτ(T)=−τ0×Δf(T)/f 450・・・tnew(T)=tpre(T)+τ0+Δτ
(T) 460・・・RET 500・・・INT,τ0 510・・・CR・OSC1:on 511・・・タイマ1 :start 512・・・CR・CNT1:up 513・・・タイマ1 :OVF 514・・・CR・CNT1:stop 515・・・CR・OSC1:off 520・・・CNT(T)−>T 521・・・T>Ts 530・・・CR・OSC2:on 531・・・タイマ2 :start 532・・・CR・CNT2:up 533・・・タイマ2 :OVF 534・・・CR・CNT2:stop 535・・・CR・OSC2:off 520・・・CNT(T)−>T 550・・・T−>Δf(T)/f 560・・・Δτ(T)=−τ0×Δf(T)/f 570・・・tnew(T)=tpre(T)+τ0+Δτ
(T) 580・・・RET 600・・・周波数精度 Δf/f(ppm) :縦軸 610・・・温度(℃) :横軸 620・・・25℃ 中央点 630・・・温度特性グラフ 700・・・CNT(温度測定用CR発振周波数カウン
タ) 710・・・T(測定温度) 720・・・Δf/f(水晶発振周波数偏差) 730・・・Δτ(計時割り込み周期の温度補正値) 740・・・tpre(以前の計時値) 750・・・τ0(計時割り込み周期の常温値) 760・・・Δτ(計時割り込み周期の温度補正値) 770・・・tnew(新しいの計時値) 780・・・デジタル時計用表示データ 800・・・サーミスタ抵抗(KΩ) :縦軸 810・・・温度(℃) :横軸 820・・・A 830・・・B 840・・・C 850・・・測定温度範囲 860・・・サーミスタ切り換え温度 TS 100 ... Microcomputer 110 ... CPU 111 ... Bus 120 ... ROM 130 ... RAM 140 ... I / O 141 ... Time data output 142 ... Operation SW 150 ... LCD driver 151 ・ ・ ・ LCD panel 160 ・ ・ ・ Crystal oscillator circuit 161 ・ ・ ・ Crystal oscillator 162 ・ ・ ・ C0 170 ・ ・ ・ Frequency divider circuit 171 ・ ・ ・ Timer 0 172 ・ ・ ・ 1 Hz interrupt generation circuit 180 ・..Temperature measuring circuit 1 181 ... Timer 1 182 ... CR oscillation frequency counter 1 183 ... CR oscillation circuit 1 184 ... Thermistor 1 185 ... C1 186 ... Reference resistance 1 200 ... Microcomputer 210 ... CPU 211 ... Bus 220 ... ROM 230 ... RAM 240 ... I / O 24・ ・ ・ Time data output 242 ・ ・ ・ Operation SW 250 ・ ・ ・ LCD driver 251 ・ ・ ・ LCD panel 260 ・ ・ ・ Crystal oscillator circuit 261 ・ ・ ・ Crystal oscillator 262 ・ ・ ・ C0 270 ・ ・ ・ Division circuit 271 ... Timer 0 272 ... 1 Hz interrupt generation circuit 280 ... Temperature measurement circuit 1 281 ... Timer 1 282 ... CR oscillation frequency counter 1 283 ... CR oscillation circuit 1 284 ... Thermistor 1 285 ... C1 286 ... Reference resistance 1 290 ... Temperature measuring circuit 1 291 ... Timer 2 292 ... CR oscillation frequency counter 2 293 ... CR oscillation circuit 2 294 ... Thermistor 2 295 ··· C2 296 ··· reference resistor 2 300 ··· INT, τ 0 310 ··· CR · OSC: on 311 ··· timer 1: sta t 312 ... CR / CNT: up 313 ... Timer 1: OVF 314 ... CR / CNT: stop 315 ... CR / OSC: off 320 ... CNT (T)-> T 330 ... T-> Δf (T) / f 340 ... Δτ (T) = − τ 0 × Δf (T) / f 350 ... tnew (T) = tpre (T) + τ 0 + Δτ
(T) 360 ... RET 400 ... INT, τ 0 410 ... CR / OSC: on 411 ... Timer 1: start 412 ... CR / CNT: up 413 ... Timer 1: OVF 414 ... CR / CNT: stop 415 ... CR / OSC: off 420 ... CNT (T)-> T 430 ... Δf (T) / f = -a (T-T 0 ) 2 440・ ・ ・ Δτ (T) = − τ 0 × Δf (T) / f 450 ・ ・ ・ tnew (T) = tpre (T) + τ 0 + Δτ
(T) 460 ... RET 500 ... INT, τ 0 510 ... CR / OSC1: on 511 ... Timer 1: start 512 ... CR / CNT1: up 513 ... Timer 1: OVF 514 ... CR / CNT1: stop 515 ... CR / OSC1: off 520 ... CNT (T)-> T 521 ... T> T s 530 ... CR / OSC2: on 531 ... Timer 2: start 532 ... CR / CNT2: up 533 ... Timer 2: OVF 534 ... CR / CNT2: stop 535 ... CR / OSC2: off 520 ... CNT (T)-> T 550 ... T-> Δf (T) / f 560 ... Δτ (T) = − τ 0 × Δf (T) / f 570 ... tnew (T) = tpre (T) + τ 0 + Δτ
(T) 580 ... RET 600 ... Frequency accuracy Δf / f (ppm): Vertical axis 610 ... Temperature (° C.): Horizontal axis 620 ... 25 ° C. Central point 630 ... Temperature characteristic graph 700 ... CNT (temperature measurement CR oscillation frequency counter) 710 ... T (measurement temperature) 720 ... Δf / f (crystal oscillation frequency deviation) 730 ... Δτ (temperature correction value of clock interrupt period) 740・ ・ ・ Tpre (previous time measurement value) 750 ・ ・ ・ τ 0 (room temperature value of time measurement interrupt cycle) 760 ・ ・ ・ Δτ (temperature correction value of time measurement interrupt cycle) 770 ・ ・ ・ tnew (new time measurement value) 780 ... Display data for digital clock 800 ... Thermistor resistance (KΩ): Vertical axis 810 ... Temperature (° C): Horizontal axis 820 ... A 830 ... B 840 ... C 850 ... Measuring temperature range 860 ..Thermistor switching temperature T S
Claims (9)
び水晶発振回路と、 b)温度センサ及び温度測定回路と、 c)前記水晶発振回路からの信号を計時信号に変換する
分周回路と、 d)前記水晶発振子の発振周波数偏差の温度特性データ
を内蔵した記憶装置と、 e)前記計時信号が発生する
毎に、前記温度測定回路により温度測定を行う手段と、 f)前記温度測定後に、前記記憶装置より読み出した測
定温度に対応する発振周波数偏差と、前記分周回路より
出力される常温時の計時信号周期との乗算演算を行い、
計時信号周期の温度補正値を求める手段と、 g)前記計時信号周期の温度補正値を求めた後に、前記
常温時の計時信号周期と、前記計時信号の温度補正値と
を計時値に加算演算を行う手段と、を有することを特徴
とする計時方式。1. A crystal oscillator, an oscillation frequency adjusting capacitor and a crystal oscillation circuit; b) a temperature sensor and a temperature measuring circuit; c) a frequency dividing circuit for converting a signal from the crystal oscillation circuit into a clock signal. And d) a storage device containing temperature characteristic data of the oscillation frequency deviation of the crystal oscillator, e) means for measuring the temperature by the temperature measuring circuit each time the clock signal is generated, and f) the temperature. After the measurement, the oscillation frequency deviation corresponding to the measured temperature read from the storage device, and a multiplication operation of the clock signal period at room temperature output from the frequency divider circuit,
Means for obtaining a temperature correction value for the timekeeping signal cycle; and g) adding the temperature measurement value for the room temperature time and the temperature correction value for the timekeeping signal to the timekeeping value after obtaining the temperature correction value for the timekeeping signal cycle. And a means for performing a timekeeping method.
外付け部品として必要とする水晶発振回路と、 b)温度センサを外付け部品として必要とする温度測定
回路と、 c)前記水晶発振回路からの信号を計時信号に変換する
分周回路と、 d)前記外付け水晶発振子の発振周波数偏差の温度特性
データを内蔵した記憶装置と、 e)前記計時信号が発生する毎に、前記温度測定回路に
より温度測定を行う手段と、 f)前記温度測定後に、前記記憶装置より読み出した測
定温度に対応する発振周波数偏差と、前記分周回路より
出力される常温時の計時信号周期との乗算演算を行い、
計時信号周期の温度補正値を求める手段と、 g)前記計時信号周期の温度補正値を求めた後に、前記
常温時の計時信号周期と、前記計時信号の温度補正値と
を計時値に加算演算を行う手段と、を有することを特徴
とする半導体装置。2. A) a crystal oscillator, a crystal oscillation circuit requiring an oscillation frequency adjusting capacitor as an external component, b) a temperature measuring circuit requiring a temperature sensor as an external component, and c) the crystal. A frequency dividing circuit for converting a signal from an oscillation circuit into a clock signal; d) a storage device containing temperature characteristic data of oscillation frequency deviation of the external crystal oscillator; e) every time the clock signal is generated, Means for performing temperature measurement by the temperature measuring circuit; and f) an oscillation frequency deviation corresponding to the measured temperature read from the storage device after the temperature measurement, and a clock signal period at room temperature output from the frequency dividing circuit. Multiplication operation of
Means for obtaining a temperature correction value for the timekeeping signal cycle; and g) adding the temperature measurement value for the room temperature time and the temperature correction value for the timekeeping signal to the timekeeping value after obtaining the temperature correction value for the timekeeping signal cycle. A semiconductor device comprising:
時装置。3. A semiconductor device according to claim 2, b) a crystal oscillator and an oscillation frequency adjusting capacitor, c) a plurality of temperature sensors having different operating temperature ranges, d) an operation input device, and e. ) A time value display device and an output device, and f) The time measurement device according to claim 1 is used.
び水晶発振回路と、 b)温度センサ及び温度測定回路と、 c)前記水晶発振回路からの信号を計時信号に変換する
分周回路と、 d)前記水晶発振子の発振周波数偏差の温度特性データ
を演算により算出する手段と、 e)前記計時信号が発生する毎に、前記温度測定回路に
より温度測定を行う手段と、 f)前記温度測定後に、前記演算により算出した測定温
度に対応する発振周波数偏差と、前記分周回路より出力
される常温時の計時信号周期との乗算演算を行い、計時
信号周期の温度補正値を求める手段と、 g)前記計時信号周期の温度補正値を求めた後に、前記
常温時の計時信号周期と、前記計時信号の温度補正値と
を計時値に加算演算を行う手段と、を有することを特徴
とする計時方式。4. A crystal oscillator, an oscillation frequency adjusting capacitor and a crystal oscillation circuit, b) a temperature sensor and a temperature measuring circuit, and c) a frequency dividing circuit for converting a signal from the crystal oscillation circuit into a clock signal. D) means for calculating the temperature characteristic data of the oscillation frequency deviation of the crystal oscillator by calculation; e) means for measuring the temperature by the temperature measuring circuit each time the clock signal is generated; and f) the above. Means for obtaining a temperature correction value of the clock signal period by performing a multiplication calculation of the oscillation frequency deviation corresponding to the measured temperature calculated by the calculation and the clock signal period at room temperature output from the frequency dividing circuit after the temperature measurement. And g) means for performing a calculation of adding the temperature correction value of the normal temperature time and the temperature correction value of the time measurement signal to the time measurement value after obtaining the temperature correction value of the time measurement signal cycle. And total Method.
外付け部品として必要とする水晶発振回路と、 b)温度センサを外付け部品として必要とする温度測定
回路と、 c)前記水晶発振回路からの信号を計時信号に変換する
分周回路と、 d)前記外付け水晶発振子の発振周波数偏差の温度特性
データを演算により算出する手段と、 e)前記計時信号が発生する毎に、前記温度測定回路に
より温度測定を行う手段と、 f)前記温度測定後に、前記演算により算出した測定温
度に対応する発振周波数偏差と、前記分周回路より出力
される常温時の計時信号周期との乗算演算を行い、計時
信号周期の温度補正値を求める手段と、 g)前記計時信号周期の温度補正値を求めた後に、前記
常温時の計時信号周期と、前記計時信号の温度補正値と
を計時値に加算演算を行う手段と、を有することを特徴
とする半導体装置。5. A crystal oscillator circuit which requires a crystal oscillator and an oscillation frequency adjusting capacitor as an external component, b) a temperature measuring circuit which requires a temperature sensor as an external component, and c) the crystal. A frequency dividing circuit for converting the signal from the oscillation circuit into a time signal, d) means for calculating temperature characteristic data of the oscillation frequency deviation of the external crystal oscillator, and e) every time the time signal is generated. Means for performing temperature measurement by the temperature measurement circuit, and f) an oscillation frequency deviation corresponding to the measured temperature calculated by the calculation after the temperature measurement, and a clock signal period at room temperature output from the frequency dividing circuit. Means for calculating the temperature correction value of the timekeeping signal cycle, and g) obtaining the temperature correction value of the timekeeping signal cycle, and then calculating the temperature correction value of the room temperature time and the temperature correction value of the timekeeping signal. Total Wherein a has a means for performing the addition operation to the value, a.
時装置。6. A semiconductor device according to claim 5, b) a crystal oscillator and a capacitor for adjusting an oscillation frequency, c) a plurality of temperature sensors having different operating temperature ranges, d) an operation input device, and e. ) A time display device and an output device for displaying the time value, and f) The time measurement device according to claim 4 is used.
び水晶発振回路と、 b)使用温度範囲の異なる複数の温度センサ及び各々に
対応した複数の温度測定回路と、 c)前記水晶発振回路からの信号を計時信号に変換する
分周回路と、 d)前記水晶発振子の発振周波数偏差の温度特性データ
を内蔵した記憶装置、または前記水晶発振子の発振周波
数偏差の温度特性データを演算により算出する手段と、 e)前記計時信号が発生する毎に、前記使用温度範囲の
異なる複数の温度センサ及び各々に対応した複数の温度
測定回路から最も精度の高い温度測定値を選択して温度
測定を行う手段と、 f)前記温度測定後に、前記記憶装置より読み出した測
定温度に対応する発振周波数偏差と、前記分周回路より
出力される常温時の計時信号周期との乗算演算を行い、
計時信号周期の温度補正値を求める手段と、 g)前記計時信号周期の温度補正値を求めた後に、前記
常温時の計時信号周期と、前記計時信号の温度補正値と
を計時値に加算演算を行う手段と、を有することを特徴
とする計時方式。7. A crystal oscillator, an oscillation frequency adjusting capacitor and a crystal oscillation circuit; b) a plurality of temperature sensors having different operating temperature ranges and a plurality of temperature measuring circuits corresponding to each; c) the crystal oscillation A frequency dividing circuit for converting a signal from the circuit into a clock signal, and d) a storage device having built-in temperature characteristic data of the oscillation frequency deviation of the crystal oscillator, or calculating temperature characteristic data of the oscillation frequency deviation of the crystal oscillator. And e) every time the timekeeping signal is generated, the most accurate temperature measurement value is selected from a plurality of temperature sensors having different operating temperature ranges and a plurality of temperature measurement circuits corresponding to each temperature sensor, and the temperature is selected. Means for performing measurement, f) an oscillation frequency deviation corresponding to the measured temperature read from the storage device after the temperature measurement, and a clock signal period at room temperature output from the frequency dividing circuit Perform root operations,
Means for obtaining a temperature correction value for the timekeeping signal cycle; and g) adding the temperature measurement value for the room temperature time and the temperature correction value for the timekeeping signal to the timekeeping value after obtaining the temperature correction value for the timekeeping signal cycle. And a means for performing a timekeeping method.
外付け部品として必要とする水晶発振回路と、 b)使用温度範囲の異なる複数の温度センサを外付け部
品として必要とする各々に対応した複数の温度測定回路
と、 c)前記水晶発振回路からの信号を計時信号に変換する
分周回路と、 d)前記水晶発振子の発振周波数偏差の温度特性データ
を内蔵した記憶装置、または前記水晶発振子の発振周波
数偏差の温度特性データを演算により算出する手段と、 e)前記計時信号が発生する毎に、前記使用温度範囲の
異なる複数の温度センサ及び各々に対応した複数の温度
測定回路から最も精度の高い温度測定値を選択して温度
測定を行う手段と、 f)前記温度測定後に、前記記憶装置より読み出した測
定温度に対応する発振周波数偏差と、前記分周回路より
出力される常温時の計時信号周期との乗算演算を行い、
計時信号周期の温度補正値を求める手段と、 g)前記計時信号周期の温度補正値を求めた後に、前記
常温時の計時信号周期と、前記計時信号の温度補正値と
を計時値に加算演算を行う手段と、を有することを特徴
とする半導体装置。8. A crystal oscillator, which requires a crystal oscillator and an oscillation frequency adjusting capacitor as an external component, and b) a plurality of temperature sensors each having a different operating temperature range as an external component. A plurality of corresponding temperature measuring circuits; c) a frequency dividing circuit for converting a signal from the crystal oscillation circuit into a clock signal; and d) a storage device having temperature characteristic data of an oscillation frequency deviation of the crystal oscillator incorporated therein, or Means for calculating the temperature characteristic data of the oscillation frequency deviation of the crystal oscillator by calculation; and e) a plurality of temperature sensors having different operating temperature ranges and a plurality of temperature measurements corresponding to the temperature sensors each time the clock signal is generated. Means for performing temperature measurement by selecting the most accurate temperature measurement value from the circuit; f) an oscillation frequency deviation corresponding to the measured temperature read from the storage device after the temperature measurement, and Performs multiplication operations of a timer signal period at the normal temperature which is output from the frequency divider,
Means for obtaining a temperature correction value for the timekeeping signal cycle; and g) adding the temperature measurement value for the room temperature time and the temperature correction value for the timekeeping signal to the timekeeping value after obtaining the temperature correction value for the timekeeping signal cycle. A semiconductor device comprising:
時装置。9. A semiconductor device according to claim 8, b) a crystal oscillator and a capacitor for adjusting an oscillation frequency, c) a plurality of temperature sensors having different operating temperature ranges, d) an operation input device, and e. ) A time value display device and an output device, and f) The time measurement device according to claim 7 is used.
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JP5325168A JPH06342088A (en) | 1993-04-07 | 1993-12-22 | Timing system, semiconductor device, timing device |
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JP5-80903 | 1993-04-07 | ||
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