CN101753084B - 步进电机控制器和模拟电子表 - Google Patents

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Abstract

本发明提供步进电机控制器和模拟电子表。在对驱动进行初始化时，能够可靠地驱动步进电机旋转，并且能够降低步进电机的功耗。当对驱动进行初始化(例如更换电池)时，控制器对主驱动脉冲发生器进行控制，以利用具有最大能量的主驱动脉冲来驱动步进电机，并将脉冲下降计数器的、用于对主驱动脉冲实施脉冲下降的脉冲下降控制信号的产生周期设定为第一周期，并且当对主驱动脉冲实施脉冲下降而使其具有预定能量的主驱动脉冲时，控制器将脉冲下降计数器的脉冲下降控制信号的产生周期改变为第二周期。

Description

步进电机控制器和模拟电子表
技术领域
本发明涉及步进电机控制器和使用该步进电机控制器的模拟电子表。
背景技术
传统上，在模拟电子表等中使用步进电机。该步进电机包括：定子，其具有转子容纳孔和用于确定转子停止位置的定位部；转子，其设置在上述转子容纳孔内；以及线圈。而且，该步进电机适合于向线圈施加交变信号以在定子中产生磁通，由此使转子旋转，并使转子停止在与上述定位部对应的位置处。
如日本特公昭63-018148号公报、日本特公昭63-018149号公报以及日本特公昭57-018440号公报中记载的发明所述，在包括用于以最小能量驱动步进电机的步进电机控制器的传统电子表中，通过多个驱动脉冲来驱动步进电机。当步进电机控制器接收到来自旋转检测器的检测结果并判定出步进电机未在旋转时，步进电机控制器对主驱动脉冲实施脉冲上升(pulse up)(等级上升)，使其上升到具有更大能量的脉冲，并反复实施该脉冲上升直到能够由主驱动脉冲来驱动步进电机为止。而且，步进电机控制器按规则的时间间隔对主驱动脉冲实施脉冲下降(pulse down)，使其下降到具有更小能量的脉冲，以判定主驱动脉冲是否脉冲上升过度。步进电机控制器能够基于何时检测到超过预定的基准阈值电压的感应电压(检测信号)来判断用于驱动步进电机的余量，并且，如果判断出不存在用于驱动的余量，则不对主驱动脉冲实施脉冲下降。因此，步进电机控制器能够控制步进电机的旋转，同时降低功耗。
然而，当对驱动进行初始化(例如接通电源或复位)时，小能量的主驱动脉冲可能导致电机停止。
为了不使电机停止，利用具有足够的驱动余量的主驱动脉冲来开始驱动能够使电机旋转。然而在这种情况下，在主驱动脉冲下降到用于正常驱动的脉冲之前，会流过很大的消耗电流，引起长时间出现能量浪费的问题。
而且，在该期间中，所测量的消耗电流比正常驱动时的电流大。因此，为了测量出准确的消耗电流，应当在以规则的时间间隔反复实施脉冲下降的过程中，在主驱动脉冲被脉冲下降到最佳脉冲之后进行测量。
发明内容
本发明的一个方面在于，在对驱动进行初始化时，能够可靠地驱动步进电机旋转，并且能够降低步进电机的功耗。
根据本发明，提供一种步进电机控制器，该步进电机控制器包括：脉冲下降计数器，其以第一周期或比所述第一周期长的第二周期输出脉冲下降控制信号，该脉冲下降控制信号用于对主驱动脉冲实施脉冲下降控制；驱动脉冲发生器，其输出与脉冲控制信号对应的主驱动脉冲或校正驱动脉冲，并且，响应于所述脉冲下降控制信号，对所述主驱动脉冲实施脉冲下降并输出；电机驱动器，其响应于来自所述驱动脉冲发生器的驱动脉冲，对步进电机进行旋转驱动；旋转检测器，其检测在旋转检测期间中由于所述步进电机的旋转而产生的检测信号是否超过基准阈值电压；以及控制器，其基于来自所述旋转检测器的检测结果，输出用于控制所述驱动脉冲发生器的所述脉冲控制信号，使得利用多个主驱动脉冲中的一个主驱动脉冲或校正驱动脉冲来驱动所述步进电机，所述多个主驱动脉冲的能量彼此不同，所述校正驱动脉冲的能量大于所述多个主驱动脉冲中任意主驱动脉冲的能量，其中，当对驱动进行初始化时，所述控制器将所述主驱动脉冲设定为具有最大能量的主驱动脉冲并将所述脉冲下降计数器的脉冲下降控制信号的产生周期设定为所述第一周期，由此来驱动所述步进电机，并且，当对所述主驱动脉冲实施脉冲下降而使其具有预定能量时，所述控制器将所述脉冲下降计数器的脉冲下降控制信号的产生周期改变为所述第二周期。
当对驱动进行初始化时，所述控制器将所述主驱动脉冲设定为具有最大能量的主驱动脉冲并将所述脉冲下降计数器的脉冲下降控制信号的产生周期设定为所述第一周期，由此来驱动所述步进电机，并且，当对所述主驱动脉冲实施脉冲下降而使其具有预定能量时，所述控制器将所述脉冲下降计数器的脉冲下降控制信号的产生周期改变为所述第二周期。
所述旋转检测期间可以被分成紧接在利用所述主驱动脉冲进行的驱动之后的第一检测区间、所述第一检测区间之后的第二检测区间以及所述第二检测区间之后的第三检测区间，并且，当所述旋转检测器检测到超过所述基准阈值电压的检测信号时，所述控制器可以将所述脉冲下降计数器的脉冲下降周期改变为所述第二周期。
而且，所述旋转检测期间可以被分成紧接在利用所述主驱动脉冲进行的驱动之后的第一检测区间、所述第一检测区间之后的第二检测区间以及所述第二检测区间之后的第三检测区间，并且，当所述旋转检测器在所述第一和第二检测区间中均未检测到超过所述基准阈值电压的检测信号时，所述控制器可以将所述脉冲下降计数器的脉冲下降周期改变为所述第二周期。
而且，所述步进电机控制器可以包括电池，该电池用于向各部件提供驱动电力，并且可以通过更换所述电池来对所述驱动进行初始化。
而且，根据本发明，提供一种模拟电子表，该模拟电子表包括：步进电机，其对表针进行旋转驱动；以及步进电机控制器，其控制所述步进电机，其中，将上述步进电机控制器中的一个用作所述步进电机控制器。
该模拟电子表可以包括表冠，并且可以通过拔出所述表冠来对所述驱动进行初始化。
本发明使得能够在对驱动进行初始化时，可靠地驱动步进电机旋转，并且能够降低步进电机的功耗。而且，能够在短时间内测量出消耗电流。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的模拟电子表的框图；
图2是根据本发明的实施方式的模拟电子表中使用的步进电机的示意图；
图3是用于说明根据本发明的实施方式的步进电机控制器和模拟电子表的操作的时序图；
图4是用于说明根据本发明的实施方式的步进电机控制器和模拟电子表的操作的时序图；
图5是用于说明根据本发明的实施方式的步进电机控制器和模拟电子表的操作的时序图；
图6是用于说明根据本发明的实施方式的步进电机控制器和模拟电子表的操作的时序图；
图7是用于说明根据本发明的实施方式的步进电机控制器和模拟电子表的操作的判定图；
图8是示出根据本发明的实施方式的步进电机控制器和模拟电子表的操作的流程图；以及
图9是示出根据本发明的另一实施方式的步进电机控制器和模拟电子表的操作的流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明的实施方式的使用步进电机的模拟电子表的框图，以模拟电子手表为例进行说明。
参照图1，该模拟电子表包括：振荡器101，其产生预定频率的信号；分频器102，其对振荡器101产生的信号进行分频以生成用作计时基准的时钟信号；控制器104，其控制该电子表中包含的各种电子线路部件，并进行驱动脉冲的改变等；脉冲下降计数器103，其在对来自分频器102的时钟信号进行预定时间的计时之后，输出对主驱动脉冲实施脉冲下降的控制信号；以及主驱动脉发生器105，其基于来自控制器104的脉冲控制信号，选择并输出用于对电机进行旋转驱动的主驱动脉冲P1。
此外，模拟电子表包括：校正驱动脉冲发生器106，其基于来自控制器104的脉冲控制信号，输出用于对驱动电机进行强制驱动的校正驱动脉冲P2；电机驱动器107，其响应于来自主驱动脉冲发生器105的主驱动脉冲P1和来自校正驱动脉冲发生器106的校正驱动脉冲P2，对步进电机108进行旋转驱动；步进电机108；模拟显示部111，其具有用于显示时间的表针并由步进电机108旋转驱动；旋转检测器109，其在预定的旋转检测期间内，检测与因步进电机108的旋转而产生的感应电压对应的检测信号；输入电路110，其响应于对表冠(未示出)的操作而输出初始化信号；以及电池，其作为向部件101～111提供驱动电力的电源。
脉冲下降计数器103具有这样的功能，即，在两个或更多个预定周期中的一个周期内，向主驱动脉冲发生器105输出脉冲下降控制信号，并且受到控制器104的控制，以通过从两个或者更多个周期中进行选择来改变脉冲下降控制信号的产生周期或者停止产生脉冲下降控制信号。
在本实施方式中，两个或更多个预定周期是指第一周期(例如10秒)和比该第一周期长的第二周期(例如80秒)。在控制器104的控制之下，通过各周期之间的切换来改变脉冲下降控制信号的产生周期。
控制器104还具有如下功能等：当对驱动进行初始化时，控制主驱动脉冲和脉冲下降周期的改变；以及作为检测区间确定电路发挥功能，该检测区间确定电路将由旋转检测器109检测到因步进电机108的旋转而超过基准阈值电压Vcomp的检测信号的时刻与检测到该检测信号的检测区间进行比较，以确定检测到该检测信号的检测区间。注意，如后所述，检测步进电机108是否旋转的旋转检测期间被分成三个检测区间。作为驱动初始化的示例，输入电路110可以在更换电池112时或者响应于对表冠(例如拔出表冠)的操作而输出初始化信号。
旋转检测器109被配置成类似于日本特公昭63-018148号公报中描述的旋转检测器，并且预先设定基准阈值电压Vcomp，使得只有在步进电机108旋转的情况下，才会检测到与超过Vcomp的感应电压对应的检测信号，而在步进电机108未旋转的情况下，不会检测到超过Vcomp的检测信号。
注意，振荡器101和分频器102用于产生信号。模拟显示部111用于显示时间。旋转检测器109用于检测旋转。控制器104用于进行控制。主驱动脉冲发生器105和校正驱动脉冲发生器106用于产生驱动脉冲。电机驱动器107用于驱动电机。输入电路110用于进行输入。
图2示出了本发明的实施方式中使用的步进电机108的结构，示出了在模拟电子表中经常使用的钟表用步进电机的例子。
参照图2，步进电机108包括：定子201，其具有转子容纳贯通孔203；转子202，其可旋转地设置在转子容纳贯通孔203中；磁芯208，其与定子201接合；以及线圈209，其缠绕在磁芯208上。在步进电机108被用于模拟电子表的情况下，用螺钉(未示出)将定子201和磁芯208固定到基板(未示出)上，使它们彼此接合。线圈209具有第一端子OUT1和第二端子OUT2。
转子202被磁化出两极(南极和北极)。在由磁性材料形成的定子201的外边缘上，设置有两个或更多个(本实施方式中为两个)外部切口206、207，它们被转子容纳贯通孔203分隔开而彼此相对。在外部切口206、207与转子容纳贯通孔203之间设有饱和部210、211。
饱和部210、211不会因来自转子202的磁通而发生磁饱和，但当线圈209被励磁时，饱和部210、211达到磁饱和以增加其磁阻。转子容纳贯通孔203形成为圆孔状，并且在该贯通孔的圆形轮廓上一体形成地形成有彼此相对的两个或更多个(本实施方式中为两个)半月形的内部切口204、205。
切口204、205用作确定转子202的停止位置的定位部。当线圈209未被励磁时，如图2所示，转子202稳定地停止在与定位部对应的位置处，换句话说，停止在转子202的磁极轴与连接切口204、205的直线相垂直的位置处(与磁流过的方向X成预定角θ0的位置处)。
当从电机驱动器107向线圈209的端子OUT1与OUT2之间施加矩形波驱动脉冲(例如利用第一端子OUT1为正极、第二端子OUT2为负极的第一极性信号来驱动电机)并使电流i沿图2所示的箭头方向流动时，在定子201中沿虚线箭头方向产生磁通。这使得饱和部210、211饱和以增加磁阻。然后，由于定子201中产生的磁极与转子202的磁极之间的相互作用而使转子202沿图2所示的箭头方向旋转180°，使转子202稳定地停止在磁极轴为角度θ1的位置处。
接着，当从电机驱动器107向线圈209的端子OUT1与OUT2之间施加与上述第一极性相反极性的矩形波驱动脉冲(例如利用第一端子OUT1为负极、第二端子OUT2为正极的第二极性信号来驱动电机)并使电流i沿图2所示的反箭头方向流动时，在定子201中沿反虚线箭头方向产生磁通。这首先使得饱和部210、211饱和。然后，由于定子201中产生的磁极与转子202的磁极之间的相互作用而使得转子202沿与上述方向相同的方向旋转180°，并使转子202稳定停止。
然后，通过以这种方式向线圈209施加极性与前一信号相反的信号(交变信号)来重复进行上述操作，能够使转子202沿箭头方向以180°的步长连续旋转。注意，如后所述，本实施方式中使用的驱动脉冲是多个主驱动脉冲P10～P1m(各脉冲的能量彼此不同)和校正驱动脉冲P2。
图3～图6是示出根据本实施方式的、步进电机108的驱动定时、旋转检测定时以及所要使用的驱动脉冲的类型的时序图，是利用主驱动脉冲P1和校正驱动脉冲P2来驱动步进电机108的情况。
紧接在由主驱动脉冲P1对步进电机108进行驱动的驱动期间之后，设置了旋转检测期间，在该旋转检测期间中检测步进电机108是否旋转。旋转检测期间被划分成两个或更多个检测区间。
在本实施方式中，旋转检测期间被分成三个检测区间，它们是紧接在利用主驱动脉冲的驱动之后的第一检测区间、第一检测区间之后的第二检测区间以及第二检测区间之后的第三检测区间。针对步进电机108的驱动控制方式根据如下情况而变，即：是在检测区间T1～T3中的哪个区间中检测到与超过基准阈值电压Vcomp的感应信号对应的检测信号。检测区间T1～T3还用于脉冲下降计数器103的脉冲下降控制信号产生周期的变更控制。
参照图3，在控制器104的控制下，主驱动脉冲发生器105输出主驱动脉冲P1，电机驱动器107对电机108进行旋转驱动。在本例中，仅在检测区间T1～T3中的检测区间T2内，旋转检测器109检测到超过预定基准阈值电压Vcomp的检测信号，然后，控制器104判定为步进电机108正在旋转，但主驱动脉冲P1的驱动能量过度(即，以足够的余量来驱动电机旋转)。
在这种情况下，当在预定时间之后驱动电机时，控制器104对主驱动脉冲P1的驱动能量实施使其降低一个等级的等级下降(脉冲下降)，由此来驱动电机，因而控制器104不控制脉冲下降计数器103。因此，当经过预定周期时，脉冲下降计数器103向主驱动脉冲发生器105输出用于对驱动能量实施使其降低一个等级的脉冲下降的脉冲下降控制信号。响应于该脉冲下降控制信号，主驱动脉冲发生器105对主驱动脉冲P1实施脉冲下降，使其降低一个等级，并利用脉冲下降后的主驱动脉冲P1，由电机驱动器107对电机108进行旋转驱动。
图4示出了这种情况的一个示例：当根据本实施方式利用主驱动脉冲P1来驱动步进电机108时，在第一检测区间T1和第二检测区间T2中，由旋转检测器109检测到超过基准阈值电压Vcomp的检测信号。
在这种情况下，控制器104判定为步进电机108正在旋转且主驱动脉冲P1的驱动能量最佳(即，以很小的余量来驱动电机旋转)，然后，控制器104控制主驱动脉冲发生器105以利用相同的主驱动脉冲P1来执行下一驱动。而且，控制器104对脉冲下降计数器103进行控制，使得脉冲下降计数器103即使在已经计时了预定周期的情况下也不输出脉冲下降控制信号。因此，脉冲下降计数器103不向主驱动脉冲发生器105输出脉冲下降控制信号，不对主驱动脉冲P1实施脉冲下降。
图5示出了这种情况的一个示例：当根据本实施方式利用主驱动脉冲P1来驱动步进电机108时，仅在第三检测区间T3中，由旋转检测器109检测到超过基准阈值电压Vcomp的检测信号。
在这种情况下，控制器104判定为步进电机108正在旋转但主驱动脉冲P1的驱动能量不足(即，无余量地驱动电机旋转)，因此，当利用相同的主驱动脉冲P1执行下一驱动时，步进电机108可能无法旋转。然后，当执行下一驱动时，控制器104对主驱动脉冲发生器105进行如下控制：对主驱动脉冲P1的驱动能量实施使其上升一个等级的等级上升(脉冲上升)，由此来驱动电机，而不利用校正驱动脉冲P2来驱动电机。
而且，控制器104对脉冲下降计数器103进行控制，使得脉冲下降计数器103即使在已经计时了预定周期的情况下也不输出脉冲下降控制信号。因此，脉冲下降计数器103不向主驱动脉冲发生器105输出脉冲下降控制信号，不对主驱动脉冲P1实施脉冲下降。
图6示出了这种情况的一个示例：当根据本实施方式利用主驱动脉冲P1来驱动步进电机108时，在第一检测区间T1、第二检测区间T2以及第三检测区间T3中，旋转检测器109均未检测到超过基准阈值电压Vcomp的检测信号。
在这种情况下，控制器104判定为步进电机108未在旋转且主驱动脉冲P1的驱动能量更加不足(即，未能驱动电机旋转)。然后，控制器104控制校正驱动脉冲发生器106以利用校正驱动脉冲P2使驱动电机强制旋转，再然后，当执行下一驱动时，控制器104对主驱动脉冲发生器105进行控制，使得对主驱动脉冲P1的驱动能量实施使其上升一个等级的等级上升，由此来驱动电机。因此，校正驱动脉冲发生器106利用校正驱动脉冲P2来驱动电机，并且当执行下一驱动时，主驱动脉冲发生器105利用上升了一个等级的驱动脉冲P1来驱动电机。
而且，控制器104对脉冲下降计数器103进行控制，使得脉冲下降计数器103即使在已经计时了预定周期的情况下也不输出脉冲下降控制信号。因此，脉冲下降计数器103不向主驱动脉冲发生器105输出脉冲下降控制信号，不对主驱动脉冲P1实施脉冲下降。
参照图2来说明旋转驱动期间/旋转检测期间与电机108的旋转动作之间的关系。在区域a中，由驱动脉冲对电机108进行驱动。在检测区间T1中，检测到对应于区域a′中产生的感应电压的检测信号。在检测区间T2或T3中，检测到区域c中产生的检测信号(与检测区间T3相比，在检测区间T2中检测到的检测信号的余量更大)。区域b中产生的检测信号跨越检测区间T1和T2，且被检测到相反的极性。
具体地说，检测信号是由于驱动脉冲停止之后的电机振动而产生的，因此，在第一检测区间T1中感生的检测信号的产生时机仅限于无余量地(几乎停止)或者以很小的余量来驱动电机旋转的区域。当以足够的余量来驱动电机旋转时，不产生检测信号(对应于图2中的区域a′)。
当以足够的余量来驱动电机时，驱动脉冲在区域b中停止，然后反相输出感应电压。另外，由于电机的运动，第一检测区间T1中的检测信号的高度与驱动余量的减小成反比。这样，能够确定驱动余量的范围。
在本实施方式中，基于这些特征，当在第一检测区间T1中产生了超过基准阈值电压Vcomp的检测信号时，判定为驱动余量减小，然后，脉冲下降计数器103不实施脉冲下降，而是保持驱动脉冲使得驱动脉冲的能量不减小。
图7是将旋转检测结果与驱动脉冲等级之间的关系、和上述关系一起进行归纳的判定图。
参照图7，当仅在检测区间T2中、或仅在检测区间T2和T3中检测到表示旋转的检测信号时，判定为电机正以驱动能量中具有足够余量的状态进行旋转，然后，对主驱动脉冲P1实施等级下降使其降低一个等级。
当在检测区间T1～T3的所有区间中或仅在检测区间T1和T2中(即，至少在检测区间T1和T2期间中)检测到表示旋转的检测信号时，判定为电机在以很小的余量进行旋转，不允许对驱动能量实施等级下降，然后保持主驱动脉冲P1不变而维持现状。
当仅在检测区间T1和T3中或仅在检测区间T3中检测到表示旋转的检测信号时，判定为电机正以驱动能量中无余量的状态进行旋转，然后，对主驱动脉冲P1实施等级上升使其升高一个等级。
当仅在检测区间T1中检测到表示旋转的检测信号时、或者在检测区间T1～T3的任何区间中均未检测到检测信号时，判定为电机未在旋转，然后利用校正驱动脉冲P2来驱动电机，随后对主驱动脉冲P1实施等级上升使其上升一个等级。
如上所述，当至少在检测区间T1中检测到表示旋转的检测信号时，控制器104控制脉冲下降计数器103不实施等级下降。
图8是示出根据本发明的实施方式的步进电机控制器和模拟电子表的操作的流程图，特别示出了对脉冲下降计数器103进行控制的操作。在本实施方式中，只根据电机是否旋转来改变脉冲下降计数器103的周期，而与是在检测区间T1～T3中的哪个区间检测到基准阈值电压Vcomp无关。
现在，参照图1～8详细说明根据本发明的实施方式的步进电机控制器和模拟电子表的操作。
在图1中，当电池112被更换为新电池时，模拟电子表整体被接通电源，部件101～111开始运行。
振荡器101产生预定频率的信号。分频器102对振荡器101产生的信号进行分频而生成用作计时基准的时钟信号，并将该时钟信号输出到脉冲下降计数器103和控制器104。
当通过更换电池而接通电源时，即，当对驱动进行初始化时(步骤S801)，控制器104将脉冲下降计数器103的周期设定为第一周期(例如10秒)(步骤S802)。脉冲下降计数器103开始工作，即：通过对来自分频器102的时钟信号进行计数来执行计时操作，并当每次经过了第一周期时向主驱动脉冲发生器105输出脉冲下降控制信号。
此外，在将脉冲下降计数器103的周期设定为第一周期的同时，控制器104向主驱动脉冲发生器105输出主驱动脉冲控制信号，以利用具有最大能量的主驱动脉冲P1max对步进电机108进行旋转驱动(步骤S803)。响应于主驱动脉冲信号，主驱动脉冲发生器105向电机驱动器107输出具有最大能量的主驱动脉冲P1max。电机驱动器107利用主驱动脉冲P1max来驱动步进电机108。旋转驱动步进电机108被主驱动脉冲P1max旋转驱动而将显示部111驱动。这样，如果步进电机108成功地运行起来，则步进电机108由具有最大能量的主驱动脉冲P1max驱动而可靠地旋转，于是能够使显示部111通过表针准确地显示当前时间等。
当旋转检测器109检测到超过基准阈值电压Vcomp的检测信号时，旋转检测器109向控制器104输出检测信号。
如果控制器104判定为在第一检测区间T1、第二检测区间T2和第三检测区间T3中的任何区间内均未检测到从旋转检测器109接收的检测信号，即，电机未在旋转(步骤S804)，则控制器104向校正驱动脉冲发生器106输出校正驱动脉冲控制信号，以控制该校正驱动脉冲发生器106输出校正驱动脉冲P2(步骤S805)。
响应于该控制信号，校正驱动脉冲发生器106向电机驱动器107输出校正驱动脉冲P2。
电机驱动器107利用校正驱动脉冲P2来旋转驱动步进电机108。步进电机108被校正驱动脉冲P2旋转驱动而将显示部111驱动。这样，步进电机108进行旋转，且显示部111通过表针进行当前时间的显示等。
同时，控制器104向主驱动脉冲发生器105输出脉冲上升控制信号，以控制该主驱动脉冲发生器105对主驱动脉冲P1实施等级上升而是其上升一个等级(步骤S806)。然而，在这种情况下，由于主驱动脉冲P1被设定为具有最大能量的P1max，因此不会执行脉冲上升。在正常状态下，只要由具有最大能量的P1max进行驱动，则电机肯定被设定为旋转。因此，在步骤S804中通常判定为电机正在旋转。
接着，控制器104将脉冲下降计数器103的周期改变为比第一周期长的第二周期(例如80秒)(步骤S807)。因此，脉冲下降计数器103每当经过了第二周期时均向主驱动脉冲发生器105输出脉冲下降控制信号，然后，主驱动脉冲发生器105利用等级下降后的主驱动脉冲P1来驱动电机。
在步骤S807中将脉冲下降计数器103的周期设定为80秒之后，当脉冲下降计数器103的计数值到达作为设定值的80秒时，脉冲下降计数器103向主驱动脉冲发生器105输出脉冲下降控制信号，使得对主驱动脉冲P1实施使其下降一个等级的等级下降(步骤S808和S809)。在步骤S808中，如果脉冲下降计数器103的计数值不等于设定值，则控制器104不对主驱动脉冲P1实施脉冲下降。
在步骤S804中，如果控制器104判定为电机正在旋转(在图7的示例中，在第二检测区间T2或第三检测区间T3中的一个区间内检测到检测信号)，则处理跳至S808。
此外，在步骤S801中，如果控制器104判定为未对驱动进行初始化，则处理跳至S803，并从步骤S803起如上所述地进行处理。
如上所述，在本实施方式中，在对驱动进行初始化时，控制器104控制主驱动脉冲发生器105，以利用具有最大能量的主驱动脉冲P1max来驱动步进电机108，而且控制器104将从脉冲下降计数器103输出脉冲下降控制信号的周期设定为比用于正常驱动的第二周期短的第一周期，并且，当旋转检测器109检测到电机正在旋转时，控制器104按照比第二周期短的第一周期对主驱动脉冲P1实施脉冲下降，直到主驱动脉冲P1被脉冲下降至具有预定能量的脉冲为止(利用上述预定能量能够对步进电机108进行稳定的旋转驱动)。因此，当对驱动进行初始化时，能够从具有用于可靠地驱动步进电机旋转的足够能量的主驱动脉冲P1开始，并且能够在短时间内将主驱动脉冲P1变为具有更小能量的脉冲，由此能够降低功耗。此外，能够在短时间内测量出消耗电流。
在本实施方式中，以通过接通电源来执行初始化作为示例。不过，也可以通过拔出表冠来执行初始化(例如调时间)。在这种情况下，响应于拔出表冠的操作，输入电路110向控制器104输出表示拔出操作的拔出操作信号，响应于该拔出操作信号，控制器104将脉冲下降计数器103的周期改变为第一周期。
图9是示出了根据本发明的另一实施方式的步进电机控制器和模拟电子表的操作的流程图，特别示出了对脉冲下降计数器103进行控制的操作。在该另一实施方式中，基于是在检测区间T1～T3中的哪个区间内检测到基准阈值电压Vcomp，来改变脉冲下降计数器103的周期。
除图8与图9之间的处理流程的区别之外，该另一实施方式与上一实施方式均相同。现在，参照图1～7和图9来说明该另一实施方式的操作。
在图9中，当通过将电池112更换为新电池来进行初始化时，模拟电子表的整体被接通电源，部件101～111开始运行。然后，与上一实施方式类似地执行步骤S801～803，其中，将脉冲下降计数器103的周期设定为第一周期(例如10秒)，利用具有最大能量的主驱动脉冲P1max对步进电机108进行旋转驱动。
当旋转检测器109检测到超过基准阈值电压Vcomp的检测信号时，旋转检测器109向控制器104输出检测信号。
如果控制器104判定为在第一检测区间T1中未检测到从旋转检测器109接收的检测信号(步骤S901)，则控制器104判定是否在第二检测区间T2中检测到检测信号(步骤S902)。
如果控制器104在步骤S902中判定为在第二检测区间T2中未检测到检测信号，则控制器104控制校正驱动脉冲发生器106以利用校正驱动脉冲P2来驱动电机(步骤S903)，然后控制主驱动脉冲发生器105，对主驱动脉冲P1实施脉冲上升而使其上升一个等级(步骤S904)。然而，在这种情况下，由于主驱动脉冲P1被设定为具有最大能量的P1max，因此不会执行脉冲上升。响应于来自控制器104的控制，校正驱动脉冲发生器106利用校正驱动脉冲P2，经由电机驱动器107对步进电机108进行驱动。
接着，控制器104将脉冲下降计数器103的周期设定为比第一周期长的用于正常驱动的第二周期(例如80秒)(步骤S905)。
然后，当脉冲下降计数器103的计数值到达作为设定值的80秒时，脉冲下降计数器103向主驱动脉冲发生器105输出脉冲下降控制信号，以对主驱动脉冲P1实施等级下降而使其下降一个等级(步骤S906和S907)。在下一次驱动中，响应于该脉冲下降控制信号，主驱动脉冲发生器105对主驱动脉冲P1实施脉冲下降而使其下降一个等级，并利用脉冲下降后的主驱动脉冲P1，经由电机驱动器107来驱动电机108。
在步骤S902中，如果控制器104判定为在第二检测区间T2中检测到检测信号，则处理跳至步骤S906。
在步骤S901中，如果控制器104判定为在第一检测区间T1中检测到检测信号，则控制器104将脉冲下降计数器103的周期设定为第二周期(例如80秒)(步骤S908)，然后处理转移到步骤S902。
如上所述，根据该另一实施方式的步进电机控制器将旋转检测期间分成紧接在利用主驱动脉冲P1进行驱动之后的第一检测区间、第一检测区间之后的第二检测区间以及第二检测时段之后的第三检测区间，然后，当对驱动进行初始化时，基于是在检测区间T1～T3中的哪个区间内检测到超过基准阈值电压Vcomp的检测信号来改变脉冲下降计数器103的周期。
例如，如果第一检测区间的检测结果为“1”，则控制器104将脉冲下降计数器103的脉冲下降周期从第一周期改变为第二周期。如果第一和第二检测区间的检测结果均为“0”，则控制器104将脉冲下降计数器103的脉冲下降周期从第一周期改变为第二周期。
因此，当对驱动进行初始化时，能够可靠地驱动步进电机108旋转，并且能够在短时间内将主驱动脉冲变为具有更小能量的脉冲，由此能够降低功耗。此外，能够在短时间内测量出消耗电流。
而且，在该另一实施方式中，可以通过拔出表冠来执行初始化(例如调时间)。
而且，根据上述各实施方式，当对驱动进行初始化时，均能够可靠地驱动步进电机108旋转，并且能够在短时间内将主驱动脉冲变为具有更小能量的脉冲，由此能够构造出能降低功耗的模拟电子表。此外，能够在短时间内测量出消耗电流。
此外，在上述各实施方式中，是通过改变脉冲宽度来改变各主驱动脉冲的能量。不过，也可以通过改变脉冲电压等来改变驱动能量。
此外，除表针之外，上述各实施方式还可应用于对日历等进行驱动的步进电机。
此外，在上述各实施方式中，将电子表作为步进电机的一个应用示例进行了说明。不过，该步进电机可广泛应用于使用电机的电子设备。
根据本发明的步进电机控制器可应用于使用步进电机的各种电子设备。
本发明的电子表可应用于各种模拟电子表中，包括具有各种日历功能的模拟电子表，例如具有日历功能的模拟电子手表以及具有日历功能的模拟电子钟表。

Claims (20)

1.一种步进电机控制器，该步进电机控制器包括：
脉冲下降计数器，其以第一周期或比所述第一周期长的第二周期输出脉冲下降控制信号，该脉冲下降控制信号用于对主驱动脉冲实施脉冲下降控制；
驱动脉冲发生器，其输出与脉冲控制信号对应的主驱动脉冲或校正驱动脉冲，并且，响应于所述脉冲下降控制信号，对所述主驱动脉冲实施脉冲下降并输出；
电机驱动器，其响应于来自所述驱动脉冲发生器的驱动脉冲，对步进电机进行旋转驱动；
旋转检测器，其检测在旋转检测期间中由于所述步进电机的旋转而产生的检测信号是否超过基准阈值电压；以及
控制器，其基于来自所述旋转检测器的检测结果，输出用于控制所述驱动脉冲发生器的所述脉冲控制信号，使得利用多个主驱动脉冲中的一个主驱动脉冲或校正驱动脉冲来驱动所述步进电机，所述多个主驱动脉冲的能量彼此不同，所述校正驱动脉冲的能量大于所述多个主驱动脉冲中任意主驱动脉冲的能量，
其中，当对驱动进行初始化时，所述控制器将所述主驱动脉冲设定为具有最大能量的主驱动脉冲并将所述脉冲下降计数器的脉冲下降控制信号的产生周期设定为所述第一周期，由此来驱动所述步进电机，并且，当对所述主驱动脉冲实施脉冲下降而使其具有预定能量时，所述控制器将所述脉冲下降计数器的脉冲下降控制信号的产生周期改变为所述第二周期。
2.根据权利要求1所述的步进电机控制器，其中，
所述旋转检测期间被分成紧接在利用所述主驱动脉冲进行的驱动之后的第一检测区间、所述第一检测区间之后的第二检测区间以及所述第二检测区间之后的第三检测区间，
并且，当所述旋转检测器在所述第一检测区间中检测到超过所述基准阈值电压的检测信号时，所述控制器将所述脉冲下降计数器的脉冲下降周期改变为所述第二周期。
3.根据权利要求1所述的步进电机控制器，其中，
所述旋转检测期间被分成紧接在利用所述主驱动脉冲进行的驱动之后的第一检测区间、所述第一检测区间之后的第二检测区间以及所述第二检测区间之后的第三检测区间，
并且，当所述旋转检测器在所述第一和第二检测区间中均未检测到超过所述基准阈值电压的检测信号时，所述控制器将所述脉冲下降计数器的脉冲下降周期改变为所述第二周期。
4.根据权利要求2所述的步进电机控制器，其中
所述旋转检测期间被分成紧接在利用所述主驱动脉冲进行的驱动之后的第一检测区间、所述第一检测区间之后的第二检测区间以及所述第二检测区间之后的第三检测区间，
并且，当所述旋转检测器在所述第一和第二检测区间中均未检测到超过所述基准阈值电压的检测信号时，所述控制器将所述脉冲下降计数器的脉冲下降周期改变为所述第二周期。
5.根据权利要求1所述的步进电机控制器，该步进电机控制器还包括电池，该电池用于向各部件提供驱动电力，其中，
通过更换所述电池来对所述驱动进行初始化。
6.根据权利要求2所述的步进电机控制器，该步进电机控制器还包括电池，该电池用于向各部件提供驱动电力，其中，
通过更换所述电池来对所述驱动进行初始化。
7.根据权利要求3所述的步进电机控制器，该步进电机控制器还包括电池，该电池用于向各部件提供驱动电力，其中，
通过更换所述电池来对所述驱动进行初始化。
8.根据权利要求4所述的步进电机控制器，该步进电机控制器还包括电池，该电池用于向各部件提供驱动电力，其中，
通过更换所述电池来对所述驱动进行初始化。
9.一种模拟电子表，该模拟电子表包括：步进电机，其对表针进行旋转驱动；以及步进电机控制器，其控制所述步进电机，
其中，使用权利要求1所述的步进电机控制器作为所述步进电机控制器。
10.一种模拟电子表，该模拟电子表包括：步进电机，其对表针进行旋转驱动；以及步进电机控制器，其控制所述步进电机，
其中，使用权利要求2所述的步进电机控制器作为所述步进电机控制器。
11.一种模拟电子表，该模拟电子表包括：步进电机，其对表针进行旋转驱动；以及步进电机控制器，其控制所述步进电机，
其中，使用权利要求3所述的步进电机控制器作为所述步进电机控制器。
12.一种模拟电子表，该模拟电子表包括：步进电机，其对表针进行旋转驱动；以及步进电机控制器，其控制所述步进电机，
其中，使用权利要求4所述的步进电机控制器作为所述步进电机控制器。
13.一种模拟电子表，该模拟电子表包括：步进电机，其对表针进行旋转驱动；以及步进电机控制器，其控制所述步进电机，
其中，使用权利要求5所述的步进电机控制器作为所述步进电机控制器。
14.一种模拟电子表，该模拟电子表包括：步进电机，其对表针进行旋转驱动；以及步进电机控制器，其控制所述步进电机，
其中，使用权利要求6所述的步进电机控制器作为所述步进电机控制器。
15.一种模拟电子表，该模拟电子表包括：步进电机，其对表针进行旋转驱动；以及步进电机控制器，其控制所述步进电机，
其中，使用权利要求7所述的步进电机控制器作为所述步进电机控制器。
16.一种模拟电子表，该模拟电子表包括：步进电机，其对表针进行旋转驱动；以及步进电机控制器，其控制所述步进电机，
其中，使用权利要求8所述的步进电机控制器作为所述步进电机控制器。
17.根据权利要求9所述的模拟电子表，该模拟电子表还包括表冠，其中，通过拔出所述表冠来对所述驱动进行初始化。
18.根据权利要求10所述的模拟电子表，该模拟电子表还包括表冠，其中，通过拔出所述表冠来对所述驱动进行初始化。
19.根据权利要求11所述的模拟电子表，该模拟电子表还包括表冠，其中，通过拔出所述表冠来对所述驱动进行初始化。
20.根据权利要求12所述的模拟电子表，该模拟电子表还包括表冠，其中，通过拔出所述表冠来对所述驱动进行初始化。
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