发明内容
本发明要解决的技术问题在于,克服现有技术的上述缺陷,提供一种手表及其时间同步方法,具有传统手表的外观、指针以及智能化拓展功能,能实现传统手表指针计时和智能化信息显示及时间显示,指针指示时间与屏幕显示时间同步,并能通过授时校准的方式消除两者的显示误差,解决了双显手表屏幕显示时间和指针指示时间不同步的问题,实现手表准确计时,避免给使用者判读时间造成困扰。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种手表,包括:机芯、指针和电子时钟单元;
所述电子时钟单元包括:
显示屏,用于显示所述手表的各种信息,包括所述电子时钟单元的时间信息;
驱动模块,用于向所述机芯提供驱动信号以控制所述机芯带动所述指针旋转以及控制所述机芯带动所述指针进行指针指示时间的校准(驱动模块除了进行指针指示时间的校准外,正常的指针走时也是通过提高驱动信号);
控制器,用于获取正常使用时所述指针位置的数据,将所述指针位置的数据与所述电子时钟单元的时间数据进行比较,并根据比较结果发送脉冲信号控制所述驱动模块发送驱动信号;
位置记忆电路,用于记忆关机时刻的所述指针位置的数据并在开机时刻将所述指针位置的数据发送至所述控制器;
设置模块,用于手动或自动设置所述电子时钟单元的时间。
优选地,所述手表还包括:
位置反馈模块,用于将所述指针的位置生成反馈信号,并将反馈信号发送至所述控制器。
优选地,所述控制器包括:
实时时钟模块,用于将实时时钟模块内部的时间发送至所述显示屏进行显示,且所述实时时钟模块内部的时间通过所述设置模块设置。
优选地,所述控制器还包括:
脉冲计数模块,用于计算驱动所述指针转动的脉冲信号个数,并将所述脉冲信号个数发送至所述控制器。
优选地,所述机芯包括:
动力装置,用于根据接收到的所述驱动信号为所述指针的转动和校准提供动力。
优选地,所述设置模块包括:
按键输入模块,用于手动设置所述电子时钟单元的时间;
无线通信模块,用于将外部标准时间设置为所述电子时钟单元的时间。
本发明还提供了一种手表时间同步方法,采用所述的手表;
包括步骤:
S1、手动或自动设置所述电子时钟单元的时间;
S2、所述控制器获取正常使用时所述指针位置的数据或者在开机时刻获取关机时刻所述位置记忆电路记忆的所述指针位置的数据,将所述指针位置的数据与所述电子时钟单元的时间数据进行比较,并根据比较结果控制所述驱动模块发送驱动信号;
S3、驱动模块向所述机芯提供驱动信号以控制所述机芯带动所述指针旋转从而进行所述指针指示时间的校准;
优选地,所述步骤S2包括步骤:
S21、将电子时钟单元的时间的数据C’与指针位置的数据C换算成同一类型数据;
S22、判断所述C’与所述C之间的相互关系是否符合关系式|C-C′|>n,其中n为预设阈值;若不符合所述关系式,则采用走时方式进行追踪校准,若符合所述关系式,则进入步骤S23;
S23、判断所述C是否大于所述C’;若是,则采用反向追时方式进行追踪校准,若否,则采用正向追时方式进行追踪校准;
S24、判断校准后所述C’与所述C是否相等;若是则结束校对,若否则转入步骤S21。
优选地,所述步骤S21包括步骤:
所述手表开机时,获取上次关机时刻所述指针位置对应的所述脉冲计数器记录的脉冲信号个数,并将获取的所述电子时钟单元的时间的数据换算成对应的指针位置的预期目标脉冲信号个数;
所述手表正常使用时,获取所述指针到达当前位置产生的脉冲信号个数,并将获取所述电子时钟单元的时间的数据换算成时分脉冲信号个数。
优选地,所述步骤S21还包括步骤:
所述指针对应脉冲信号个数清零时,将获取所述电子时钟单元的时间的数据换算成时分脉冲信号个数。
实施本发明具有以下有益效果:具有传统手表的外观、指针以及化拓展功能,能实现传统手表指针计时和化信息显示及屏幕时间显示,指针显示时间与屏幕显示同步,并能通过授时校准的方式消除两者的显示误差,解决了双显手表屏幕显示时间和指针指示时间不同步的问题,实现手表准确计时,避免给使用者判读时间造成困扰。
具体实施方式
本发明针对现有技术中传统手表指针的指示时间和屏幕显示的时间不同步的现象,影响使用者正确地判读时间的问题,提供了一种手表及其时间同步方法;具有传统手表的外观、指针以及智能化拓展功能,能实现传统手表指针计时和智能化信息显示及屏幕时间显示,指针显示时间与屏幕显示同步,并能通过授时校准的方式消除两者的显示误差,解决了双显手表屏幕显示时间和指针指示时间不同步的问题,实现手表准确计时,避免给使用者判读时间造成困扰。
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
图1是本发明手表第一实施例的结构框架图;如图1所示,本实施例中,手表包括机芯、指针和电子时钟单元;电子时钟单元包括:显示屏,电连接于控制器,用于显示手表的各种信息,包括所述电子时钟单元的时间信息。驱动模块,分别电连接于控制器和机芯,用于向机芯提供驱动信号以控制机芯带动指针旋转以及控制所述机芯带动所述指针进行指针指示时间的校准。控制器,用于获取正常使用时指针位置的数据,将指针位置的数据与电子时钟单元的时间数据进行比较,并根据比较结果发送脉冲信号控制驱动模块发送驱动信号。位置记忆电路,电连接于控制器,用于记忆关机时刻的指针位置的数据并在开机时刻将指针位置的数据发送至控制器。设置模块,电连接于控制器,用于手动或自动设置电子时钟单元的时间。位置反馈模块,分别电连接于控制器和机芯,用于将指针的位置生成反馈信号,并将反馈信号发送至控制器。控制器包括实时时钟模块和脉冲计数模块,实时时钟模块,用于将实时时钟模块内部的时间发送至显示屏进行显示,且实时时钟模块内部的时间通过设置模块设置;脉冲计数模块,用于计算驱动指针转动的脉冲信号个数,并将脉冲信号个数发送至控制器。机芯包括:动力装置,用于根据接收到的驱动信号为指针的转动和校准提供动力。设置模块包括:按键输入模块,用于手动设置电子时钟单元的时间;无线通信模块,用于将外部标准时间设置为电子时钟单元的时间。
本实施例中,可通过位置反馈模块和控制器内部的脉冲计数模块识别指针的位置,当指针指示时间与控制器时间产生误差时,可实现自动跟踪同步,同时可接收授时信号,对控制器所记录的时间及指针指示时间进行同步校准。位置反馈模块与控制器电联,当时分秒3针均位于12点时,位置反馈模块将输出能被控制器识别的反馈信号。时分秒针在其他位置时,位置反馈模块无有效信号输出。本实施例中,机芯为石英机芯,机芯中时分秒3针联动,由动力装置驱动。控制器内部有脉冲计数模块,脉冲计数模块的计数值为C,用于计算动力装置获得的脉冲信号个数,动力装置正转一步时C增加1,动力装置反转一步时C减少1,接收到位置反馈模块的有效位置反馈信号时C清零。控制器从上一次获得置反馈模块给出有效位置反馈信号开始到下一次获得该反馈信号为止,脉冲计数模块C的计数为N,N由动力装置和传动轮系共同决定。例如:当前时间是当前时间04点55分25秒,则脉冲计数模块C值由以下公式得到:
C=N*(4*3600+55*60+25)/12*3600
脉冲计数模块的计数过程由3个量决定,分别是脉冲Puls,方向Dir和复位Reset,当检测到脉冲信号时,只要Reset不为0,则计数值C会根据方向Dir增加1或者减少1,在上限或者下限会自动跳转;当Reset为0时,计数值C清零。
控制器还为驱动模块提供驱动信号,正常走时,动力装置M的驱动信号频率为f1,当显示屏显示时间与指针指示时间有误差时,控制器快速驱动动力装置使指针指示时间与显示屏显示时间同步,同步过程中动力装置的驱动信号频率为f11。
控制器内部还有实时时钟模块,实时时钟模块内部时间即为显示屏显示时间,实时时钟模块时间可被按键输入模块手动校准,或者被无线通信模块自动校准。在电子时钟单元与指针每次同步时,都是以实时时钟模块的时间为基准。
位置记忆电路与控制器电联,用于电池电量低自动关机或者手动关机前保存脉冲计数模块的C值,在下次开机时控制器读取保存的数值从而确定指针的位置。
图2是本发明手表第二实施例的结构框架图。如图2所示,本实施例中,手表包括机芯、指针和电子时钟单元;电子时钟单元包括:显示屏,电连接于控制器,用于显示手表的各种信息,包括所述电子时钟单元的时间信息。驱动模块,分别电连接于控制器和机芯,用于向机芯提供驱动信号以控制机芯带动指针旋转以及控制所述机芯带动所述指针进行指针指示时间的校准。控制器,用于获取正常使用时指针位置的数据,将指针位置的数据与电子时钟单元的时间数据进行比较,并根据比较结果发送脉冲信号控制驱动模块发送驱动信号。位置记忆电路,电连接于控制器,用于记忆关机时刻的指针位置的数据并在开机时刻将指针位置的数据发送至控制器。设置模块,电连接于控制器,用于手动或自动设置电子时钟单元的时间。控制器包括实时时钟模块和脉冲计数模块,实时时钟模块,用于将实时时钟模块内部的时间发送至显示屏进行显示,且实时时钟模块内部的时间通过设置模块设置;脉冲计数模块,用于计算驱动指针转动的脉冲信号个数,并将脉冲信号个数发送至控制器。机芯包括:动力装置,用于根据接收到的驱动信号为指针的转动和校准提供动力。设置模块包括:按键输入模块,用于手动设置电子时钟单元的时间;无线通信模块,用于将外部标准时间设置为电子时钟单元的时间。
本实施例中没有位置反馈模块。可通过控制器内部的脉冲计数模块的计数C来计算指针的指示时间,当指针指示时间与控制器时间产生误差时,可实现自动跟踪同步;同时可接收授时信号,对控制器所记录的时间及指针指示时间进行同步校准。
本实施例中,机芯为石英机芯,机芯中时分秒3针联动,由动力装置驱动。控制器内部有脉冲计数模块,脉冲计数模块的计数值为C,用于计算动力装置获得的脉冲信号个数,动力装置正转一步时C增加1,动力装置反转一步时C减少1。C的最大计数值为N,N由动力装置和传动轮系共同决定。出厂时,时分秒针均被按照在12点位置,脉冲计时器8的计数C等于0,经过运行当指针再次指向12:00:00时,脉冲计时器8的计数C达到最大值N,并自动清0。
控制器还为驱动模块提供驱动信号,正常走时,M的驱动信号频率为f1,当显示屏显示时间与指针指示时间有误差时,控制器快速驱动动力装置使指针指示时间与显示屏显示时间同步,同步过程中动力装置的驱动信号频率为f11。
控制器内部还有实时时钟模块,实时时钟模块内部时间即为显示屏显示时间,实时时钟模块时间可被按键输入模块手动校准,或者被无线通信模块自动校准。在电子时钟单元与指针每次同步时,都是以实时时钟模块的时间为基准。
位置记忆电路与控制器电联,用于电池电量低自动关机或者手动关机前保存脉冲计数模块的C值,在下次开机时控制器读取保存的数值从而确定指针的位置。
图3是本发明手表第三实施例的结构框架图。如图3所示,本实施例中,手表包括机芯、指针和电子时钟单元;电子时钟单元包括:显示屏,电连接于控制器,用于显示手表的各种信息,包括所述电子时钟单元的时间信息。驱动模块,分别电连接于控制器和机芯,用于向机芯提供驱动信号以控制机芯带动指针旋转以及控制所述机芯带动所述指针进行指针指示时间的校准。本实施例中,驱动模块包括第一驱动电路和第二驱动电路。控制器,用于获取正常使用时指针位置的数据,将指针位置的数据与电子时钟单元的时间数据进行比较,并根据比较结果发送脉冲信号控制驱动模块发送驱动信号。位置记忆电路,电连接于控制器,用于记忆关机时刻的指针位置的数据并在开机时刻将指针位置的数据发送至控制器。设置模块,电连接于控制器,用于手动或自动设置电子时钟单元的时间。位置反馈模块,分别电连接于控制器和机芯,用于将指针的位置生成反馈信号,并将反馈信号发送至控制器。控制器包括实时时钟模块和脉冲计数模块,实时时钟模块,用于将实时时钟模块内部的时间发送至显示屏进行显示,且实时时钟模块内部的时间通过设置模块设置;脉冲计数模块,用于计算驱动指针转动的脉冲信号个数,并将脉冲信号个数发送至控制器;本实施例中,脉冲计数模块包括第一脉冲计数器和第二脉冲计数器;第一脉冲计数器和第二脉冲计数器均为晶振。机芯包括:动力装置,用于根据接收到的驱动信号为指针的转动和校准提供动力。本实施例中,动力装置包括第一步进电机和第二步进电机,第一驱动电路用于驱动第一步进电机,第二驱动电路用于驱动第二步进电机;第一脉冲计数器和第二脉冲计数器分别记录第一步进电机和第二步进电机的脉冲信号个数。设置模块包括:按键输入模块,用于手动设置电子时钟单元的时间;无线通信模块,用于将外部标准时间设置为电子时钟单元的时间。
本实施例中,可通过位置反馈模块和控制器内部的脉冲计数模块识别手表指针的位置。第一脉冲计数器和第二脉冲计数器分别计算手表时分针和秒针的指示时间,当指针指示时间与控制器时间产生误差时,可实现自动跟踪同步;同时可接收授时信号,对控制器所记录的时间及指针指示时间进行同步校准。
所述的石英机芯由动力装置和轮系组成,动力装置包括第一步进电机和第二步进电机,联动的分针和时针由第一步进电机M1驱动,秒针由第二步进电机M2驱动。
位置反馈模块包括时分针位置反馈模块和秒针位置反馈模块,时分针均位于12点整时,时分针位置反馈模块反馈时分针位置信号,在其他位置时无反馈信号,秒针位于12点位置时,秒针位置反馈模块反馈秒针位置信号,在其他位置时无反馈信号。
位置反馈模块和控制器电联,当分针位置反馈模块给出时分针位置反馈信号或秒针位置反馈模块给出秒针位置反馈信号时,控制器能够识别位置反馈信号从而确定时分针或秒针的位置。
所述的控制器内部有第一脉冲计数器,第一脉冲计数器的计数为C1,用于计算当前第一步进电机M1获得的脉冲信号个数,第一步进电机M1正转一步时C1增加1,第一步进电机M1反转一步时C1减少1,接收到时分针位置反馈信号时C1清零。所述的控制器内部还有第二冲计数器,第二脉冲计数器的计数为C2,用于计算当前第二步进电机M2获得的脉冲信号个数,第二步进电机M2正转时C2增加1,第二步进电机M2反转时C2减少1,接收到秒位置反馈信号时C2清零。
控制器从上一次获得时分针位置反馈模块给出时分针位置反馈信号开始到下一次获得该反馈信号为止,C1的计数为N1,控制器从上一次获得秒针位置反馈模块给出秒针位置反馈信号开始到下一次获得该位置反馈信号为止,C2的计数为N2,N1和N2的数值由动力装置和传动轮系共同决定。
例:如果当前时间4点55分25秒,如果时分针和秒针都与屏幕显示时间保持同步则
C1=N1/720*(4*60+55)
C2=N2/60*25
所述的控制器还为驱动模块提供驱动信号,正常走时,M1的驱动信号频率为f1,M2的驱动频率为f2,当显示屏显示时间与指针指示时间有误差时,控制器快速驱动M1和M2使指针指示时间与屏幕显示时间同步,同步过程中M1的驱动信号频率为f11,M2的驱动频率为f22。
控制器内部还有实时时钟模块,实时时钟模块内部时间即为显示屏显示时间,实时时钟模块时间可被按键输入模块手动校准,或者被无线通信模块自动校准。在电子时钟单元与指针每次同步时,都是以实时时钟模块的时间为基准。
位置记忆电路与控制器电联,用于电池电量低自动关机或者手动关机前保存第一脉冲计数器C1和第二脉冲计数器C2的数值,在下次开机时控制器读取保存的数值从而确定指针的位置。
图4是本发明手表时间同步方法第一实施例的方法流程框架图。如图4所示,本实施例提供一种手表时间同步方法,采用上述的手表,包括步骤:
S1、手动或自动设置所述电子时钟单元的时间;
S2、所述控制器获取正常使用时所述指针位置的数据或者在开机时刻获取关机时刻所述位置记忆电路记忆的所述指针位置的数据,将所述指针位置的数据与所述电子时钟单元的时间数据进行比较,并根据比较结果控制所述驱动模块发送驱动信号;
S3、驱动模块向所述机芯提供驱动信号以控制所述机芯带动所述指针旋转从而进行所述指针指示时间的校准;
进一步地,步骤S2包括步骤:
S21、将电子时钟单元的时间C’与指针位置C换算成同一类型数据;
一种情况是当所述手表开机时,获取上次关机时刻所述指针位置对应的脉冲计数器记录的脉冲信号个数C,并将获取的所述电子时钟单元的时间C’换算成对应的指针位置的预期目标脉冲信号个数C’;
一种情况是当所述手表正常使用时,获取所述指针到达当前位置时控制器产生的脉冲信号个数C,并将获取所述电子时钟单元的时间C’换算成时分脉冲信号个数C’。
还有一种情况是所述手表指针对应脉冲信号个数清零时,即认定C为0,将获取所述电子时钟单元的时间C’换算成时分脉冲信号个数C’。
判断所述C’与所述C之间的相互关系是否符合关系式|C-C′|>n,其中n为预设阈值;若不符合所述关系式,则采用走时方式进行追踪校准,若符合所述关系式,则进入步骤S23;
S23、判断所述C是否大于所述C’;若是,则采用反向追时方式进行追踪校准,若否,则采用正向追时方式进行追踪校准;
S24、判断校准后所述C’与所述C是否相等;若是则转入步骤S3,若否则转入步骤S21。
手表每次开机时都选读取位置记忆电路内部保存的上次关机时刻的C从而获得当前的指针位置,然后将控制器内部的实时时钟模块的时间换算成对应的指针位置C’,如果C和C’的误差ΔN大于阈值n,则控制器将对应的走时驱动信号切换成频率更高的同步追时驱动信号,直到C与实时时钟单元的时间换算的脉冲信号个数C’的误差在预设的范围内。
在其他任意时刻,当控制器内部的实时时钟模块经过手动设置或无线接收模块的自动设置发生改变时,控制器会读取脉冲计数器的数据C,控制器读取实时时钟单元的时间转换成12小时制,再换算成时分脉冲信号个数C’,如果C和C’的误差ΔN大于阈值n,则控制器将驱动信号转换成频率更高的同步追时驱动信号,直到C与实时时钟单元的时间换算的脉冲信号个数C’的误差在预设的范围内。
当控制器接收到来自位置反馈模块的有效反馈信号时,判定此时指针指示的时间是12点整,脉冲计数器的数值C将被清零,如果此时内部时钟时钟的经过换算得到C’与0的误差ΔN超过n,也会启动上述的跟踪校准流程。
图5是本发明手表时间同步方法第二实施例的方法流程框架图。如图5所示,本实施例提供一种手表时间同步方法,采用上述的手表,包括步骤:
S1、手动或自动设置所述电子时钟单元的时间;
S2、所述控制器获取正常使用时所述指针位置的数据或者在开机时刻获取关机时刻所述位置记忆电路记忆的所述指针位置的数据,将所述指针位置的数据与所述电子时钟单元的时间数据进行比较,并根据比较结果控制所述驱动模块发送驱动信号;
S3、驱动模块向所述机芯提供驱动信号以控制所述机芯带动所述指针旋转从而进行所述指针指示时间的校准;
进一步地,步骤S2包括步骤:
S21、将电子时钟单元的时间C’与指针位置C换算成同一类型数据,其中C’包括时钟分钟的数据C1’和秒钟的数据C2’;C包括时针分针的数据C1和秒钟的数据C2;
一种情况是当所述手表开机时,获取上次关机时刻所述指针位置对应的脉冲计数器记录的脉冲信号个数C,并将获取的所述电子时钟单元的时间C’换算成对应的指针位置的预期目标脉冲信号个数C’;
一种情况是当所述手表正常使用时,获取所述指针到达当前位置时控制器产生的脉冲信号个数C,并将获取所述电子时钟单元的时间C’换算成时分脉冲信号个数C’。
还有一种情况是所述手表指针对应脉冲信号个数清零时,即认定C为0,将获取所述电子时钟单元的时间C’换算成时分脉冲信号个数C’。
S22、判断所述C1’与所述C1之间的相互关系是否符合关系式;若不符合所述关系式,则采用走时方式进行追踪校准,若符合所述关系式,则进入步骤S23;
S23、判断所述C1是否大于所述C1’;若是,则采用反向追时方式进行追踪校准,若否,则采用反向追时方式进行追踪校准;
S24、判断校准后所述C1’与所述C1是否相等;若是则转入步骤S22’,若否则转入步骤S21。
S22’、判断所述C2’与所述C2之间的相互关系是否符合关系式;若不符合所述关系式,则采用走时方式进行追踪校准,若符合所述关系式,则进入步骤S23’;
S23’、判断所述C2是否大于所述C2’;若是,则采用反向追时方式进行追踪校准,若否则采用正向追时方式进行追踪校准;
S24’、判断校准后所述C2’与所述C2是否相等;若是则转入步骤S3,若否则转入步骤S21’。
本实施例中,手表每次开机时都选读取位置记忆电路内部保存的上次关机时刻的C1和C2,从而获得当前的指针位置,然后将手表控制器SWC内部的实时时钟模块的时间换算成对应的指针位置C1’和C2’,如果C1和C1’的误差ΔN1大于第一预设阈值n1,或者C2和C2’的误差ΔN2大于第二预设阈值n2,则控制器将对应的走时驱动信号切换成频率更高的同步追时驱动信号,直到C1和C2与实时时钟模块的时间换算的脉冲信号个数的误差在预设的范围内。
在其他任意时刻,当控制器内部的实时时钟模块经过手动设置或无线接收模块的自动设置发生改变时,控制器会读取第一脉冲计数器的数据C1和第二脉冲计数器的数据C2,控制器1读取实时时钟模块的时间转换成12小时制,再分别换算成时分脉冲信号个数C1’和秒脉冲信号个数C2’,如果C1和C1’的误差ΔN1大于第一预设阈值n1,或者C2和C2’的误差ΔN2大于第二预设阈值n2,则控制器将驱动信号转换成频率更高的同步追时驱动信号,直到C1和C2与实时时钟单元的时间换算的脉冲信号个数误差在预设的范围内。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。