CN203191707U - 一种电子计时仪器 - Google Patents

Abstract

一种电子计时仪器，包括MCU、石英晶体、时间显示机构、温度测试电路、防掉电电源系统；石英晶体与MCU电连接，温度测试电路与MCU相连，时间显示机构与MCU相连；MCU包括时钟系统、预校准信号输入端、温度补偿参数存储单元、时间信息存储单元、老化补偿参数存储单元。该电子计时仪器利用外部信号源预先设置好标准的内部时间，再依据合理的方法计算出时差补偿的各个参数，及时补偿时差；其MCU输出驱动信号带动时间显示机构自动显示校准过的内部时间。在任何地方都能自动设置时间并保证所显示时间的准确性。

Description

一种电子计时仪器

技术领域

本发明涉及一种电子计时仪器，特指一种自动设置时间和自动校准时间的电子计时仪器。 

背景技术

电子计时仪器的走时精度主要取决于石英晶体，石英晶体因为制造工艺原因，个体之间会存在不同的频率偏移；同时在不同的温度环境里，也会有不同的频率偏移；使用过程中石英晶体老化也会导致频率偏移，这些频率偏移都会给电子计时仪器带来时差。现在有一种的电子计时仪器—电波钟表，其结构如图1所示：其包括：MCU(1)、石英晶体(2)、时间显示机构(3)，MCU(1)内部包含时钟系统(1-1)、时间信息存储单元(1-2)、指针位置信息存储单元(1-3)；石英晶体(2)与MCU(1)电连接；时间显示机构(3)与MCU(1)相连；时间显示机构(3)包括步进马达(3-1)、指针机构(3-2)、数字显示机构(3-3)；步进马达(3-1)与MCU(1)相连同时还与指针机构(3-2)相连；数字显示机构(3-3)与MCU(1)相连；还包括电波钟信号接收模组(7)，该电波钟信号接收模组(7)与MCU(1)电连接。时间信息存储单元(1-2)包含内部时间的数据、时间显示机构(3)所显示的为显示时间，设置时间包括设置内部时间和显示时间。电波钟信号接收模组(7)接收到发射台发出的时码信号后，将数据传给MCU(1)，经过MCU(1)的计算处理，得到标准时间数据，将该数据设置为内部时间并存储于时间信息存储单元(1-2)；同时，MCU(1)结合存储于指针位置信息存储单元(1-3)内的当前指针位置信息、输出驱动信号带动步进马达(3-1)转动、步进马达(3-1)再带动指针机构(3-2)转动到的内部时间(已校准为标准时间)对应的位置；MCU(1)还输出驱动信号带动数字显示机构(3-3)显示内部时间(已校准为标准时间)对应的数字，这样就实现了显示时间的自动设置。设置好内部时间和显示时间后，MCU(1)的时钟系统(1-1)依靠石英晶体(2)产生的振荡信号进行计时工作、并修改存储于时间信息存储单元(1-2)的内部时间的数据，MCU(1)依照更新后的数据输出驱动信号更新时间显示机构(3)所显示的时间；在有足够强度时码信号的地方，每天都会接收信号进行校准，其优点是收到信号后能自动设置时间，精度高。但是在一些电波钟信号弱的地方或没有电波钟信号的地方，就没法自动设置时间、只能依靠手动设置时间、造成使用不便；其MCU(1)也只能依靠石英晶体(2)的精度来保证钟表显示时间的准确度，在环境温度变化、石英晶体老化的影响下，显然没法保证钟表的精度。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种在任何地方都能够自动设置时间、也能保证精度的电子计时仪器。 

为达到上述目的，其包括MCU、石英晶体、时间显示机构，MCU内部包含时钟系统；石英晶体与MCU电连接，时间显示机构与MCU相连；其MCU还包括预校准信号输入端；其还包括温度测试电路，温度测试电路与MCU电连接；其还包括温度补偿参数存储单元、时间信息存储单元、老化补偿参数存储单元；其还包括防掉电电源系统。本发明在预先设置和测试阶段还需要用到外部信号源，外部信号源可以提供标准的时间信息等信号。 

本发明提供的电子计时仪器其设置时间、校准时差以及使用的方法，包括以下步骤： 

装上防掉电电源系统； 

预校准信号输入端连接上外部信号源； 

其MCU通过预校准信号输入端从外部信号源接收准确时间信息；以此设置内部时间；并将内部时间数据存储在时间信息存储单元里面； 

[4]测试并计算温度补偿参数；将温度补偿参数存储在温度补偿参数存储单元里； 

测试并计算老化补偿参数；将老化补偿参数存储在老化补偿参数存储单元里； 

储藏模式阶段，MCU的时钟系统依靠石英晶体产生的振荡信号继续进行计时工作、并更新时间信息存储单元的内部时间；MCU不输出驱动信号，时间显示机构不工作，不显示时间；MCU及其温度测试电路继续工作，MCU依据温度补偿参数存储单元里的温度补偿参数确定补尝时差的数据；MCU依据老化补偿参数存储单元里的老化补偿参数确定补尝时差的数据；MCU根据计算出来的时差对内部时间进行校准； 

工作模式阶段，MCU的时钟系统依靠石英晶体产生的振荡信号继续进行计时工作、并更新时间信息存储单元的内部时间；时间显示机构工作、其显示时间信息存储单元内更新和校准后的内部时间；MCU及其温度测试电路继续工作，MCU依据温度补偿参数存储单元里的温度补偿参数确定补尝时差的数据；MCU依据老化补偿参数存储单元里的老化补偿参数确定补尝时差的数据；MCU根据计算出来的时差对内部时间进行校准。 

本发明的电子计时仪器，由于利用外部信号源预先设置好标准的内部时间，再依据合理的方法计算出时差补偿的各个参数，并存储于相对应的存储单元内，其防掉电电源系统保证MCU一直不会处于掉电状态、可以持续的工作，保证存储单元内数据不会丢失；这样一来，MCU就可以依据存储单元内的时差补偿参数及时补偿时差，确保内部时间的准确性；储藏模式下，不输出驱动信号，时间显示机构不工作，耗电很低，可延长电源的使用寿命；一旦进入工作模式，MCU输出驱动信号带动时间显示机构自动显示校准过的内部时间，从而既完成了自动设置显示时间的功能又保证了显示时间的准确性。 

附图说明

图1现有的电子计时仪器—电波钟表的结构示意图 

图2本发明的实施例的结构示意图 

图3本发明的实施例的防掉电电源系统一电路示意图 

图4本发明的实施例的防掉电电源系统二电路示意图 

图5本发明的实施例的防掉电电源系统三电路示意图 

图6本发明的实施例的防掉电电源系统四电路示意图 

图7本发明的实施例的防掉电电源系统五电路示意图 

图8本发明的实施例的防掉电电源系统六电路示意图 

图9本发明的实施例的防掉电电源系统七电路示意图 

图10本发明的实施例的防掉电电源系统八电路示意图 

图11本发明的实施例的低电压检测装置一电路示意图 

图12本发明的实施例的低电压检测装置二电路示意图 

图13本发明的实施例的停秒省电装置一电路示意图 

图14本发明的实施例的停秒省电装置二电路示意图 

图15本发明的实施例的停秒省电装置三电路示意图 

图16本发明的实施例的停秒省电装置四电路示意图 

图17本发明的实施例其内部包含有电波钟信号接收模组的结构示意图 

具体实施方式

下面结合附图详细说明依据本发明提出的具体装置及其设置和校准时间的方法。 

由图2可以看出其包括MCU(1)、石英晶体(2)、时间显示机构(3)，MCU(1)内部包含时钟系统(1-1)、时间信息存储单元(1-2)；石英晶体(2)与MCU(1)电连接，时间显示机构(3)与MCU(1)相连；时间显示机构(3)包括步进马达(3-1)、指针机构(3-2)、数字显示机构(3-3)；步进马达(3-1)与MCU(1)相连同时还与指针机构(3-2)相连；数字显示机构(3-3)与MCU(1)相连；其MCU(1)还包括预校准信号输入端(1-6)。 

其还包括温度测试电路(4)，其温度测试电路(4)与MCU(1)电连接；其MCU(1)内部还包含温度补偿参数存储单元(1-4)、老化补偿参数存储单元(1-5)、指针位置信息存储单元(1-3)。本实施例还包括夏令时转换信息存储单元(1-20)，主要存储用于确定夏令时开始和结束的时间所需的相关信息，MCU依据这些数据可以确定夏令时开始和结束的时间，夏令时转换信息存储单元(1-20)位于MCU内部，如图2所示。 

本发明的实施例其温度测试电路(4)包括热敏电阻RT、参考电阻RR、电容CX；热敏电阻RT的下端与MCU(1)电连接、参考电阻RR的下端与MCU(1)电连接；电容CX的左端与与MCU(1)电连接；电容CX的右端、热敏电阻RT的上端和参考电阻RR的上端三者同时与MCU温度检测引脚(1-0)电连接。该电路测试温度的具体方法，本实施例的MCU为TM8726，其供应商为台湾十速公司，其公布的技术资料有测试温度的方法的介绍，这里不再赘述。 

本发明及其实施例包括防掉电电源系统(5)，其与MCU(1)电连接，如图2所示。所述防掉电电源系统由半导体开关电路、电源、储能装置、电源检测装置组成；所述半导体开关电路，是指由半导体开关元件及其偏置电路构成的一种电子开关电路；所述半导体开关元件是场效应管、二极管或者三极管；所述偏置电路是指保证半导体开关元件处于所需要的截止和导通状态的电路；所述电源是主电源或者主电源与备用电源的组合；所述电源检测装置，是用于检测主电源是否正常的装置；所述储能装置为电容或者充电电池。所述主电源，是工作模式下为MCU供电的电源。所述储藏模式，是指主电源不正常的情况，时间显示机构不工作，MCU(1)只维持内部时钟系统(1-1)正常计时、数据不丢失等基本功能，以达到省电目的的一种状态；所述工作模式，是指MCU完全正常工作，并驱动显示机构显示时间的状态。下面结合附图对所述防掉电电源系统加以说明。 

如图3-10所示，本发明实施例的MCU(1)有两个供电引脚分别为MCU正极供电引脚Vdd和MCU负极供电引脚Vss；MCU正极供电引脚Vdd电压范围为1.10-1.75V、MCU负极供电引脚Vss电压为0V。 

图3所示，其包括主电源(8)、MCU电源检测引脚(1-7)、场效应管T1；其半导体开关电路是这样构成的：其场效应管T1源极s与主电源的正极电连接、场效应管T1的漏极d与MCU正极供电引脚Vdd电连接、场效应管T1的栅极g与主电源的负极电连接，其主电源的负极与MCU负极供电引脚Vss电连接。MCU电源检测引脚(1-7)与主电源的正极电连接构成电源检测电路。其还包括储能装置(10)，该储能装置是1.20V充电电池，其连接于MCU正极供电引脚Vdd与MCU负极供电引脚Vss之间。当装上主电源(8)，栅极源极电压Ugs＝-1.50V，场效应管T1导通，主电源(8)流出的电流经过场效应管T1给MCU(1)供电、给储能装置(10)充电，同时MCU电源检测引脚(1-7)检测到高电平，MCU(1)据此判断进入工作模式；若主电源(8)断开，栅极源极电压Ugs＝0，T1截止；储能装置(10)给MCU供电；MCU电源检测引脚(1-7)检测到低电平，MCU(1)据此判断进入储藏模式。 

图4所示，其包括主电源(8)、MCU电源检测引脚(1-7)、场效应管T2、电阻R2，其半 导体开关电路是这样构成的：场效应管T2源极s与主电源的负极电连接、场效应管T2的漏极d与MCU负极供电引脚Vss电连接、场效应管T2的栅极g与MCU正极供电引脚Vdd电连接，主电源的正极与MCU正极供电引脚Vdd电连接。其电源检测电路是这样构成的：MCU电源检测引脚(1-7)与主电源的负极电连接、电阻R2连接于MCU电源检测引脚(1-7)与MCU正极供电引脚Vdd之间。其还包括储能装置—电容C1连接于MCU正极供电引脚Vdd与MCU负极供电引脚Vss之间。当装上主电源(8)，栅极源极电压Ugs＝1.50V，场效应管T2导通，主电源(8)流出的电流经过场效应管T2给MCU(1)供电、给储能电容C1充电，同时MCU电源检测引脚(1-7)检测到低电平，MCU(1)据此判断进入工作模式；若主电源(8)断开，栅极源极电压Ugs＝0V，T2截止；储能电容C1给MCU供电；MCU电源检测引脚(1-7)通过电阻R2检测到高电平，MCU(1)据此判断进入储藏模式。 

图5所示，其包括主电源(8)、MCU电源检测引脚(1-7)、二级管D2、电阻R2，其半导体开关电路是这样构成的：主电源(8)的正极与MCU正极供电引脚Vdd电连接、主电源(8)的负极经过二级管D2与MCU负极供电引脚Vss电连接。其电源检测电路是这样构成的：MCU电源检测引脚(1-7)与主电源的负极电连接、电阻R2连接于MCU电源检测引脚(1-7)与MCU正极供电引脚Vdd之间。其还包括储能装置—电容C1连接于MCU正极供电引脚Vdd与MCU负极供电引脚Vss之间。当装上主电源(8)后，主电源(8)流出的电流经过MCU(1)、再经二极管D2后流回主电源(8)的负极、从而实现给MCU(1)供电、给储能电容C1充电；MCU电源检测引脚(1-7)检测到低电平，MCU(1)据此判断进入工作模式。若取掉主电源(8)，储能电容C1储藏的电能给MCU供电；MCU电源检测引脚(1-7)通过电阻R2检测到高电平，MCU(1)据此判断进入储藏模式。 

图6所示，其包括主电源(8)、MCU电源检测引脚(1-7)、三极管T5，其半导体开关电路是这样构成的：主电源(8)的正极与三级管T5的发射极e电连接、三级管T5的基极b和集电极c同时与MCU正极供电引脚Vdd电连接、主电源(8)的负极与MCU负极供电引脚Vss电连接。MCU电源检测引脚(1-7)与主电源(8)的正极电连接构成电源检测电路。其还包括储能装置—电容C1连接于MCU正极供电引脚Vdd与MCU负极供电引脚Vss之间。当装上主电源(8)，三级管T5导通，主电源(8)流出的电流经三级管T5给MCU(1)供电、给储能电容C1充电；MCU电源检测引脚(1-7)检测到高电平，MCU(1)据此判断进入工作模式；若主电源(8)断开，三级管T5截止，储能电容C1储藏的电能能给MCU供电；MCU电源检测引脚(1-7)检测到低电平，MCU(1)据此判断进入储藏模式。 

从图3-6可以看出，所述防掉电电源系统其由半导体开关电路、电源、储能装置、电源检测装置组成；所述半导体开关电路由半导体开关元件及其偏置电路构成；所述半导体开关元件是场效应管、二极管或者三极管；其电源为主电源(8)；其储能装置为电容C1或者充电电池；其电源检测装置是电源检测电路，作用在于检测主电源(8)是否断开，从而决定进入工作模式或者储藏模式。当主电源(8)接上后，偏置电路使半导体开关元件导通，主电源(8)给MCU(1)供电、给储能装置充电，并进入工作模式；若主电源(8)断开，偏置电路使半导体开关元件截止，由储能装置给MCU(1)供电，并进入储藏模式。 

本实施例的MCU为台湾十速公司提供TM8726，电容C1＞100UF，其储藏模式时耗电一般只有1-2UA，储能电容C1储藏的电能可以供MCU(1)工作几个小时甚至几天，足以维持更换新的电池或简单的维修。充电电池自放电率比较高，一般也只能维持3-6个月供电，且其成本较高。对于要求成本低同时储藏时间长的情况(从出厂到卖到最终用户手里，有些会达到1年 以上)，增加备用电源可以取得更加理想的效果。 

如图7所示，其电源包括主电源(8)和备用电源(9)，其还包括MCU电源检测引脚(1-7)、电阻R3、场效应管T1、场效应管T3；其第一半导体开关电路是这样构成的：其场效应管T1源极s与主电源的正极电连接、场效应管T1的漏极d与MCU正极供电引脚Vdd电连接、场效应管T1的栅极g与主电源的负极电连接，主电源的负极与MCU负极供电引脚Vss电连接；其第二半导体开关电路是这样构成的：场效应管T3的源极s与备用电源(9)的正极电连接、场效应管T3的漏极d与MCU正极供电引脚Vdd电连接、场效应管T3的栅极g通过电阻R3与MCU负极供电引脚Vss电连接、同时场效应管T3的栅极g还与主电源(8)正极电连接，备用电源(9)的负极与MCU负极供电引脚Vss电连接。MCU电源检测引脚(1-7)与主电源的正极电连接构成电源检测电路。其还包括储能装置—电容C1，其连接于MCU正极供电引脚Vdd与MCU负极供电引脚Vss之间。接上备用电源(9)后、若主电源(8)断开时，场效应管T1的栅极g与源极s之间电压Ugs＝0V，此时场效应管T1截止；场效应管T3的栅极g与源极s之间电压Ugs＝-1.5V，此时场效应管T3导通，备用电源(9)给MCU供电。MCU电源检测引脚(1-7)检测到低电平，MCU(1)据此判断进入储藏模式。当主电源(8)接上后，场效应管T1的栅极g与源极s之间电压Ugs＝-1.5V、场效应管T1的导通、主电源(8)给MCU供电，同时MCU电源检测引脚(1-7)检测到高电平，MCU(1)据此判断进入工作模式；此时场效应管T3的栅极g与源极s之间电压Ugs＝0、T3截止、备用电源(9)不供电。当主电源(8)和备用电源(9)同时断开时，储能装置—电容C1给MCU供电。 

如图8所示，其电源包括主电源(8)和备用电源(9)，其还包括MCU电源检测引脚(1-7)、场效应管T2、场效应管T4、电阻R4；其第一半导体开关电路是这样构成的：其场效应管T2源极s与主电源的负极电连接、场效应管T2的漏极d与MCU负极供电引脚Vss电连接、场效应管T2的栅极g与主电源的正极电连接，主电源的正极与MCU正极供电引脚Vdd电连接。其第二半导体开关电路是这样构成的：其场效应管T4源极s与备用电源(9)的负极电连接、场效应管T4的漏极d与MCU负极供电引脚Vss电连接、场效应管T4的栅极g与主电源的负极电连接、场效应管T4的栅极g还通过电阻R4与MCU正极供电引脚Vdd电连接，备用电源(9)的正极与MCU正极供电引脚Vdd电连接。电源检测电路是这样构成的：MCU电源检测引脚(1-7)与主电源的负极电连接、电阻R4连接于MCU电源检测引脚(1-7)与MCU正极供电引脚Vdd之间。其还包括储能装置—电容C1，其连接于MCU正极供电引脚Vdd与MCU负极供电引脚Vss之间。当装上备用电源(9)后、若主电源(8)断开时，场效应管T2的栅极g与源极s之间电压Ugs＝0V，此时场效应管T2截止；场效应管T4的栅极g与源极s之间电压Ugs＝1.5V，此时场效应管T4导通，备用电源(9)给MCU供电；MCU电源检测引脚(1-7)检测到高电平，MCU(1)据此判断进入储藏模式；当主电源(8)接上后，场效应管T2的栅极g与源极s之间电压Ugs＝1.5V、场效应管T2的导通、主电源(8)给MCU供电；MCU电源检测引脚(1-7)检测到低电平，进入工作模式；此时场效应管T4的栅极g与源极s之间电压Ugs＝0V、T4截止、备用电源(9)不供电。当主电源(8)和备用电源(9)同时断开时，储能装置—电容C1给MCU供电。 

如图9所示，其电源包括主电源(8)和备用电源(9)，其还包括MCU电源检测引脚(1-7)、、场效应管T3、电阻R3、二级管D1；其第一半导体开关电路是这样构成的：主电源(8)的正极经过二级管D1与MCU正极供电引脚Vdd电连接、主电源(8)的负极与MCU负极供电引脚Vss电连接。MCU电源检测引脚(1-7)与主电源(8)的正极电连接构成电源检测电路；其还 包括储能装置—电容C1，其连接于MCU正极供电引脚Vdd与MCU负极供电引脚Vss之间。其第二半导体开关电路是这样构成的：场效应管T3的源极S与备用电源(9)的正极电连接、场效应管T3的漏极d与MCU正极供电引脚Vdd电连接、场效应管T3的栅极g通过电阻R3与MCU负极供电引脚Vss电连接、场效应管T3的栅极g同时与主电源(8)正极电连接、备用电源(9)的负极与MCU负极供电引脚Vss电连接。接上备用电源(9)后、若主电源(8)断开时，二级管D1截止，场效应管T3的栅极g与源极s之间电压Ugs＝-1.5V，此时场效应管T3导通，备用电源(9)给MCU供电；MCU电源检测引脚(1-7)检测到低电平，MCU(1)据此判断进入储藏模式。当主电源(8)接上后，二级管D1导通、主电源(8)给MCU供电；MCU电源检测引脚(1-7)检测到高电平，进入工作模式；此时场效应管T3的栅极g与源极s之间电压Ugs＝0、T3截止、备用电源(9)不供电。当主电源(8)和备用电源(9)同时断开时，储能装置—电容C1给MCU供电。 

如图10所示，其电源包括主电源(8)和备用电源(9)，其还包括MCU电源检测引脚(1-7)、、场效应管T4、电阻R4、三极管T6；其第一半导体开关电路是这样构成的：三极管T6的发射极e与MCU负极供电引脚Vss电连接、三极管T6的基极b和集电极c同时与主电源(8)的负极电连接、主电源(8)的正极与MCU正极供电引脚Vdd电连接。其第二半导体开关电路是这样构成的：其场效应管T4源极s与备用电源(9)的负极电连接、场效应管T4的漏极d与MCU负极供电引脚Vss电连接、场效应管T4的栅极g与主电源的负极电连接、场效应管T4的栅极g通过电阻R4与MCU正极供电引脚Vdd电连接，备用电源(9)的正极与MCU正极供电引脚Vdd电连接。电源检测电路是这样构成的：MCU电源检测引脚(1-7)与主电源的负极电连接、电阻R4连接于MCU电源检测引脚(1-7)与MCU正极供电引脚Vdd之间。其还包括储能装置—电容C1，其连接于MCU正极供电引脚Vdd与MCU负极供电引脚Vss之间。当装上备用电源(9)后、若主电源(8)断开时，三极管T6截止，场效应管T4的栅极g与源极s之间电压Ugs＝1.5V，此时场效应管T4导通，备用电源(9)给MCU供电；MCU电源检测引脚(1-7)检测到高电平，MCU(1)据此判断进入储藏模式。当主电源(8)接上后，三极管T6导通、主电源(8)正极流出的电流经过MCU(1)、三极管T6后流回主电源(8)的负极、实现给MCU(1)供电，MCU电源检测引脚(1-7)检测到低电平，进入工作模式；此时场效应管T4的栅极g与源极s之间电压Ugs＝0，T4截止、备用电源(9)不供电。当主电源(8)和备用电源(9)同时断开时，储能装置—电容C1给MCU供电。 

图7-10可以看出，所述防掉电电源系统其由半导体开关电路、电源、储能装置、电源检测装置组成。其电源是主电源与备用电源的组合，并采用两组半导体开关电路分别加以控制；所述半导体开关电路由半导体开关元件及其偏置电路构成；所述半导体开关元件是场效应管、二极管或者三极管；其电源检测装置是电源检测电路，作用在于检测主电源(8)是否断开，从而决定进入工作模式或者储藏模式。当主电源(8)掉电的时候，偏置电路使第一半导体开关电路的半导体开关元件截止、第二半导体开关电路的半导体开关元件导通，备用电源(9)向MCU供电，进入储藏模式；当主电源(8)接上时，偏置电路使第一半导体开关电路的半导体开关元件导通、第二半导体开关电路的半导体开关元件截止，主电源(8)向MCU供电，进入工作模式。其储能装置是电容C1，当主电源(8)和备用电源(9)同时断开时(尤其适合瞬间掉电情况)，电容C1给MCU供电；电容C1换成充电电池也可实现实现本发明的目的。 

本发明的实施例使用的电容C1＞100UF，场效应管T1、T3为P沟道增强型场效应管，T2、T4为N沟道增强型场效应管，电阻R2、R3、R4＞1MΩ，二极管D1、D2为门坎电压约0.10V的锗二极管，三极管T5、T6为门坎电压0.20V以内的PNP型锗三极管。本实施例使用的MCU是台湾十速公司的TM8726，其工作电压范围为1.10-1.75V。 

本发明的实施例采取上述措施，在取掉主电源时可以避免MCU掉电，若主电源的电压偏低，MCU就有可能不正常，甚至丢失数据，而且指针机构也容易造成丢步，影响时间的准确性。为了避免这种情况，本发明的实施例还包括低电压检测装置(11)及其警示方法，以便及时提醒用户更换电池。其低电压检测装置(11)与MCU(1)电连接，如图2所示。 

一种低电压检测装置(11)的电路原理如图11所示，包括参考电阻R5、电容C5、第一引脚(1-8)、第二引脚(1-9)、第三引脚(1-10)，MCU内部包含有C5充电时间信息存储单元(1-21)；电容C5和参考电阻R5串联连接于第一引脚(1-8)和第三引脚(1-10)之间、参考电阻R5的左端与第三引脚(1-10)电连接、电容C5的右端与第一引脚(1-8)电连接；电容C5和参考电阻R5的公共连接端与第二引脚(1-9)电连接。上述的第三引脚(1-10)为MCU(1)的可以输出高电平的引脚，第一引脚(1-8)为MCU(1)的可以输出低电平的引脚，第二引脚(1-9)为MCU(1)输入/输出引脚。在测试期间第三引脚(1-10)输出为高电平，第一引脚(1-8)为输出低电平，开始测量前，第二引脚(1-9)为输出低电平，C5放电到电压为输出的低电平之后，置第二引脚(1-9)为截止状态(没有电流进出)并开始计时，电流从第三引脚(1-10)流出、经电阻R5和电容C5、再经第一引脚(1-8)流回MCU(1)，从而完成给电容C5充电；MCU不断监测第二引脚(1-9)的电压，当第二引脚(1-9)的电压到高电平时停止计时；显然当主电源电压不同时，充电时，第二引脚(1-9)的电压从低电平到高电平的时间是不同的，由此可以判断主电源的电压的高低。在MCU内部设有一个C5充电时间信息存储单元(1-21)；可以先采用若干已知电压值的主电源，测试得出不同的充电时间，将正常范围的电压值所对应的充电时间数据和警示范围的电压值所对应的充电时间数据，都存储在C5充电时间信息存储单元(1-21)内；对于未知电压值的主电源，MCU只需测试出C5的充电时间，检查其是否在上述充电时间范围内就可以知道主电源电压是否在正常范围了。本实施例设定工作电压值1.20-1.30V为警示范围，设其对应的C5充电时间为T31-T32。则按上述方法测出的C5充电时间与存储在C5充电时间信息存储单元(1-21)内的数据进行对比，测出的C5充电时间若在T31-T32之间，MCU(1)据此判断进入进入警示模式。 

若将上述的参考电阻R5、电容C5位置互换，得到另一种低电压检测装置(11)的电路原理图，如图12所示。电容C5和参考电阻R5串联连接于第一引脚(1-8)和第三引脚(1-10)之间、参考电容C5的左端与第三引脚(1-10)电连接；电阻R5的右端与第一引脚(1-8)电连接、电容C5和参考电阻R5的公共连接端与第二引脚(1-9)电连接。在测试期间第三引脚(1-10)输出为高电平，第一引脚(1-8)为输出低电平，开始测量前，第二引脚(1-9)为输出高电平，C5放完电后其上端和下端均为高电平；此时置第二引脚(1-9)为截止状态(没有电流进出)并开始计时，电流从第三引脚(1-10)流出、经电容C5和电阻R5、再经第一引脚(1-8)流回MCU(1)，从而完成给电容C5充电；MCU不断监测第二引脚(1-9)的电压，第二引脚(1-9)的电压到低电平时停止计时；将测出的充电时间与存储在C5充电时间信息存储单元(1-21)内的数据进行对比；就知道主电源电压是否在正常范围了。 

图11或图12的第三引脚(1-10)改为MCU正极供电引脚Vdd或者主电源正极引脚(其测试时显然为高电平)、第一引脚(1-8)改为MCU负极供电引脚Vss或者主电源负极引脚(其测试时显然为低电平)，其余不变。第二引脚(1-9)仍为MCU(1)输入/输出引脚，和上述的原理一样，开始测量前第二引脚(1-9)的控制C5放电，放完后第二引脚(1-9)置为输入，MCU依然可以通过不断监测第二引脚(1-9)的电压来测试C5充电时间，并根据C5充电时间的长短来判断主电源的电压的高低。这里不再赘述。 

上述低电压检测装置，当其第三引脚(1-10)为主电源正极引脚、第一引脚(1-8)为主电源负极引脚、第二引脚(1-9)仍为MCU(1)输入/输出引脚，显然也可以测试C5充电时间来判断主电源是否正常，从而决定进入工作模式或者储藏模式。这种低电压检测装置也可以构成所述防掉电电源系统的电源检测装置，其可以替代图3-图10所述电源检测电路的功能。 

本实施例的钟表，其在警示模式下，可以采用其数字显示机构(3-3)闪烁显示数字的方法来提醒用户；还可以采用以下改变秒针运行方法来提醒用户： 

A.正常情况下，秒针按跳秒方式运行：秒针每隔1秒走一步； 

B.警示模式下，秒针的运行方式是：停秒→扫秒→停秒→扫秒...... 

本实施例设定其停秒时间＝3.75秒，扫秒步数＝4，速度为每秒16步；走4步需要时间＝4/16＝0.25秒，停3.75秒再以每秒16步的速度走4步，总共耗时4秒；因为速度快，走4步看起来象是走了“一步”。当看到4秒走“一步”，这就表示电池电压低于1.30V了。 

警示模式下，看到秒针的误差最大只有3秒。可见在警示区间，只要合理设置好速度、停秒时间、扫秒步数，看到的时间大致是正确的。 

进入警示区域后，电量比较少了，然而因种种原因，用户可能会较长时间看不到警示信号，不能及时更换主电源。为了延长警示时间，又不影响用户正确看时间，对于双马达的电子计时仪器(其包含秒针马达和时分针马达)，可采用停秒省电装置(12)，停秒省电装置(12)与MCU(1)电连接，如图2。 

本发明及实施例的所述停秒省电装置(12)其增加光敏元件GR检测环境光线强弱，在光线暗的时间(比如夜晚)将秒针机构停下来，在光线恢复后秒针机构再运转。 

所述光敏元件GR是光敏电阻、光敏二极管或者光敏三极管。光敏电阻在没有光线时电阻极大、见光后电阻大大下降；光敏二极管，没有光线时反向电阻无穷大、见光后反向电阻大大下降；光敏三极管没有光线时处于截止状态、其电阻无穷大，其见光后处于导通状态、电阻大大下降。本发明及其实施例，利用光敏元件GR随环境光线的变化电阻值不同的特性，将光敏元件GR与参考电阻元件组成串联分压电路，MCU根据检测串联分压后不同的电压，来判断环境光线的强弱。 

如图13所示，其包含秒针马达、秒针机构，MCU与秒针马达电连接，秒针马达与秒针机构相连；还包括光敏元件GR、参考电阻R6、第四引脚(1-11)、第五引脚(1-12)、第六引脚(1-13)；光敏元件GR与参考电阻R6串联连接于第六引脚(1-13)和第四引脚(1-11)之间、光敏元件GR的左端与第六引脚(1-13)电连接、参考电阻R6的右端与第四引脚(1-11)电连接，光敏元件GR与参考电阻R6的公共连接端与第五引脚(1-12)电连接；所述的第六引脚(1-13)为MCU可以输出高电平的引脚，第四引脚(1-11)为MCU可以输出低电平的引脚，第五引脚(1-12)为MCU的输入/输出引脚。测试时，第六引脚(1-13)为高电平，第四引脚(1-11)为低电平，光敏元件GR与电阻R6连接成串联分压电路，当光线足够强时，光敏元件GR阻值低、第五引脚(1-12)检测到的电压为高电平；MCU据此判断为正常状态、输出脉冲驱动秒针马达运转、秒针马达再带动秒针机构正常运行。光线变暗时，光敏元件GR阻值变大，第五引脚(1-12)的电压随之降低，当光线足够暗时，第五引脚(1-12)检测到的电压为低电平；MCU据此判断为停秒状态、停止相关输出、秒针马达及秒针机构停止运行，达到省电的目的。 

如图14所示，其在图13所示的装置中将光敏元件GR与参考元件电阻R6的位置互换，其光敏元件GR与参考电阻R6串联连接于第六引脚(1-13)和第四引脚(1-11)之间、光敏 元件GR的右端与第四引脚(1-11)电连接、参考电阻R6的左端与第六引脚(1-13)电连接，光敏元件GR与参考电阻R6的公共连接端与第五引脚(1-12)电连接。测试时，第六引脚(1-13)为高电平，第四引脚(1-11)为低电平，光敏元件GR与电阻R6连接成串联分压电路，当光线足够强时，光敏元件GR阻值低、第五引脚(1-12)检测到的电压为低电平；MCU程序作相应调整后，MCU据此判断为正常状态、输出脉冲驱动秒针马达运转、秒针马达再带动秒针机构正常运行。光线变暗时，光敏元件GR阻值变大，第五引脚(1-12)的电压随之升高，当光线足够暗时，第五引脚(1-12)检测到的电压为高电平；MCU据此判断为停秒状态、停止相关输出、秒针马达及秒针机构停止运行。 

图13或图14的第六引脚(1-13)改为MCU正极供电引脚Vdd或者主电源正极引脚(其测试时显然为高电平)、第四引脚(1-11)改为MCU负极供电引脚Vss或者主电源负极引脚(其测试时显然为低电平)，其余不变。第五引脚(1-12)依旧为MCU的输入/输出引脚；光敏元件GR与电阻R6依旧连接成串联分压电路；和上述的原理一样，MCU依然可以通过第五引脚(1-12)检测电压的高低，来判断环境光线的强弱，从而决定是否停止秒针机构的运行。 

本发明及其实施例，还可以利用光敏元件GR随环境温度的变化阻值不同的特性，将光敏元件GR与参考电容元件组成RC充电电路，MCU根据RC充电电路不同的充电时间，来判断环境光线的强弱。 

图15所示，包含秒针马达、秒针机构，MCU与秒针马达电连接，秒针马达与秒针机构相连；包括光敏元件GR、参考电容C6、第四引脚(1-11)、第五引脚(1-12)、第六引脚(1-13)，MCU内部包含有C6充电时间存储单元(1-22)；光敏元件GR与参考电容C6串联连接于第六引脚(1-13)和第四引脚(1-11)之间、光敏元件GR的左端与第六引脚(1-13)电连接、参考电容C6的右端与第四引脚(1-11)电连接，光敏元件GR与参考电容C6的公共连接端与第五引脚(1-12)电连接；第六引脚(1-13)是一个测试时输出高电平的引脚，第四引脚(1-11)是一个测试时输出低电平的引脚，第五引脚(1-12)为MCU的输入/输出引脚。 

测试时，第六引脚(1-13)为高电平，第四引脚(1-11)为低电平；开始测量前第五引脚(1-12)为输出低电平，C6放完电后其上端和下端均为低电平；此时置第五引脚(1-12)为输入并开始计时，电流从第六引脚(1-13)流出、经GR给电容C6充电，MCU不断监测第五引脚(1-12)电压，当第五引脚(1-12)电压到高电平时停止计时；显然，当环境光线不同、造成光敏元件GR的阻值不同时，C6的充电时间是不同的。可以预先确定参考充电时间TC6，存储在C6充电时间存储单元(1-22)内；当光线较强时，C6充电时间小于TC6，MCU据此判断为正常状态、输出脉冲驱动秒针马达运转、秒针马达再带动秒针机构正常运行。当光线变暗时，光敏元件GR阻值变大，C6充电时间延长；当光线足够暗时，C6充电时间大于TC6，MCU据此判断为停秒状态、停止相关输出、秒针马达及秒针机构停止运行，达到省电的目的。 

如图16所示，其在图15所示的装置中将光敏元件GR与参考电容C6的位置互换，包含秒针马达、秒针机构，MCU与秒针马达电连接，秒针马达与秒针机构相连；包括光敏元件GR、参考电容C6、第四引脚(1-11)、第五引脚(1-12)、第六引脚(1-13)，MCU内部包含有C6充电时间存储单元(1-22)；光敏元件GR与参考电容C6串联连接于第六引脚(1-13)和第四引脚(1-11)之间、光敏元件GR的右端与第四引脚(1-11)电连接、参考电容C6的左端与第六引脚(1-13)电连接，光敏元件GR与参考电容C6的公共连接端与第五引脚(1-12)电 连接；第六引脚(1-13)是一个测试时输出高电平的引脚，第四引脚(1-11)是一个测试时输出低电平的引脚，测试时，第六引脚(1-13)为高电平，第四引脚(1-11)为低电平；开始测量前第五引脚(1-12)为输出高电平，C6放完电后其上端和下端均为高电平；此时置第五引脚(1-12)为输入并开始计时，电流从第六引脚(1-13)流出、给电容C6充电，MCU不断监测第五引脚(1-12)的电压，当第五引脚(1-12)的电压到低电平时停止计时；当光线较强时，C6充电时间小于存储在C6充电时间存储单元(1-22)内预定参考时间，MCU据此判断为正常状态、输出脉冲驱动秒针马达运转、秒针马达再带动秒针机构正常运行。当光线变暗时，光敏元件GR阻值变大，C6充电时间延长；光线足够暗时，C6充电时间大于存储在充C6电时间存储单元(1-22)内预定参考时间，MCU据此判断为停秒状态、停止相关输出、秒针马达及秒针机构停止运行。 

图15或图16的第六引脚(1-13)改为MCU正极供电引脚Vdd或者主电源正极引脚、其测试时显然为高电平，第四引脚(1-11)改为MCU负极供电引脚Vss或者主电源负极引脚、其测试时显然为低电平，其余不变。第五引脚(1-12)依旧为MCU的输入/输出引脚；光敏元件GR与参考电容C6依然组成RC串联电路；和上述的原理一样，开始测量前第五引脚(1-12)控制参考电容C6放电，放完后第五引脚(1-12)置为输入，MCU依然可以通过不断监测第五引脚(1-12)的电压来测试C6充电时间，并根据C6充电时间的长短来判断环境光线的强弱，从而决定是否停止秒针机构的运行。 

本发明及其实施例，还可以采用以下停秒省电装置达到节省电能的目的：在MCU内部设置一个秒针机构停止和重新启动的时间信息的存储单元(1-23)，如图2所示。当内部时间运行到该存储单元(1-23)内的秒针机构停止时间时，停止运行；当内部时间运行到该存储单元(1-23)内的秒针机构重新启动时间时，秒针机构重新启动。设定晚上10点(即22点)为秒针机构停止时间；次日早上6点为秒针机构重新启动时间；这样在夜间的8个小时，人们一般处于睡眠状态，是不需要看时间的；而秒针机构停止运行，将会节约接近1/3的电能。 

石英晶体随环境温度的变化其谐振频率也要发生变化，为了衡量石英晶体频率随环境温度变化的程度，引用石英晶体的频率温度系数。石英晶体的分数频率(即相对频率偏移)可以温度的幂级数展开，其展开式如下： 

Δf/f0＝(f-f0)/f0＝a+a1(t-t0)+a2(t-t0)²+a3(t-t0)³+...... 

其中：t0—频率温度系数为0时的温度； 

a—是t0时的分数频率 

a1、a2、a3—分别为一次、二次、三次频率温度系数。 

t—任意温度。 

f—温度为t时的频率。 

f0—石英晶体的标称频率。 

Δf＝f-f0。 

不同切型的石英晶体，其a、a1、a2、a3的数值是不同的，对于XY’、BT、CT切型的石英晶体，近似关系：

忽略四次以上高次温度系数，则： 

Δf/f0＝(f-f0)/f0＝a+a2(t-t0)²

可见XY’、BT、CT切型的石英晶体，具有二次频率温度特性曲线。 

对于AT切型的的石英晶体，近似关系：

忽略四次以上高次温度系数，则：Δf/f0＝(f-f0)/f0＝a+a3(t-t0)³

可见AT切型的石英晶体，具有三次频率温度特性曲线。 

对于同一切型不同的个体，其a、a2、a3的数值也是不同的。 

为了进行温度补偿，二次频率温度特性曲线的石英晶体必须确定每个石英晶体的t0、a、a2的数值，三次频率温度特性曲线的石英晶体必须确定t0、a、a3。 

石英晶体的标称频率f0是已知的，再通过N次(N≥3)测试不同的环境温度t，及其对应的频率f，计算得到数据Δf，把三组以上的以知的数据代入所测试石英晶体的切型相对应的频率温度曲线方程，通过解上述方程算出石英晶体的t0、a、a2、a3等频率温度参数的数值。 

基于以上确定石英晶体的频率温度特性曲线的方程及参数的方法，可以按以下的步骤来补偿因温度变化带来的时差： 

①确定好所用石英晶体的切型，从而简化频率温度特性曲线方程 

本例采用的是具有二次频率温度特性曲线的石英晶体，该石英晶体的标称频率为32768HZ，其方程式为： 

Δf/f0＝(f-f0)/f0＝a+a2(t-t0)²

②装上防掉电电源系统 

装上防掉电电源系统后，其MCU(1)通过预校准信号输入端(1-6)从外部信号源接收标准的时间信息或数据，并设置内部时间；同时将该内部时间数据存储在时间信息存储单元(1-2)内； 

③测试并计算得出若干个温度点的分数频率 

MCU(1)通过温度测试电路(4)测试环境的温度；在相同温度(t1)环境下，间隔一定的时间，先后两次从信号源接收准确时间，可以对比得出内部时间与标准时间的时差；记算出该温度点的分数频率(及相对频率偏移)；在若干个不同的温度点进行相同的测试，得到多个温度点的内部时间与标准时间的时差；并记算出各温度点的分数频率。 

④求解方程组、得出频率温度特性参数 

将上述三组以上温度值及对应的分数频率值代入频率温度特性曲线方程，组成方程组，求解得出频率温度特性参数a、a2、t0。 

⑤将频率温度特性参数存储到MCU温度补偿参数存储单元。 

将求解得出的a、a2、t0存储到温度补偿参数存储单元(1-4)；因为防掉电电源系统可以持续供电，MCU可以持续工作，存储单元(1-4)的数据不会丢失。 

⑥测试实时环境温度t，并根据频率温度特性参数和频率温度特性曲线方程，计算出环境温度带来的时差； 

外部信号源停止输入标准时间信号后，MCU(1)的时钟系统(1-1)依靠石英晶体(2)产生的振荡信号进行计时工作、并修改存储于时间信息存储单元(1-2)的内部时间。不管在储藏模式，或者工作模式下，MCU(1)及其温度测试电路(4)都会继续工作、测试实时的温度，假定测试得出当前一段时间的环境温度为t，将温度t和温度补偿参数存储单元(1-4)内的温度补偿参数a、a2、t0代入方程式：Δf/f0＝(f-f0)/f0＝a+a2(t-t0)²，计算出分数频率Δf/f0；结合该环境温度下所经历的时间，可以计算出该温度点在相应的时间内带来的时差。一般来说，环境温度都是变化的，需要将一天内各个不同温度环境下的时差计算出来，并进行累加，就得到当天环境温度带来的总的时差。 

⑦MCU根据计算出来的时差对内部时间进行校准。 

上述累加得到当天环境温度带来的总时差若大于1秒，MCU将计算出来的时差取整数后对时间信息存储单元(1-2)的内部时间进行校准，使之和标准时间的秒同步，取整后的小数部分留下来与第二天的时差数据继续累加。 

石英晶体的谐振频率在老化的过程也会发生变化，一般石英晶体典型的老化特性有抛物线老化、对数老化和线性老化三种类型，如下： 

一.石英晶体振荡器开机后，经过初步稳定平衡后到达的区间，在此期间其频率老化特性曲线方程为(用分数频率即相对频偏表示)： 

y(T)＝A+BlnT 

其中：y(T)—瞬间分数频率； 

A—T＝1时的初始分数频率； 

B—分数频率的时间变化率。 

二.石英晶体振荡器长期连续运行后进入老化基本稳定区间，呈现抛物线老化的特点，其频率老化特性曲线方程为(用分数频率即相对频偏表示)： 

y(T)＝A+BT+CT²

其中：y(T)—瞬间分数频率； 

其中：A—T＝0时的初始分数频率； 

B—频率的一次老化率； 

C—频率的二次老化率。 

三.石英晶体振荡器的频率变化进入稳定区后，呈线性老化的特点，其频率老化特性曲线方程为(用分数频率即相对频偏表示)： 

y(T)＝A+BT 

其中：y(T)—瞬间分数频率； 

A—T＝0时的初始分数频率； 

B—老化率 

石英晶体开机特性阶段的谐振频率老化特性是比较复杂的，为了简化；首先避免在开机特性阶段确定老化参数，在频率变化相对稳定的阶段再通过大量测试数据，拟合出频率老化特性曲线，并得出合适的频率老化特性曲线方程，并求解出其中的老化参数。 

基于以上确定石英晶体频率老化特性曲线方程及参数的方法，本发明的实施例，可以按以下的方法来补偿因老化带来的时差： 

(a)确定合适的频率老化特性曲线方程 

首先通过大量测试同一批次、相同切型的石英晶体，拟合出频率老化特性曲线，并确定合适的频率老化特性曲线方程。本实施例采用的为频率变化进入稳定区后、呈线性老化特点的石英晶体，其频率老化特性曲线方程为(用分数频率即相对频偏表示)： 

y(T)＝A+BT 

其中：y(T)—瞬间分数频率； 

A—T＝0时的初始分数频率； 

B—老化率 

(b)装上防掉电电源系统 

装上防掉电电源系统后，其MCU(1)通过预校准信号输入端(1-6)从外部信号源接收标准的时间信息或数据，并设置标准的内部时间；同时将该内部时间数据存储在时间信息存储单 元(1-2)内； 

(c)测试并计算老化补偿参数； 

在频率温度系数为0的温度环境进行老化。老化一定的时间间隔后，频率变化进入稳定区后进行测试。测试开始其MCU(1)通过预校准信号输入端(1-6)从外部信号源接收标准的时间信息或数据，并设置标准的内部时间；到达参考时间T0，其MCU(1)再次通过预校准信号输入端(1-6)接收准确时间，并与内部时间进行比较，得出时差，并计算出其分数频率，并设为初始分数频率A；再经过一定的老化时间T1后，再次从信号源接收准确时间并计算得到的老化后分数频率y(T1)；代入下式： 

y(T1)＝A+BT 

通过计算得到分数频率的老化率B。 

(d)将老化补偿参数存储在MCU老化补偿参数存储单元(1-5)； 

将计算得到初始分数频率A和老化率B存储在MCU内老化补偿参数存储单元(1-5)。 

(e)利用老化时间和老化参数以及频率老化特性曲线方程式，计算出因老化带来的时差； 

外部信号源停止输入标准时间信号后，MCU(1)的时钟系统(1-1)依靠石英晶体(2)产生的振荡信号进行计时工作、并修改存储于时间信息存储单元(1-2)的内部时间。经过一天的时间间隔T，把时间T和老化补偿参数存储单元(1-5)里面的初始分数频率A、频率的老化率B代入频率老化特性曲线方程式y(T)＝A+BT推算老化后的分数频率y(T)，MCU(1)依据分数频率的就可以计算出当天的老化时差。 

(f)MCU根据计算出来的老化时差对内部时间进行校准。 

上述计算出当天的老化时差若大于1秒，MCU将计算出来的时差取整数后对时间信息存储单元(1-2)的内部时间进行校准，使之和标准时间的秒同步，取整后的小数部分留下来与第二天的时差数据继续累加。 

基于以上校准时差的方法，本发明的实施例采用图7所示的防掉电电源系统、图11所示的低电压检测装置、图13所示的停秒省电装置来进一步加以说明，本发明提供的电子计时仪器其设置时间、校准时差以及使用的方法，其包括以下步骤： 

生产测试阶段 

装上备用电源(9)，如图7所示：场效应管T3栅极g通过R3与MCU负极供电引脚Vss电连接，T3栅极g与源极s之间电压Ugs＝-1.50V，此时T3导通、备用电源(9)通过场效应管T3给MCU(1)供电。MCU电源检测引脚(1-7)检测到低电平，MCU(1)据此判断进入储藏模式，时间显示机构(3)不工作。MCU(1)各存储单元的数据设定为默认的初始状态。 

预校准信号输入端(1-6)连接上外部信号源(6)；如图2所示，预校准信号输入端与外部信号源电连接，外部信号源是可以输出标准的时间信号给MCU的信号源；所述标准的时间信号是标准时间数据、电波钟时码信号、含有标准时间信息的GPS信号或者其它经过计算处理可以得到标准时间数据的信号，所述标准的时间信号还可以包括夏令时转换信息； 

MCU(1)通过预校准信号输入端(1-6)从外部信号源(6)接收标准的时间信息；并设置内部时间；同时将内部时间数据存储在时间信息存储单元(1-2)内；MCU同时还接受夏令时转换信息，并存储于夏令时转换信息存储单元(1-20)。 

按步骤①、③、④测试并计算温度时差补偿参数并存储于温度补偿参数存储单元(1-4)内； 

按步骤(a)、(c)测试并计算老化时差补偿参数并存储于老化补偿参数存储单元(1-5)内； 

停止输入外部时间信号。 

储藏阶段 

MCU(1)的时钟系统(1-1)依靠石英晶体(2)产生的振荡信号继续进行计时工作、并更新时间信息存储单元(1-2)的内部时间数据；MCU(1)及其温度测试电路(4)继续工作，测试实时的温度t，按步骤⑥的方法计算出该环境温度带来的时差。同时MCU(1)还按步骤(e)的方法计算出老化带来的时差。MCU(1)根据计算出来的时差补偿数据，及时校准温度变化和老化带来的时差，并校准时间信息存储单元(1-2)的内部时间数据。此时处于储藏模式，MCU(1)不输出驱动信号，时间显示机构(3)不工作，不显示时间。 

使用阶段 

装上电压正常的主电源(8)，如图7所示：当主电源(8)接上后，此时场效应管T1的导通，主电源(8)给MCU供电；同时MCU电源检测引脚(1-7)检测到高电平，MCU(1)据此判断进入工作模式：MCU(1)结合指针位置信息存储单元(1-3)内存储的默认的指针初始状态位置、输出驱动信号带动步进马达(3-1)转动、步进马达(3-1)再带动指针机构(3-2)转动到内部时间对应的位置、MCU(1)还输出驱动信号带动数字显示机构(3-3)显示内部时间的对应的数字，这样就实现了显示时间的自动设置。设置好显示时间后，MCU(1)的时钟系统(1-1)依靠石英晶体(2)产生的振荡信号继续进行计时工作、并更新时间信息存储单元(1-2)的内部时间数据；MCU(1)及其温度测试电路(4)继续工作，测试实时的温度t，按步骤⑥的方法计算出该环境温度带来的时差。同时MCU(1)还按步骤(e)的方法计算出老化带来的时差。MCU(1)根据计算出来的时差补偿数据，及时校准温度变化和老化带来的时差，并校准时间信息存储单元(1-2)的内部时间数据。MCU(1)依照更新的数据输出驱动信号驱动时间显示机构(3)显示更新后的时间。此时场效应管T3的栅极g与源极s之间电压Ugs＝0、T3截止、备用电源(9)不供电。 

工作模式下运行时，其低电压检测装置(11)，会定期检测主电源(8)的电压：如图11所示，第二引脚(1-9)先控制C5放电，放完后第二引脚(1-9)置为输入，通过不断监测第二引脚(1-9)的电压来测试C5充电时间，再将测试出的充电时间对比预先存储在C5充电时间信息存储单元(1-21)的数据，若C5充电时间在T31-T32范围，则判断其工作电压值进入1.20-1.30V的警示范围，警示模式启动，秒针机构采取：“停秒→扫秒→停秒→扫秒......”的运行方式、同时数字显示机构会闪烁显示其数字，这样来提醒更换电源。同时，停秒省电装置(12)开始工作，图13所示，MCU定期检测第五引脚(1-12)的电压，若其为低电平；则判断为停秒状态、停止相关输出、秒针马达及秒针机构停止运行，达到省电、延长警示时间的目的。当电压进一步降低到1.20V以下，则进入储藏模式，时间显示机构(3)停止工作，MCU(1)同时将当前的指针位置信息存储于指针位置信息存储单元(1-3)。 

警示模式区间，若用户及时发现警示信号并更换主电源(8)，取下主电源时，如图7所示：此时场效应管T3导通、备用电源(9)通过场效应管T3给MCU(1)供电。MCU电源检测引脚(1-7)检测到低电平，MCU(1)据此判断进入储藏模式，时间显示机构(3)不工作，MCU(1)同时将当前的指针位置信息存储于指针位置信息存储单元(1-3)。 

装上电压正常的主电源(8)，则重新进入工作模式，MCU(1)根据指针位置信息存储单元(1-3)内的信息，结合更新和校准过的内部时间，输出驱动信号带动步进马达(3-1) 转动、步进马达(3-1)再带动指针机构(3-2)转动到内部时间对应的位置、MCU(1)还输出驱动信号带动数字显示机构(3-3)显示内部时间对应的数字。 

本实施例不管在工作模式或是储藏模式下，MCU(1)都会根据夏令时转换信息存储单元(1-20)内的信息，确定夏令时开始和结束的时间，当内部时间到了夏令时或冬令时转换时，会自动修改内部时间，从而保证时间显示机构(3)显示的时间跟当地的标准时间一致。 

本实施例的外部信号源(6)，是提供标准的时间信息等信号给MCU(1)的外部信号源，其可以采用GPS接收机，也可以采用包含电波钟信号接收模组的机构。由上述可以看出：当完成第[1]步到第[5]步的步骤，即设置好标准的内部时间、测试并计算温度时差补偿参数、测试并计算老化时差补偿参数后——即生产测试阶段结束后不再使用外部信号源(6)。因而为了节约成本，外部信号源通常可以采用共用的，预先设置和测试阶段需要使用时就接上外部信号源、不需要使用时(在储藏和使用阶段)就可以断开并撤除公用的外部信号源。 

当然，若本发明的电子计时器，其内部包含有电波钟信号接收模组，可以将该模组与预校准信号输入端相连，如图17所示。装上防掉电电源系统后，可以由电波钟信号接收模组接收到发射台发出的时码信号后，将数据传给MCU，经过MCU的计算处理，得到标准时间、设置为内部时间、并存储于时间信息存储单元(1-2)内；完成初始的设置和测试计算后，在有足够强度的电波钟信号的地方，就依靠接收电波钟信号来设置内部时间和校准时差；在没有足够强度的电波钟信号的地方，就依靠预先设置好的(存储于时间信息存储单元(1-2)内的)内部时间数据来设置显示时间、依靠本发明的温度补偿和老化补偿的方法来保证计时器的精度，这样的机构也同样可以实现本发明的目的，这样的机构就是一个既有预校准时间功能、又有时差补偿功能、还有电波校准功能的全新的电子计时仪器了。本发明其内部包含有电波钟信号接收模组的电子计时器，生产时还可以先由预校准信号输入端连接外部信号源(6)设置内部时间，使用时，在有足够强度的电波钟信号的地方，再依靠接收电波钟信号来校准时差；这钟方法特别适合于生产时没有电波钟信号的情况；采用这种方法时，其电波钟信号接收模组也可以接在MCU预校准信号输入端以外的其它端口。这些当然都在本发明的保护范围内，这里不再赘述。 

本发明实施例的温度补偿参数存储单元(1-4)、时间信息存储单元(1-2)、老化补偿参数存储单元(1-5)、指针位置信息存储单元(1-3)包含于MCU内部；当然，上述存储单元全部或者部分位于MCU外部同样可以实现本发明的目的。这些都在本发明的保护范围内。 

本发明的时间显示机构，可以包含步进马达和指针机构、带LCD数字显示器的时间显示机构、带LED数字显示器的时间显示机构三者之一，也可以包含其任意组合，都可以实现本发明的目的，这些都在本发明的保护范围内。 

Claims (8)

1.一种电子计时仪器，包括MCU、石英晶体、时间显示机构，MCU内部包含时钟系统；石英晶体与MCU电连接，时间显示机构与MCU相连；其特征在于：MCU还包括预校准信号输入端。 

2.根据权利要求1所述的电子计时仪器，其特征在于：还包括温度测试电路，还包括温度补偿参数存储单元。 

3.根据权利要求1所述的电子计时仪器，其特征在于：还包括老化补偿参数存储单元。 

4.根据权利要求1所述的电子计时仪器，其特征在于：还包括防掉电电源系统，所述防掉电电源系统由半导体开关电路、电源、储能装置、电源检测装置组成；所述半导体开关电路，是指由半导体开关元件及偏置电路构成的一种电子开关电路；所述半导体开关元件是场效应管、二极管或者三极管；所述电源是主电源或者主电源与备用电源的组合；所述储能装置是电容C1或者充电电池。 

5.根据权利要求1所述的电子计时仪器，其特征在于：还包括防掉电电源系统，所述防掉电电源系统由半导体开关电路、电源、储能装置、电源检测装置组成；所述电源是主电源与备用电源的组合；所述半导体开关电路由半导体开关元件及偏置电路构成；所述半导体开关元件是场效应管。 

6.根据权利要求1所述的电子计时仪器，其特征在于：还包括低电压检测装置；所述低电压检测装置包括参考电阻R5、电容C5、第一引脚、第二引脚、第三引脚；电容C5和参考电阻R5串联连接于第一引脚和第三引脚之间，电容C5和参考电阻R5的公共连接端与第二引脚电连接；MCU内部包含C5充电时间信息存储单元；所述的第三引脚为MCU的可以输出高电平的引脚、MCU正极供电引脚Vdd或者主电源正极引脚，第一引脚为MCU的可以输出的低电平的引脚、MCU负极供电引脚Vss或者主电源负极引脚，第二引脚为MCU的输入/输出引脚。 

7.根据权利要求1所述的电子计时仪器，其特征在于：还包含秒针马达、秒针机构，秒针马达与秒针机构相连，MCU内部还包括秒针机构停止和重新启动的时间信息的存储单元。 

8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的电子计时仪器，其特征在于：还包含有电波钟信号接收模组。 

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