DE2922621A1

DE2922621A1 - Uhr mit digitaler zeitanzeige

Info

Publication number: DE2922621A1
Application number: DE19792922621
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Busch; Harald Dr Hoffmann; Lothar Paecher; Dan Corneliu Raducanu
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 1979-06-02
Filing date: 1979-06-02
Publication date: 1980-12-11
Also published as: HK686A; WO1980002753A1; EP0029050A1; JPS56500623A; DE2922621C2; EP0029050B1; US4415273A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Uhr nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind bereits Uhren vorgeschlagen worden, welche nacheinander sowohl die aktuelle Ist-Zeit als auch das Datum in digitaler Form anzeigen können (DE-PS 25 28 502, DE-OS 25 30 341, DE-PS 25 44 472). Im Normalfall wird bei diesen Uhren stets die aktuelle Zeit in Stunden, Minuten und eventuell auch in Sekunden angezeigt, während durch Druck einer Taste anstelle der Zeit das Datum angezeigt werden kann. Diese bekannten Uhren gestatten es auch, eine Weckzeit einzustellen und einen Machweckvorgang einzuleiten, wobei die Taste, mit welcher der Nachweckvorgang eingeleitet wird, auch noch zur Anzeige der eingestellten Weckzeit vorgesehen ist (DE-OS 25 44 472). Die optische Anzeige der eingestellten Weckzeit hat sich in der Praxis als sehr vorteilhaft erwiesen, da es bei sich häufig ändernden Weckzeiten sehr schwierig ist, sich die jeweiligen Weckzeiten zu merken.

Allerdings weist auch die bekannte Anzeige noch den Nachteil auf, daß die Weckzeit mittels Tastendruck abgerufen v/erden muß.Da die Taste relativ klein ist, ist sie in der Dunkelheit nur schwer auffindbar. Es kann daher vorkommen, daß der Benutzer einer digitalen Weckuhr, der des nachts oder am frühen Morgen aufwacht und wissen möchte, auf welche Weckzeit die Uhr eingestellt ist, in der Dunkelheit die Taste nicht findet.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde bereits eine weitere Digital uhr vorgeschlagen, die im Uhrengehäuse eine Vorrichtung aufweist, die in einem vorgebbaren Winkel zur waagrechten Unterlage angeordnet ist und einen Hohlraum aufweist, in dem eine Kugel entlang einer Achse laufen kann, wobei an dem einen Ende dieses Hohlraums elektrische Kontakte vorgesehen sind, die durch die Kugel elektrisch miteinander verbunden werden können. (DE-OS 26 28 885).

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Mit dieser bekannten Uhr kann die Weckzeit in einfacher Weise dadurch angezeigt werden, daß die Uhr in die Hand genommen und um einen bestimmten Winkel gekippt wird. Nachteilig ist hierbei indessen, daß überhaupt eine Schalthandlung vorgenommen werden muß, um die Weckzeit anzuzeigen. Dieser Nachteil ist dadurch bedingt, daß nur eine Anzeigevorrichtung vorgesehen ist, die nacheinander zur Anzeige der Ist-Zeit und der Weckzeit dient. Diese Doppel funktion der Anzeigevorrichtung bedingt darüberhinaus in der Regel ein umständliches Einstellen sowohl der Ist-Zeit als auch der Weckzeit.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Uhr zu schaffen, bei der sowohl die Ist- als auch die Weckzeit auf einfache Weise dargestellt und eingestellt werden kann. 15

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß die Weckzeit stets erkennbar und leicht einstellbar ist.

Außerdem ist die erfindungsgemäße Uhr durch die Verwendung eines Mikroprozessors sehr einfach aufgebaut.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Uhr;

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Uhr;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Uhr;

Fig. 4 eine Ansicht auf die Unterseite der in Fig. 1 gezeigten

Uhr;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung der in der Fig. 2 gezeigten Uhr;

Fig. 6 eine Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Uhr;

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Fig. 7a ein Impulsdiagramm für die Ansteuerung der Istzeit- und Weckzeit-Anzeigeröhren;

Fig. 7b ein Impulsdiagramm für die Ansteuerung eines Summers, wobei dieses Diagramm dem Diagramm der Fig.7a zugeordnet ist und eine konstante Wechsel frequenz beinhaltet;

Fig. 8 einen ersten Teil eines Hauptprogramms für den die Uhr steuerenden Mikroprozessor;

Fig. 9 einen zweiten Teil eines Hauptprogramms für den die Uhr steuernden Mikroprozessor;
Fig.10 die Organisation des Arbeitsspeichers;

Fig.11 eine detailliertere Darstellung des ersten Bereichs des ersten Teils des Hauptprogramms;

Fig.12 ein Unterprogramm, das im wesentlichen v/ährend des Aufleuchtens einer Anzeigeziffer abläuft;

In der Fig. 1 ist eine Uhr 1 perspektivisch dargestellt, die auf ihrer Vorderseite 2 eine digitale Anzeige 3 für die Ist-Zeit und eine digitale Anzeige 4 für die Weckzeit aufweist. Auf der Oberseite 5 dieser Uhr 1 sind Bedienungseinrichtungen vorgesehen, mit denen verschiedene Funktionen eingestellt oder abgerufen werden können. Für die Einstellung der Ist-Zeit ist ein Drehknopf 6 vorgesehen, der mehrere Drehstellungen aufweist. In einer dieser Drehstellungen wird z.B. die Ist-Zeit mit einer ersten Geschwindigkeit verstellt, v/ährend die Einstellung der Ist-Zeit bei einer anderen Drehstellung mit einer zweiten Geschwindigkeit erfolgt.

Für die Einstellung der Weckzeit ist ein zweiter Drehknopf 7 vorgesehen, mit dem ebenfalls zwei verschiedene Einstellungsgeschwindigkeiten in Gang gesetzt werden können. Die Einstellung selbst erfolgt dabei in bekannter Weise dadurch, daß ein Taktgeber oder dergleichen die aus Segmenten bestehenden Ziffern der Anzeigen 3, 4 fortschaltet. Die Einschaltung der verschiedenen Zeiten kann nicht nur durch Vorwärts-, sondern auch durch Rückwärts!auf vorgenommen werden. Um ein sekundengenaues Einstellen der Ist-Zeit zu ermöglichen, wird die nächste volle Minute eingestellt und

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der Drehknopf 6 auf "Stop" gestellt. Bei Erreichen der gewünschten Uhrzeit wird der Drehschalter auf Betrieb gestellt.

In der Nähe der Vorderseite 2 ist auf der Oberseite 5 der Uhrl eine Sensortaste 8 vorgesehen, mit welcher ein Nachweckvorgang eingeleitet werden kann. Das Nachweckintervall kann dabei 10 Minuten betragen, wä"hrend die Anzahl der Wiederholungen 5 sein kann. Nach Erreichen der VJeckzeit ertönt ein akustisches Signal, das durch Berühren der Sensortaste 8 unterbrochen wird. Nach 10 Hinuten ertönt dann erneut der Summton, der wiederum durch Berühren der Sensortaste 8 unterbrochen werden kann. Danach herrscht wieder eine Pause von 10 Minuten etc. Der gesamte Vorgang kann insgesamt fünfmal oder auch beliebig oft, je nach Bedarf, wiederholt werden.

Unterhalb der Sensortaste 8 ist die mechanische Taste 9 angeordnet, die für ein 24-Stunden-Wecken vorgesehen ist. Durch Drücken dieser Taste wird der Weckton für 24 Stunden unterbrochen. Die Anzeige 4 leuchtet dabei weiter.

Unterhalb der Drehknöpfe 6, 7 ist eine v/eitere mechanische Taste 10 angeordnet, bei deren Drücken die Weckzeit ganz ausgeschaltet wird. Die Anzeige 4 leuchtet in diesem Falle nicht mehr auf. Zum Einschalten muß die Taste 10 erneut gedrückt werden. Die Anzeigen 3, 4 der Uhr 1 enthalten jeweils vier als aktive Strahler ausgebildete Sieben-Segment-Ziffern, die über ein Netzkabel 11 mit elektrischer Energie versorgt werden. Obwohl die in der Fig. 1 dargestellte Uhr 1 als Netz-Uhr ausgelegt ist, kann sie im Prinzip auch als Batterie-Uhr ausgebildet sein. Die für den Betrieb der Uhr 1 erforderlichen elektrischen und elekironischen Bauteile befinden sich dabei im wesentlichen in einer unterhalb der Oberseite 5 angeordneten Auswölbung 12.

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In der Fig. 2 ist die in der Fig. 1 dargestellte Uhr 1 noch einmal von der Seite gezeigt, wobei die Uhr 1 an zwei Stellen aufgebrochen ist. Man erkennt bei dieser Darstellung wieder die Vorderseite 2 mit den Anzeigen 3, 4 sowie die Oberseite 5 mit den Tasten 9, 10 und dem Drehknopf 7. In den aufgebrochen gezeigten Stellen erkennt man einerseits eine Schnappverbindung 13 und andererseits eine Schraubverbindung 14 zwischen der Auswölbung 12 und dem oberen Teil 5 der Uhr 1. Unterhalb der Schnappverbindung 13 ist ein Fuß 15 zum Aufsetzen der Uhr vorhanden.

Die Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Uhr 1, wobei die einzelnen Bedienungsorgane zu erkennen sind. Die Sensortaste 8 weist hierbei zwei elektrische Kontaktbahnen 16, 17 auf, die mittels Fingerberührung überbrückt werden können und dabei einen Stop des Wecksignals bewirken. Die Tasten 9 und 10 sind langgestreckt und an den Ecken abgerundet. Dagegen sind die Drehschalter 6, 7 bezüglich ihrer Grundflächen 18, 19 kreisrund ausgebildet und weisen auf diesen Grundflächen y-förmige Erhöhungen 20, 21 auf.

Mit den Pfeil symbol en 22, 23 sind die Stellungen der Drehschalter 6, 7 bezeichnet, mit denen die Ist- bzw. Weckzeiten langsam in einer ersten Richtung verstellt v/erden. Die Pfeil symbol e 22', 23' zeigen eine langsame Verstellung in eine zweite Richtung an. Dagegen deuten die Pfeil Symbole 24, 25, 24', 25' eine schnelle Verstellung in eine erste bzw. zweite Richtung an.

Die Befestigung des Netzkabels 11 an dem Uhrengehäuse mittels einer Schelle 26 und zweiten Schrauben 27, 28 ist dort zu erkennen, wo die Uhr 1 in der Fig. 3 aufgebrochen dargestellt ist. 30

In der Fig. 4 ist die Unterseite der Fig. 1 zu erkennen. Man ersieht aus dieser Darstellung, daß die Ober- bzw. Vorderseite 2, der Uhr 1 wesentlich breiter ist als der mittlere Teil der'Atis-

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wölbung 12. Mit 29, 30 sind zwei Schrauben bezeichnet, die dazu dienen, den unteren Bereich der Uhr 1 mit dem Oberteil zu verbinden.

Die Fig. 5 zeigt die Uhr 1, ähnlich wie die Fig. 2, von der Seite, jedoch in einer geschnittenen Darstellung. Man erkennt hierbei eine Frontscheibe 31, die vor der Anzeige 3 für die Uhrzeit und der Anzeige 4 für die Weckzeit angeordnet ist. Diese Anzeigen sind auf einer Tragplatte 32 angeordnet, die ihrerseits an dem Uhrengehäuse befestigt ist. Senkrecht zu der Tragplatte 32 ist eine weitere Platte 33 vorgesehen, auf die sich die Gegenkräfte für die Tasten 9, 10 und die Drehknöpfe 6, 7 abstützen. Man erkennt hierbei, daß nicht nur die Tasten 9, 10, sondern auch die Drehknöpfe 6, 7 mit Federn 34, 35 abgestutzt sind. Mit 36, 37, 38 sind elektrische und elektronische Bauteile bezeichnet, die dazu dienen, aus der Netzfrequenz Zeitsignale zu gewinnen und die Anzeigen 3, 4 anzusteuern. Bei diesen Anzeigen 3, 4 kann es sich beispielsweise um FUTABA-Fluoreszenz-Anzeigen vom Typ 4-BT-07 fUr die Weckzeit und vom Typ 4-LT-ll fUr die Uhrzeit der Futaba Corporation, Daido Keori Bldg., 3F, 3-1-16, Satokanda, Chiyoda-ku, Tokyo 101, Japan, handeln.

In der Fig. 6 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, die zum Betrieb der Uhr dient. Mit 40 ist hierbei ein Netztransformator bezeichnet, dessen Primärwicklung 41 beispielsweise an 220 V und 50 Hz liegt. Dieser Netztransformator weist eine Sekundärwicklung 42 und eine Tertiärwicklung 43 auf, wobei der Ausgang der Sekundärwicklung 42 an einer Graetz-Gleichrichter-Brückenschaltung mit den vier Dioden 45, 46, 47, 48 liegt. An der von dieser BrUckenschaltung gelieferten Gleichspannung liegt ein Speicherkondensator 49, der als Elektrolytkondensator ausgebildet ist und somit auch eine gewisse Induktivität aufweist. Um eine sichere Entstörung zu gewährleisten, ist deshalb noch ein weiterer Kon-

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densator 50 vorgesehen, der parallel zu dem Kondensator 49 geschaltet ist. Parallel zu diesem Kondensator 49 ist ferner die Reihenschaltung aus einem Widerstand 51, einer ersten Zener-Diode 52 und einer zweiten Zener-Diode 53 geschaltet, wobei parallel zu der zweiten Zener-Diode 53 ein Kondensator 54 vorgesehen ist, der zur Entstörung dient. Mit der Anode der Zener-Diode 53 ist ein Widerstand 55 verbunden, der mit seinem anderen Anschluß an dem Emitter eines Transistors 56 liegt. Die Basis dieses Transistors 56 ist mit der Verbindungsleitung zwischen der Anode der Zener-Diode 52 und dem einen Anschluß des Widerstands 51 verbunden, während der Kollektor dieses Transistors 56 an dem anderen Anschluß des Widerstands 51 und damit an der Graetz-Brücke 44 liegt. Die Versor^u.ng... U_v ist über eine Diode 57 an einen Anschluß 58 eines Mikro-Computers 59 gelegt, bei dem es sich beispielsweise um den Mikrocomputer bzw. -Prozessor TMS 1070 handeln kann. Desgleichen ist die VersrSpannung U über die Diode 57 und einen Kondensator 60 an einen Eingang V_DD des Mikro - Computers 59 gelegt.

An zwei weiteren Eingängen OSCl, 0SC2 des Mikro-Computers 59 liegen Abstimm-Einrichtungen für einen Oszillator dessen aktive Elemente in dem Mikro-Prozessor 59 vorgesehen sind. Diese Abstimm-Einrichtungen bestehen im wesentlichen aus einem RC-Glied, das im konkreten Beispiel den Kondensator 61 und zwei Widerstände 62_} 63 aufweist, von denen der Widerstand 63 einstellbar ist und an einer Spannung V_DD liegt. Der Kondensator 61 ist mit dem Eingang V<.<. und dem ersten Anschluß eines Widerstands 64 verbunden, dessen zweiter Anschluß mit einem weiteren Widerstand 65 verbunden ist, wobei die beiden Widerstände 64, 65 einen Spannungsteiler bilden, an dessen Mittel anzapfung ein lichtempfindlicher Widerstand 66 liegt. Dieser lichtempfindliche Widerstand ist einerseits mit der Basis eines Transistors 67 und andererseits mit einem Widerstand 68 verbunden, der acteh äfl dem

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Emitter des Transistors 56 liegt. Der Emitter des Transistors ist an eine Mittel anzapfung 69 der Tertiärwicklung 43 angeschlossen, v/ährend sein Kollektor mit dem Kondensator 49 bzw. dem Kollektor des Transistors 56 verbunden ist, die beide an einem Gleichspannungsanschluß der Graetz-Brücke 44 liegen.

Von dem Emitter des Transistors 56, der auf dem Potential V^ liegt, führt über einen Widerstand 70 eine Verbindung auf einen ersten Sensorkontakt 71. Diesem ersten Sensorkontakt 71 liegt ein zweiter Sensorkontakt 72 gegenüber, der seinerseits über einen Widerstand 73 mit der Basis eines Transistors 74 verbunden ist. Parallel zur Basis-Emitter-Strecke dieses Transistors wird eine Diode 75 und ein Widerstand 76 geschaltet, während der Kollektor des Transistors 74 an einem Anschluß 77 des Mkro-Computers 59 liegt. An diesem Anschluß liegen auch noch die 24-Stunden-Wecktaste 9, die Wochenend-V.'ecktaste 10 und die Drehschalter 6, 7; letztere jedoch nur in Schaltstellungen, die durch die Schalter 78, 79 bzw. 80, 81, 82 symbolisiert werden. In den Schaltstellungen, die durch die Schalter 83, 84 bzw. 85, 86, 87 symbolisiert v/erden, sind die Drehschalter mit einem Anschluß 88 verbunden. Dabei sind die Tasten 9, 10 über die Dioden

89, 90 mit den Ausgängen 91 bzw. 92 des ^ikro-Computers 59 verbindbar, während die Schalter 78, 83 über eine Diode 93 mit dem Ausgang 94, die Schalter 84, 79 über eine Diode 95 mit einem Ausgang 96, die Schalter 80, 85 über eine Diode 97 und einen Ausgang 98, die Schalter 81, 86 über eine Diode 99 mit einem Ausgang 100 und die Schalter 82, 87 über eine Diode 101 mit einem Ausgang 102 des Mikro-Computers verbunden sind. Die Dioden 89,

90, 93, 95, 97, 99, 101 sind dabei jeweils so gepolt, daß ihre Anoden mit den Ausgängen 91, 92, 94, 96, 98, 100, 102 verbunden sind. Die Diode 75 dient zur Spannungsbegrenzung bei hohen elektrostatischen Spannungen.
Mit einem weiteren Ausgang 103 des Hikro-Computers 59 ist ein

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Piezo-Summer 104 über einen Widerstand 105 verbunden. Parallel zu der Serienschaltung aus Widerstand 105 und Summer 104 liegt ein Entlade-Widerstand 106, der einerseits mit dem Ausgang 103 und andererseits mit einer Leitung 107 verbunden ist, an die mehrere "pull down"- oder Ableitwiderstände 108-117 angeschlossen sind. Die jeweils anderen Anschlüsse dieser Wiederstände 108-117 sind mit den Ausgängen 118, 119, 120, 91, 92, 94, 96, 98, 100, 102, 103 des Mikro-Computers 59 verbunden. An dem Ausgang 120 liegt auch noch eine Diode 121 mit ihrer Anode, wobei ihre Kathode an den Emitter des Transistors 74 angeschlossen ist.

Der Mikro-Computer 59 weist weitere Ausgänge 122-129 auf, die jeweils über einen Widerstand 131-138 mit der Leitung 107 verbunden sind.

Ferner ist ein Ausgang 130 vorgesehen, an dem ein Kondensator 139 und eine Diode 140 mit ihrer Kathode angeschlossen sind, wobei der Kondensator 139 mit seinem zweiten Anschluß an dem Potential ^SS ^^ie9^t5 Ehrend die Diode mit ihrer Anode an dem Potential V_DD liegt.

An die Ausgänge 122-128 des Mikro-Computers 29 sind die Ziffern der Ziffer-Anzeige 3 für die Uhrzeit angeschlossen. Die entsprechenden Anschlüsse der Anzeige 3 sind dabei mit a - g bezeichnet. 25

Auf entsprechende Weise ist die Ziffer-Anzeige 4 für die Darstellung der Weck-Zeit mit den Ausgängen 122-128 verbunden.

Das Potential am Punkt 142 der Tertiärwicklung 43 ist ebenso wie das Potential am Punkt 141 dieser Wicklung 43 auf die Anzeigen 3, 4 gegeben.

Desgleichen führen Verbindungen von den Ausgängen 94, 96, 98, 100

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des Mikro-Computers 59 auf die Anzeige 3 sowie von den Ausgängen 118, 119, 120, 91, 92 dieses Mikro-Computers 59 auf die Anzeige 4.

Die auf die mit a - g bezeicheneten Anschlüsse der Anzeigen 3, 4 gegebenen Leitungen sind den Anoden von nicht näher dargestellten Lumineszenz-Rören zugeordnet, während die Anschlüsse 141, 142, 144 den Heizfaden-Kathoden und die Ausgänge 94, 96, 98, 100 bzw. 118, 119, 120, 91, 92 den Gittern der Röhren zugeordnet sind.

Die dem Netz-Transformator 40 nachgeschaltete Anordnung hat im wesentlichen die Aufgabe, den Hikro-Computer 59 mit der richtigen und ggf. stabilisierten Spannung zu versorgen. Dabei ist zu beachten, daß die Spannung V - V^p auf Grund der Beschaffenheit des Mikro-Computers 59 in jedem Falle konstant gehalten werden muß. Dagegen ist es lediglich nötig, die Spannung Vo<. - Vrr zu begrenzen. Es soll also dann, wenn die Eingangsspannung Nennwert hat oder darüber!iegt, sowohl die Spannung \L<~ - V^ als auch die Spannung V^ - Vrc geregelt werden. Sinkt dagegen die Eingangsspannung relativ stark, so soll wenigstens noch die Spannung V₅₅ - V™ geregelt v/erden, während die Spannung V₅₅ - Vrr absinken kann, weil sich dies lediglich in einer Helligkeitsverminderung der Anzeigen 3, 4 bemerkbar macht. Der Strom, der normalerweise in Richtung auf ν,,ς fließt, ist wesentlich kleiner als der Strom, der über Vrr fließt, beispielsweise 10 mA anstatt 30 mA.

Bei normalen Eingangsspannungen, z. B. 39 V, v/erden die erwähnten Spannungen durch die Zener-Dioden 52, 53 geregelt, wobei der Widerstand 51 als Strombegrenzer wirkt. Der Transistor 56 ist dabei als Emitter-Folger geschaltet. Fällt dagegen die Eingangsspannung am Kondensator 49 merklich, z. B. von 39 V auf 35 V, so leitet die Zener-Diode 52 auf Grund ihrer Kennlinie nicht mehr. Da der Transistor 56 nach wie vor als Emitter-Folger arbeitet, fließt nun

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der Strom nicht mehr über die Dioden 53,52 und den Widerstand 51, sondern über die Diode 53, den Widerstand 55 und den Transistor 56. An der Diode 53 bleibt die notwendige Spannung νςς-Vpjj, erhalten. Somit kann auf einfache Weise und unter Ver-C5 Wendung eines einfachen und preiswerten Transistors 56 eine gute Spannungsregelung erzielt werden.

Bei der Auslegung der Sensortaste 8, welche die beiden Sensorkontakte 71,72 aufweist, ist darauf geachtet, daß keine Zerstörung von Bauelementen auftritt, wenn etv/a die Bedienungsperson mit einem elektrostatisch aufgeladenen Finger nur einen der Sensorkontakte 71,72 berührt. Obwohl der Weckvorgang in der Regel nur dann unterbrochen wird, wenn beide Sensorkontakte 71, 72 elektrisch miteinander verbunden sind, kann es auch vorkommen, daß die Unterbrechung des k'eckvorgangs schon bei Berührung von nur einem Sensorkontakt erfolgt.

Die Anzeigen 3 und 4 werden, wie bereits erwähnt, im Zeitmultiplex betrieben. In der Fig. 7a ist der Abtastzyklus der Anzeige noch einmal in Impulsform dargestellt. Man erkennt hierbei verschiedene auf der Zeitachse aufgetragene Impulse I-X, in welche die Bezugszahlen der jeweils zugeordneten Ausgänge des Mikroprozessors 59 hineingeschrieben sind. Diese Ausgänge 102,100, 98, 96,94 bzw. 92,91,120,119,118 steuern nacheinander die Gitter der Lumineszensröhren der Anzeigen 3 bzw. 4 an. Hierbei sind die Impulsbreiten der Impulse I-V etwa dreimal größer als die Impulsbreiten der Impulse VI-X, wodurch sich ein guter duty-Faktor ergibt. Im einzelnen wird dieser vorteilhafte duty-Faktor dadurch erzielt, daß die kleineren Anzeigeziffern bei gleicher Impulsbreite dreimal heller als die großen Anzeigeziffern leuchten. Bei gleicher Helligkeit können folglich die Impulse fü> die kleinen Ziffern dreimal kleiner gewählt werden als die Impulse für die großen Ziffern.

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Die großen Ziffern der Ist-Anzeige 3 werden also länger angesteuert als die kleinen Ziffern der Weckzeit-Anzeige 4.

Mit dem Ausgang 102, d.h. mit dem Impuls I, werden die Einer der Minuten der Istzeit-Anzeige 3 beaufschlagt, während mit dem Impuls II die Zehner dieser Minuten angesteuert werden.

In entsprechender Weise v/erden die Einer der Stunden mit dem Impuls III und die Zehner der Stunden mit dem Impuls IV angesteuert.

Analog erfolgt die Ansteuerung der Weckzeit-Anzeige 4, v/o die Impulse VI bzw. VII die Einer bzw. Zehner der Hinuten und die Impulse VIII und IX die Einer bzw. Zehner der Stunden ansteuern. 15

Die Impulse V bzw. X steuern die Punkte zwischen den Minuten- und Stundenziffern an.

In der Fig. 7b ist auf der Zeitachse dargestellt, wie die Impulse für den Weckton im Hinblick auf die Abtastimpulse gemäß Fig. 7a verlaufen. Man erkennt, daß der Wecktakt mit dem Abtastzyklus verknüpft ist.

Ober den Impulsen I-X der Fig. 7a sind die Bezeichnungen DIG I DIG 10 vorgesehen. Mit diesen Bezeichnungen sind Programmteile bezeichnet, die während des Abtastzyklus ablaufen. Unterhalb der Impulse I-X sind v/eitere Programmteile DIG 11- DIG 20 bezeichnet, wodurch angedeutet ist, daß in zwei Abtastzyklen jeweils verschiedene Programmteile abgerufen werden. Am Ende des letzten Abtastimpulses X tritt eine Lücke auf, worauf erneut der Abtastimpuls I erscheint. Es ist naheliegend, nach dem Abtasten aller Ziffern einer Anzeige 3,4 die erwähnte Lücke für die Durchführung aller weiterer Programmschritte auszunutzen. Dies würde jedoch eine

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Verschlechterung des duty-Faktors bedingen. Deshalb werden gemäß der Erfindung die Programmteile nicht nur in der Lücke abgerufen, sondern auch in den Impulsen I-X.

In der Fig. 8 ist anhand eines Flußdiagramms der Programmablauf näher dargestellt. Man erkennt hieraus, daß nach der Inbetriebnahme, die durch den Startblock 200 dargestellt ist, der Datenspeicher des Mikroprozessors 59 gelöscht wird. Dies geschieht deshalb, damit eventuell eingespeicherte Daten, welche die Anzeige einer falschen Uhr- oder Weckzeit bewirken könnten, gelöscht werden. Dieser Löschvorgang ist durch das Kästchen 201 dargestellt. Sodann erfolgt bei 202 eine Abfrage der Dioden 147,148 für die Programmoption. Ist die Diode 148 eingesetzt, so beträgt die Netzfrequenz 60 Hz. Sofern die Diode 147 eingesetzt wurde, bedeutet dies, daß nach einem Netzspannungsausfall kein Weckton ertönen soll.

Nun werden bei 203 die Anfangsbedingungen gesetzt, d.h. das Startbit, die Diodenbits, der Weckton etc.

Bei 204 startet das Programm mit der Multiplex-Routine für die Anzeigen 3 und 4. Am Ende dieser Routine wird bei 205 abgefragt, ob das 50 Hz-bit gesetzt ist. War dies nicht der Fall, so wird eine Verzögerungs-Subroutine 206 eingeschaltet, die sodann eine 50 Hz-Eingangs-Subroutine 207 ablaufen läßt. Sodann geht es erneut in die Multiplex-Routine 208.

War dagegen ein 50 Hz-bit gesetzt, so werden bei 209 die 50 Hz-Schal ter-bits gesetzt und anschließend der Vorzähl er VZl der Einer bei 210 inkrementiert. Nun wird bei 211 abgefragt, ob der Vorzähler der Zehner gleich "fünf" ist. Ist dies der Fall, so läuft bei 212 sie Subroutine für die 2 Hz-Schalter-bits ab. Anschließend wird die Multiplexroutine bei 213 durchlaufen.

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Stand der Vorzähl er der Zehner nicht auf "fünf", so wird bei 214 abgefragt, ob der Vorzähl er für die Zehner auf "zehn" steht. Ist dies der Fall, dann läuft bei 215 die Subroutine für die 2 Hz-Schalter-bits ab. Andernfalls wird der Vorzähl er bei 216 gelöscht und der Sekundenzähler bei 217 inkrementiert.

In der Fig.9 ist ein Flußdiagramm gezeigt, das an das Flußdiagratnm der Figur 8 anschließt. Es wird bei 218 um eine Sekunde inkrementiert und dann bei 219 abgefragt, ob der Sekundenstand "sechzig" ist. Ist dies nicht der Fall, wird auf das Multiplexen umgeschaltet. Beträgt der Sekundenstand jedoch "sechzig", so wird bei 220 der Sekundenzähler gelöscht und bei 221 das Minutenbit gesetzt. Nun erfolgt bei 222 die Vorbereitung der Uhrzeitanzeige, und es wird bei 223 abgefragt, ob das Multiplex-bit gesetzt ist. Ist dies nicht der Fall, so werden die Digits 1...10 bei 224,225,226 ( vergleiche hierzu auch obere Reihe in Fig.7a) ablaufen lassen, während dann, wenn dies der Fall ist, die

Digits 11 20 ( vergleiche hierzu untere Reihe der Fig. 7a)

bei 227,228,229 abgerufen werden. Am Ende des Digits 10 wird das Multiplex-bit gesetzt, v/ährend am Ende des Digits 20 das MuI ti plex-bit gelöscht wird. Hierauf geht es in die Routine 204, die den Start der Multiplex-Anzeige betrifft.

In der Fig.10 ist die Organisation des Datenspeichers (RAM) des Mikroprozessors 59 näher dargestellt. Mit χ = 0, χ = 1, χ = 2 und χ = 3 sind die x-Koordinaten der Vier-Bit-Register 230-233 bezeichnet. Die y-Koordinaten der Register sind auf der rechten Seite mit 0-15 angegeben. Somit handelt es sich um einen Speicher mit 16 Wörtern ä 4 bit. Für die erfindungsgemäße Uhr werden von den vier Registern nur zwei benötigt; die beiden mittleren Register χ = 1 und χ = 2 bleiben deshalb unbelegt.

Der Inhalt des linken Registers χ = 0 ergibt sich weitgehend durch die in der Fig. 10 verwendeten Bezeichnungen.

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Der Vorzähl er für die Einer zählt auf der 50 Hz-Zeitbasis, was 20 msec entspricht. Er zählt 5x20 msec und überträgt dann alle 100 msec. Der Zehner-Vorzähler zählt bis 10, d.h. bis 2x5x 100 msec.

Im rechten Register χ = 3 sind bei y = 15 ein 1 Hz-bit und ein Start-bit gesetzt, während bei y = 13 ein Minuten-bit gesetzt ist. Bei Koinzidenz zwischen Ist-Zeit und Weckzeit wird bei y = 11 ein Wecktonbit gesetzt. Der Weckton selbst wird mittels eines WT 2-bits bei y=10 erzeugt. WT 2 wird in Abhängigkeit von den Vorbedingungen gesetzt oder auch rückgesetzt.

Mit "UB" bei y = 9 ist die Information "Uhr ist in Betrieb" bezeichnet. In den Reihen y =0 bis y = 9 sind die Digits 1-10 vorgesehen. Hierbei bedeuten 50 Hz bzw. 2 Hz die Taktgeschwindigkeiten, mit denen die Ist- bzw. die Weckzeit der Uhr verstellt werden kann.

Mit WT 3 ist bei y =3 das Optionsbit bezeichnet, das anzeigt, ob die Netzwechsel frequenz 50 Hz oder 60 Hz beträgt.

Die Bezeichnungen "Dec" und "Ine" weisen darauf hin, daß die Uhr- und Weckzeiten decrement!erend oder inkrementierend verstellt werden können.
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Die Bezeichnungen "50 Hz" und "2Hz" deuten auf die schnelle Verstellung der Ist- oder Weckzeit bzw. auf die langsame Verstellung der Ist- oder Weckzeit hin. Die erwähnten Informationen "50 Hz" und "2Hz" sind mehrfach gesetzt, um eine umständliehe Adressierung zu ersparen. Hierdurch genügt bei einer Verstellung der einfache Zugriff in eine der Reihen y=5 bis y=8. Das Symbol "WB" bei y=4 deutet die Weckbereitschaft an.

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Nachdem die Organisation des Arbeitsspeichers im Prinzip bekannt ist, wird in der Fig.11 noch einmal der erste Teil des in der Fig.8 dargestellten Hauptprogramms im Detail gezeigt.
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Man erkennt hieraus, daß die Blöcke 202,203 der Fig.8 durch mehrere Einzelvorgänge 242-247 realisiert werden.

Das Hauptprogramm der Figuren 8 und 9 weist zahlreiche Sub-Routinen oder Unterprogramme auf, die nicht im einzelnen dargestellt und erläutert sind. Zum Teil sind diese Unterprogramme lediglich durch den verwendeten Mikroprozessor TMS 1070 der Firma Texas Instruments bedingt und würden bei Verwendung eines anderen Mikroprozessors wegfallen oder eine andere Gestalt haben.

Lediglich beispielhaft ist in der Fig.12 ein Unterprogramm "DIGIT 1" näher dargestellt. Es handelt sich hierbei, wie bereits oben ausgeführt, um einen Programmteil, der im wesentliehen dann abläuft, wenn die erste Ziffer der Istzeit-Anzeige in Betrieb ist (vergl. Fig.7a, obere Hälfte), d.h. wenn der Ansteuerimpuls I vorliegt.

Der Verlauf des Programmteils "DIGIT 1" ist aus der Beschriftung der einzelnen Blöcke 250 bis 266 ohne weiteres verständlich. Die Stellen, an denen die besonderen Unterprogramme ablaufen, sind mit Kästchen gekennzeichnet, die zwei parallele senkrechte Striche aufweisen.

In entsprechender Weise wie der Programmteil "DIGIT I" werden auch die Programmteile "DIGIT 2" bis "DIGIT 10" bzw. "DIGIT 11" bis "DIGIT 20" abgearbeitet. Der wesentliche Vorteil, der mit der Einschachtelung der DIGIT-Programmteile in die Ansteuer-

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impulse verbunden ist, besteht darin, daß nicht nur die Lücke zwischen 118 und 109 (Fig.7a) zur Abarbeitung des Programms zur Verfügung steht. Diese Lücke müßte, wenn sie all eine für das gesamte Programm vorgesehen wäre, vergrößert werden, d.h. es blieben für die Ansteuerung der Anzeige-Ziffern nur verkürzte Impulse übrig, was eine Reduzierung der Leucht-Helligkeit zur Folge hätte.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern vielfach varriert werden kann. So ist es beispielsweise möglich, die zur Spannungsbegrenzung dienende Diode 75 auch anders anzuordnen, nämlich so, daß parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors 74 ein Widerstand 76 und von der Basis des Transistors 74 die Diode 75 an V^ geschaltet wird. Andere Variationen, wie beispielsweise die Umgestaltung der Y-förmigen Drehschalter in Drehschalter nach Art eines herkömmlichen Wecker-Verstellers, liegen ebenfalls auf der Hand.

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Claims

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Braun Aktiengesellschaft Rüsselsheimer Strasse 22 6000 Frankfurt am Kain

Uhr mit digitaler Zeitanzeige

Patentansprüche

01 . l). Uhr mit digitaler Anzeige der Ist-Zeit und mit

02 einer Weckeinrichtung , dadurch gekennzeichnet, daß

03 eine gesonderte digitale Anzeige (4) für die Weckzeit vor-

04 gesehen ist und daß Ist- und Weckzeit mit Drehstellern

05 (6*7) einstellbar sind.
06

07 2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ist-

08 Zeit ein erster Drehsteller (6) und der Weckzeit ein zweiter

09 Drehsteller (7) zugeordnet ist. 10

11 3. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Ist-

12 und Weckzeit ein gemeinsamer Drehsteller vorgesehen ist. 13

14 4. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl für

15 die Einstellung der Ist-Zeit als auch für die Einstellung

16 der Weckzeit verschiedene Taktgeschvnndigkeiten vorgesehen

17 sind, die durch verschiedene Stellungen der Drehsteller

18 (6,7) einstellbar sind.

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01 5. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl

02 die Ist-Zeit als auch die Weckzeit mit verschiedenen

03 Taktgeschwindigkeiten vorwärts- und rückwärts verstellbar

04 ist.
05

06 6. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine

07 Sensortaste (8) vorgesehen ist, bei deren Berührung ein

08 anstehendes Wecksignal für eine bestimmte Zeit, z.B. 10

09 Minuten, unterbrochen wird, wobei das Wecksignal nach

10 Ablauf dieser Zeit automatisch wieder erscheint. 11

12 7. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine

13 Druck-Taste (9) vorgesehen ist, bei deren Drücken der

14 Weckton für einen längeren Zeitraum, z.B. 24 Stunden,

15 ausgeschaltet bleibt.
16

17 8. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druck-

18 taste (10) vorgesehen ist, bei deren Drücken die Weckzeit

19 so lange ausgeschaltet bleibt, bis die Drucktaste (10)

20 erneut gedrückt wird.
21

22 9. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An-

23 zeige (3) für die Ist-Zeit und die Anzeige (4) für die

24 Weckzeit aktiv strahlende Segment-Elemente aufweisen, die

25 im Zeitmultiplex betrieben werden. 26

27 10. Uhr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seg-

28 ment-Elemente für die Anzeige (3) der Ist-Zeit größer sind

29 als die Segment-Elemente für die Anzeige (4) der Weckzeit

30 und daß die großen Segmente mit längeren Impulsen beauf-

31 schlagt werden als die kleineren Segmente. 32

33 11. Uhr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensor-

34 taste (8) zwei elektrische Kontaktbahnen (16,17) aufweist,

35 die mittels eines Fingers oder dergleichen überbrückbar sind.

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01 12. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

02 Anzeigen (3,4) an der Vorderseite (2) der Uhr (1) vor-

03 gesehen sind und daß senkrecht oder nahezu senkrecht

04 zu dieser Vorderseite (2) die Oberseite (5) der Uhr (1)

05 angeordnet ist, weiche verschiedene Bedienungsvorrichtun-

06 gen (6,7,8,9,10) trägt und daß sowohl die Vorderseite (2)

07 als auch die Oberseite (5) der Uhr (1) beim Aufstellen

08 auf eine waagrechte Ebene mit dieser Ebene einen spitzen

09 oder stumpfen Winkel bilden, 10

11 13. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der

12 Unterseite der Uhr (1) ein elastischer und auf einer

13 Standebene haftender Fuß (15) vorgesehen ist.

15 14. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh-

16 steller (6,7) eine zylindrische Basis besitzen, auf der

17 sich eine Y-förmige Erhöhung befindet.

19 15. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer-

20 funktionen der Uhr (1) unter Verwendung eines Mikropro-

21 zessors (59) durchgeführt werden.

23 16. Uhr, insbesondere nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,

24 daß zur Versorgung des Mikroprozessors (59) mit stabili-

25 sierter Gleichspannung aus einer Metzwechselspannungsquelle

26 (U) ein Gleichrichter (44) mit einer nachgeschalteten Regel-

27 schaltung vorgesehen ist, wobei die Regelschaltung eine

28 erste Spannung, die stets konstant gehalten wird, sowie eine

29 zweite Spannung, die nur innerhalb eines bestimmten Bereichs

30 konstant gehalten und bei Oberschreiten eines Schwellwertes

31 nur noch begrenzt wird, erzeugt. 32

33 17. Uhr nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste

34 Spannung (V₅₃-Vp₀) an einer Zenerdiode (53) abgegriffen wird,

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01 die mit ihrer Kathode an dem ersten Anschluß des Gleich-

02 rienters (44) und mit ihrer Anode über eine weitere Zener-

03 diode (52) und einen Widerstand an dem zweiten Anschluß

04 des Gleichrichters (44) liegt. 05

06 18. Uhr nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die

07 zweite Spannung (Vco-V^r·) zwischen der Kathode der ersten

08 Zenerdiode (53) und dem Emitter eines Transistors (56) ab-

09 greifbar ist, wobei zwischen dem Emitter des Transistors

10 (56) und der Kathode der Zenerdiode (53) ein Widerstand

11 (55) und ein Kondensator (54) liegen und die Basis des

12 Transistors (56) mit der Anode der zweiten Zenerdiode (52)

13 verbunden ist.
14

15 19. Uhr nach den Ansprüchen 11 und 16, dadurch gekennzeichnet,

16 daß eine Kontaktbahn (71) der Sensortaste (8) über einen

17 Widerstand (7o) mit dem Emitter des Transistors (56) ver-

18 bunden ist und die andere Kontaktbahn (72) an der Basis

19 eines Transistors (74) liegt, der mit seinem Kollektor

20 an einen Eingang (77) des Mikroprozessors (59) ange-

21 schlossen ist.
22

23 20. Uhr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Im-

24 pulsdauer beim Ansteuern der großen Segment-Elemente etwa

25 3 mal größer ist als die Impulsdauer beim Ansteuern der

26 kleinen Segment-Elemente.
27

28 21. Uhr nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß das aku-

29 stische Wecksignal mittels eines Summers (104) erzeugt wird,

30 der an einen Eingang (103) des Mikroprozessors (59) ange-

31 schlossen ist und dem ein Entladewiderstand (106) parallel-

32 geschaltet ist.

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01 22. Uhr nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die

02 Versorgungsspannung (U ) über eine Diode (57) an einen

03 Anschluß (58) des Mikroprozessors (59) gelegt ist, wo-

04 bei an dem Anschluß (58) aufgrund des Kennlinienver-

05 laufs der Diode (57) stets die vorgeschriebene Spannung

06 ansteht.
07

08 23. Uhr nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß an dem

09 Anschluß (58) des Mikroprozessors (59) die Versorgungs-

10 spannung (U ) von dem Mikroprozessor (59) derart abgell fragt wird, daß eine anstehende Sinus-Halbwell zwei

12 Abfragepunkte aufweist, so daß zweimal die logische Null

13 oder logische Eins bei der Abfrage erscheint. 14

15 24. Uhr nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit HiI-

16 fe von Dioden (147,148) Programmoptionen einschaltbar sind. 17

18 25. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die

19 Steuerung der Helligkeit der Anzeigen (3,4) ein Photo-

20 widerstand (66) vorgesehen ist, wobei bei großer Umfeld-

21 helligkeit der Photowiderstand (66) niederohmig ist und die

22 Helligkeit der Anzeigen (3,4) im wesentlichen durch zwei

23 erste Widerstände (48,64) bestimmt wird und bei geringer

24 Umfeldhelligkeit der Photowiderstand (66) hochohmig ist

25 und die Helligkeit der Anzeigen (3,4) im wesentlichen

26 durch zwei zweite Widerstände (65,64) bestimmt wird. 27

28 26 Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur

29 Ansteuerung eines akustischen Signalgebers eine Rechteck-

30 impulsfolge von konstanter Frequenz erzeugt wird.

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