DE3000871A1

DE3000871A1 - Elektronische mehrfunktions-digitaluhr

Info

Publication number: DE3000871A1
Application number: DE19803000871
Authority: DE
Inventors: Isamu Kobayashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-01-17
Filing date: 1980-01-11
Publication date: 1980-07-31
Also published as: GB2040082A; SG63484G; GB2040082B; HK37285A; US4330840A; IN152203B; JPS5595892A; MY8500830A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Mehrfunktions-Digitaluhr mit dynamischer Logik, bei der Zeitmessung, Anzeige usw. so durchgeführt werden, daß eine Reihe von Steuerbefehlen, die in einen Festspeicher oder ROM eingeschrieben sind, sequentiell gemäß vorgegebenen Taktimpulsen ausgelesen werden.

Bei einer elektronischen Digitaluhr war es erforderlich, daß diese nicht nur eine Zeitanzeigefunktion besitzt, sondern auch eine Stoppuhrfunktion, eine Zeitmessungsfunktion, eine Kalenderfunktion usw. Wenn man beabsichtigt, derartig viele Funktionen mit einer statischen Logik zu realisieren, müssen unabhängige Logikschaltungen für die entsprechenden Funktionen vorgesehen sein. Dies hat zu dem Problem geführt, daß die Abmessungen der Schaltungsanordnung insgesamt groß werden und daß die Herstellung der Schaltungsanordnung in Form eines einzigen Chips als integrierter Schaltung schwierig wird. Zur Lösung dieses Problems ist man zu einem sogenannten dynamischen Logiksystem übergegangen, bei dem eine Reihe von in einen Festspeicher eingeschriebenen Steuerbefehlen sequentiell gemäß vorgegebenen Taktimpulsen ausgelesen wird, beispielsweise mit Taktimpulsen in der Grössenordnung von k kHz, welche Maschinenzyklen bilden; ferner werden vorgegebene Informationsverarbeitungen gemäß den Steuerbefehlen und innerhalb eines festen Zeitintervails von beispielsweise l/lO s vorgenommen, was die Zeitbasis der Uhr darstellt, so daß die Zeitmessung, Anzeige usw. durchgeführt werden.

Wenn man jedoch diesem System die Stoppuhrfunktion hinzufügt, welche beispielsweise bis zu Werten von l/lOO s herunter messen kann, so muß die Zeitbasis der Uhr auf den Wert von l/lOO s gebracht werden. Somit müssen die vorgegebene Informationsverarbeitung, die sonst bei einer Zeitbasis von l/lO s durchgeführt worden ist, und auch

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die Informationsverarbeitung mit der zusätzlichen Stoppuhrfunktion innerhalb von l/lOO s beendet sein. Um dieser Situation gerecht zu werden, muß die Frequenz der Taktimpulse auf einen hohen Wert gebracht werden. Die hohe Frequenz geht jedoch einher mit einer Zunahme der Ladungs- und Entladungsströme der Kapazitäten, Streukapazitäten usw. der Schaltung und führt zu verschiedensten Problemen, wie z.B. einem zunehmenden Energieverbrauch und einer Verringerung beim Geschwindigkeitsspielraum bei Niedervoltbetrieb.

Da außerdem die Frequenz einer Oszillatorschaltung für eine Uhr eine vergleichsweise niedrige Frequenz von beispielsweise 32768 Hz hat, ist sie der Beschränkung unterworfen, die Frequenz der Taktimpulse in der oben beschriebenen Weise hoch zu machen. Um sämtliche erforderlichen Verarbeitungen innerhalb des oben angegebenen Zeitintervalls von l/lOO s zu beenden, ist eine Hochfrequenz-Oszillatorschaltung erforderlich, und die gesamte Schaltungsanordnung wird in eine Hochfrequenzschaltung eingesetzt, was zu Problemen führt, wie z.B. einer Komplizierung der Schaltungsanordnung sowie einer Zunahme des Leistungsverbrauches der Oszillatorschaltung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Mehrfunktions-Digitaluhr anzugeben, die eine Zeitmessung innerhalb einer sehr kurzen Zeiteinheit von beispielsweise l/lOO s durchführt, ohne daß eine Komplizierung der Schaltungsanordnung auftritt, und wobei außerdem der Leistungsverbrauch der gesamten Schaltung niedrig bleiben soll.

Zur Erreichung dieses Zieles ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Zeitmessung in einer kürzeren Zeiteinheit als der Zeitbasis der Uhr ohne Verkürzung der

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Zeitbasis durchgeführt wird und daß die Digitaluhr eine Zähleinrichtung, die ein Taktsignal mit einer kürzeren Periode als ein Zeitbasissignal empfängt, eine Anzeige-Eingabeeinrichtung, eine temporäre Halteeinrichtung zum Laden eines Ausgangssignals der Zähleinrichtung bei einer Anzeige der Eingabeeinrichtung, sowie eine Einrichtung aufweist, um ein in einem Speicher gespeichertes Zeitsignal auf der Basis eines Ausgangssignals der Halteeinrichtung zu korrigieren und das korrigierte Zeitsignal abzugeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Digitaluhr;

Fig. 2a ein Diagramm zur Erläuterung der in einem ROM gespeicherten Steuerbefehle;

Fig. 2b ein Diagramm zur Erläuterung der Zeitmessung unter Verwendung einiger Adressen

eines RAM;

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Anordnung der Segmente für die Ziffernanzeige einer Uhr;

Fig. 4a ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Anordnung eines Ausführungsbeispieles einer Zeitbasisschaltung für die Anordnung nach Fig. 1; und in

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Fig. kh ein Diagramm zur Erläuterung von Signalwellenformen bei den hauptsächlichen Teilen der Anordnung nach Fig. ^a.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Digitaluhr. In Fig. 1 bezeichnen das Bezugszeichen 1 einen Kristalloszillator, der ein Referenzfrequenzsignal mit 32768 Hz erzeugt; das Bezugszeichen 2 einen Frequenzteiler, der ein Frequenzteilungs-Ausgangssignal des Referenzfrequenzsignals liefert; das Bezugszeichen 3 eine Zeitgeneratorschaltung, welche das Ausgangssignal des Frequenzteilers 2 erhält und für die dynamischen Logikoperationen erforderliche Steuerimpulse erzeugt und sie verschiedenen Schaltungen zuführt; und das Bezugszeichen k einen Festspeicher oder ROM, in dem eine Reihe von Steuerbefehlen gespeichert sind, die zur Zeitmessung, Anzeige usw. erforderlich sind.

Der ROM 4t hat eine Speicherkapazität von beispielsweise 2O'i8 Worten. Ein Steuerbefehl ist einem Wort zugeordnet, und es sind Steuerbefehle mit einer Gesamtzahl von 2048

7 k
(= 128 χ l6 = 2' χ 2 ) in l6 Seiten gespeichert, die jeweils 128 Steuerbefehle enthalten. Bei einem Ausgangssignal eines Dekodierers 5 wird jeder Steuerbefehl au_s der entsprechenden Adresse in ein Befehlsregister 8 ausgelesen. Im Dekodierer 5 wird eine in einem Seitenregister 7a gespeicherte Seiteninformation von 4 bits dekodiert, um eine von l6 Seiten zu wählen. Ferner wird eine in einem Adressenregister 6a gespeicherte Adresseninformation mit 7 bits dekodiert, um eines von 128 (= 2 ) Worten auf der gewählten Seite zu wählen.

Ein Adressenbestimmungsteil 6 besteht aus dem Adressenregister 6a, einem Register 6b, das dem Inhalt des Registers 6a eine "1" hinzuaddiert, und Registern 6c und 6d, welche Rücksprungadressen zu dem Zeitpunkt speichern, wenn

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Unterprogrammsprünge aufgrund von Unterbrechungen usw. auftreten.

Ein Seitenbestimmungsteil 7 besteht aus einem Seitenregister 7a» einem voreinstellbaren Register 7b, das einen bestimmten Wert speichert, der dem Seitenregister 7a zu geben ist, sowie Registern 7c und 7d» welche Rücksprungseiten bei Unterprogrammsprüngen speichern, und einem Pufferregister 7e, das zeitweilig die Adressen des ROM 4 speichert, die in das Befehlsregister 8 geladen sind.

Das Befehlsregister 8 setzt den aus dem ROM k ausgelesenen Steuerbefehl. Die Information eines Befehlsteiles im Steuerbefehl wird in einem Dekodierer 8a dekodiert und wird zu einem Steuersignal zur Ausführung einer vorgegebenen Informationsverarbeitung, die innerhalb einer Zeitbasis vorzunehmen ist. Die Information eines Adressenteiles wird zu einer Adresse eines Speichers mit wahlfreiem Zugriff oder RAM 9 und wird in das Adressenregister 6a sowie das Pufferregister 7e gesetzt, um die Sprungzielortadresse des ROM k zu werden usw. Es ist auch möglich, die Information des Adressenteiles als ein Steuersignal oder einen Literalwert auf der Basis der Bestimmung durch die Information des Befehlsteiles zu verwenden. Zeitinformationen, wie z.B. Daten, Wochentage, Stunden, Minuten und Sekunden; Informationen hinsichtlich zu setzender Zeiten mit der Stoppuhrfunktion; Informationen für gesetzte Zeiten für die Zeitmeßfunktion; Alarminformation usw. können in beliebiger Weise in den RAM 9 eingegeben werden. Es ist möglich, Daten aus dem RAM 9 gemäß den Steuerbefehlen des ROM k auszulesen, um eine arithmetische Verarbeitung oder eine Anzeigeverarbeitung durchzuführen und außerdem das Ergebnis der arithmetischen Verarbeitung in den RAM 9 einzuschreiben.

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Nachstehend wird die Zeitmessung mit dem RAM 9 unter Bezugnahme auf Fig. 2a und 2b näher erläutert. Es wird angenommen, daß die in Fig. 2a angegebenen Steuerbefehle nacheinander von Seite 1, Adresse O des ROM 4 geschrieben werden. Wenn sie sequentiell ausgelesen und ausgeführt werden, einmal in l/lO s, einmal in 1 s, ... werden sie sequentiell an den Orten (l, 2), (l, 3)> ···
des RAM 9 gezählt, wie es in Fig. 2b angegeben ist«

Dies wird nachstehend im einzelnen erläutert.

(i) Durch Ausführen eines aus Seite 1, Adresse O des ROM k ausgelesenen Befehls "Laden 1, 2" wird ein Wert (l,. 2) zur Bestimmung des Ortes (l, 2) des
RAM 9 an einen Dekodierer IO angelegt.

(ii) Durch Ausführen eines aus Seite 1, Adresse 1 des ROM h ausgelesenen Befehls "1 binär addieren" wird der Inhalt des Ortes (l, 2) des RAM 9 ausgelesen und in einen Akkumulator 11, der nachstehend der Einfachheit halber mit ACC. 11 abgekürzt wird, für den Operanden 1 eingesetzt, während ein Wert 1 aus dem Befehlsregister 8 in einen Akkumulator 12, der nachstehend kurz mit ACC 12 bezeichnet wird, für „ den Operanden 2 eingesetzt wird. Die Inhalte von ACC 11 und ACC 12 werden in einer arithmetischen Logikeinheit 13 addiert, die nachstehend kurz mit ALU 13 bezeichnet wird, und das Ergebnis wird am Ort (l, 2) des RAM 9 über eine Datenübertragungsleitung 21 rait k bits eingespeichert.

(iii)Durch Ausführen eines aus Seite 1, Adresse 2 des . ROM k ausgelesenen Befehls "weniger als 10" wird eine Subtraktion zwischen dem Inhalt A des Ortes (l, 2) des RAM 9 und einem Wert 10 aus dem Befehlsregister 8 in der arithmetischen Logikeinheit 13

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ausgeführt und das Borgebit oder Vorgriffsbit des Ergebnisses überprüft:

Wenn Borgebit =1 (A - 10 < 0),

so geht die Operation mit (iv) weiter.

Wenn Borgebit =0 (A - 10 ~ 0),

so geht die Operation mit (v) weiter.

j[0 (iv) Durch Ausführen eines aus Seite I₁ Adresse 3 des ROM 4 ausgelesenen Befehls "20 springen" springt die Operation auf Seite 1, Adresse 20 des ROM 4, und es wird ein dort gespeicherter Befehl "Halt" ausgeführt. Danach wird, sofern nicht eine Unterbrechung oder dergl. auftritt, der Zustand "Halt" beibehalten, bis die nächste Periode von l/lO s
beginnt.

(v) Durch Ausführen eines aus Seite 1, Adresse 4 des ROM 4 ausgelesenen Befehls "0 übertragen" wird

ein Wert 0 aus dem Befehlsregister 8 in die Stelle (l, 2) des RAM 9 über die arithmetische Logikeinheit 13 eingesetzt. Infolgedessen wird der Ort (l, 2) des RAM 9 gelöscht.

(vi) Durch Ausführen eines aus Seite 1, Adresse 5 des ROM 4 ausgelesenen Befehls "1, 3 laden" wird ein Wert (l, 3) zur Bestimmung des Ortes oder der Stelle (l, 3) des RAM 9 an den Dekodierer 10 angelegt.

(vii)In gleicher Weise wie bei (ii) wird zur Stelle

(l, 3) des RAM 9 der Wert "1" addiert. Dies entspricht der Tatsache, daß ein Übertrag in einem
Zähler für die Ziffer von l/l0 s stattgefunden
hat, ausgeführt an der Stelle (l, 2) des RAM 9,
wie es in Fig. 2b angegeben ist, wobei die Zeit-

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messung der Ziffer von 1 s durchgeführt worden ist. Danach wird die Zeitmessung der Ziffer von 10 s an der Stelle (l, k) des RAM 9 durchgeführt. In gleicher Weise wird die Zeitmessung der Ziffer von 1 min an der Stelle (l, 5) des RAM 9 durchgeführt, die der Ziffer von 10 min an der Stelle (l, 6) usw.

D.h., da das voreinstellbare Register 7b in Intervallen von l/lO s auf Seite 1, Adresse 0 gesetzt wird, wird die Zeitmessung in l/lO s durch die Durchführung des oben beschriebenen Ablaufes ermöglicht. Der Befehl in jedem Schritt des Ablaufprogrammes wird innerhalb eines Maschinenzyklus von beispielsweise 250 us durchgeführt. Die Spalten "Inhalt" und "Wert" in Fig. 2b geben ein Beispiel des Inhalts im Laufe der Zeitmessung in jeder Adresse des RAM 9 und ein Beispiel der entsprechenden Zeit an.

Um eine im RAM 9 gebildete Zeit anzuzeigen, werden die Inhalte der den entsprechenden Ziffern der Zeit entsprechenden Adressen des RAM 9 durch die Steuerbefehle ausgelesen und sie werden von einem Anzeigedekodierer lk durch den Akkumulator ACC 11 dekodiert und dann in einer Zwischenspeicherschaltung 15 vorübergehend gespeichert. Ein Ausgangssignal der Zwischenspeicherschaltung 15 wird

an eine Anzeige 20 angelegt und wird zu einem Bestimmungssignal zur Bestimmung von Segmenten, die einer anzuzeigenden Zahl entsprechen,, unter den Zahlensegmenten S bis S_, die in Fig. 3 beispielhaft dargestellt sind. 30

Andererseits wird im Falle der Bestimmung der anzuzeigenden Ziffer ein Ziffernbestimmungsbefehl aus dem ROM 4 ausgelesen und ein durch Dekodieren des Befehls erhaltenes Signal als Ziffernbestimmungssignal über eine Ziffernwählschaltung 19 an die Anzeige 20 angelegt.

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Die Anzeige 20 wird vom Segmentbestimmungssignal und vom Ziffernbestimmungssignal angetrieben, und es werden die der bestimmten Ziffer entsprechenden Segmente angetrieben. Die Zeitgeberfunktion kann beispielsweise so realisiert werden, daß eine extern zu setzende Zeit an einem Ort des RAM 9 mittels einer Takteingabeschaltung l6 usw. gespeichert wird, daß der Inhalt des Ortes in Einheiten von l/lO s, Is usw. von der niedrigstwertigen Ziffer heruntergezählt wird und daß dann, wenn der Inhalt den Wert "O" erreicht hat, ein Antriebssignal erzeugt wird, um beispielsweise eine nicht dargestellte Alarmeinrichtung anzutreiben.

Die obige Operation ist bis jetzt ausgeführt worden. In diesem Falle ist nur die Zeitmessung in l/lO s möglich, und die Zeitmessung in einer noch kürzeren Zeiteinheit ist schwierig.

Die Erfindung ermöglicht es, die Zeitmessung, Anzeige usw. in einer sehr viel kürzeren Zeit durchzuführen, beispielsweise in l/lOO s.

Anhand der Beispiele der Zeitmessung und der Anzeige in l/lOO s bei der Stoppuhrfunktion wird die Erfindung nachstehend mit Schwergewicht auf die Operationen einer Zeitbasisschaltung 17 und ihrer Peripherieschaltung näher erläutert.

Wie in Fig. ka dargestellt, besteht die Zeitbasisschaltung 17 aus einem Dezimalzähler kl mit k bits, den man mit Impulsen mit einer Periode von l/lOO s frei laufen läßt, einem AND-Gatter 4t3, das ein dezimales Ausgangssignal von den Inhalten der entsprechenden Bits des Zählers *tl erzeugt, und einer Zwischenspeicherschaltung kk mit k bits, welche die Inhalte des Zählers vorüber-

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gehend speichert. Eine Zeit bei der Ziffer von l/lOO s wird beispielsweise in der Adresse 1 des RAM 9 gespeichert.

Taktitnpulse mit einer Periode von l/lOO s, die nachstehend als "T _oo" bezeichnet und vom Frequenzteiler 2 erzeugt werden, werden an einen Takteingang 42-1 des Zählers 4l der Zeitbasisschaltung 17 angelegt. Taktimpulse mit einer Periode von l/lO s, die nachstehend als "T._o" bezeichnet werden, werden von den Ausgängen der entsprechenden Bits des Zählers 4l über das AND-Gatter 43 erzeugt und an eine Startschaltung l8 angelegt. Ferner wird ein Tastsignal, beispielsweise ein von der Tasteingabeschaltung l6 erzeugtes Start- oder Stopp-Signal an die Startschaltung l8 angelegt.

Die Startschaltung l8 ist eine Schaltung, gemäß der dann, wenn das Start- oder Stopp-Signal beim Herunterdrücken einer Start- oder Stopp-Taste erhalten worden ist, ein Signal dem voreinstellbaren Register 7b synchron mit dem Taktimpuls T _ zugeführt wird, um einen vorgegebenen Wert dort einzusetzen, und gleichzeitig wird ein mit dem Taktimpuls T_n synchronisierter Startimpuls an die Zeitgene--ratorschaltung 3 übertragen. Diese Startschaltung l8 kann leicht durch Kombination von herkömmlichen Logikschaltungen realisiert werden.

Wenn die Start-Taste der Stoppuhr gedrückt worden ist, wird das von der Tasteingabeschaltung l6 erzeugte Start-Signal an den Tasteingang 42-2 in der Zeitbasisschaltung 17 angelegt, und der Inhalt des Zählers 4l wird in dem Zwischenspeicher 44 vorübergehend gespeichert. Zur gleichen Zeit wird das Startsignal an die Startschaltung l8 angelegt. Um zu der Seite im ROM 4 zu springen, in der der erste Steuerbefehl in einer Reihe von Steuerbefehlen gespeichert ist, die zum Realisieren der Stoppuhrfunktion erforderlich sind, wird das Ausgangssignal der Start-

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schaltung l8 auf der Basis des Startsignals zu einem Unterbrechungssignal, um die Sprungzielortseite im voreinstellbaren Register 7b zu setzen. Gemäß den von der Zeitgeneratorschaltung 3 erzeugten Steuerimpulsen werden gewünschte Steuerbefehle aus den entsprechenden Seiten des ROM k auf der Basis der in das voreinstellbare Register 7b eingegebenen Seiten ausgelesen und sequentiell ausgeführt.

Genauer gesagt wird die Verarbeitung durchgeführt, bei der der Inhalt der Zwischenspeicherschaltung kk der Zeitbasisschaltung 17» unmittelbar nachdem das Startsignal eingeschaltet worden ist, in einer vorgegebenen Adresse des RAM 9 über die Datenübertragungsleitung 21 mit k bits eingespeichert wird, beispielsweise an der Stelle (l, l) beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2b. Danach werden verstrichene Zeiten in vorgegebenen Adressen des RAM 9 in Einheiten von l/lO s gespeichert, etwa an der Stelle (l, 2) und den darauf folgenden Stellen beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2b.

Während die obige Zeitmessung erfolgt und mehrere Maschinenzyklen innerhalb des l/lO s Intervalls einnimmt, wird die Anzeige in der Weise durchgeführt, daß die Inhalte der den jeweiligen Ziffern entsprechenden Adressen aus dem RAM 9 ausgelesen werden, daß sie vom Anzeigedekodierer l4.dekodiert werden und daß die dekodierten Ergebnisse in der Zwischenspeicherschaltung 15 vorübergehend gespeichert werden, um die Segmente einer anzuzeigenden Zahl zu bestimmen, und daß außerdem ein Ziffernbestimmungsbefehl aus dem ROM 4 ausgelesen und zur Bestimmung einer Ziffer ausgeführt wird, wobei die Bestimmungssignale an die Anzeige 20 angelegt werden. Während der Zeitmessung der Stoppuhr ist, auch wenn die Ziffer von l/lOO s angezeigt wird, die Anzeige visuell schwer zu unterscheiden, und daher kann die Ziffer von l/lOO s beispielsweise als Zahl "8" angezeigt werden, indem man

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sämtliche Anzeigesegmente S bis S wählt.

Wenn die Stopptaste anschließend gedrückt worden ist, wird der Inhalt des Zählers kl in der Zeitbasisschaltung 17 vorübergehend in der Zwischenspeicherschaltung 44 gespeichert, und zwar durch das in der Tasteingabeschaltung l6 erzeugte Stoppsignal. Zur gleichen Zeit wird das Stoppsignal an die Startschaltung l8 in gleicher Weise wie das oben beschriebene Startsignal angelegt. Das Ausgangssignal der Startschaltung l8 auf der Basis des Stoppsignals wird zu einem Unterbrechungssignal, um eine Sprungzielortseite in das voreinstellbare Register 7b einzugeben. Unter Verwendung dieser Seite wird dafür gesorgt, daß die Operation zu der der Seite des ROM 4 springt, in der der erste Steuerbefehl unter einer Reihe von Steuerbefehlen gespeichert ist, die zum Korrigieren einer Zeit im RAM 9 beim Anhalten der Stoppuhr bis herunter zu der Ziffer von l/lOO s erforderlich sind, und um dann die korrigierte Zeit anzuzeigen.

Gemäß den von der Zeitgeneratorschaltung 3 erzeugten Steuerimpulsen werden gewünschte Steuerbefehle aus den entsprechenden Seiten des ROM 4 auf der Basis der in das voreinstellbare Register Tb eingegebenen Seiten ausgelesen und sequentiell ausgeführt.

Genauer gesagt, wird der Inhalt der Zwischenspeicherschaltung 44 der Zeitbasisschaltung.17, unmittelbar nachdem das Stoppsignal eingeschaltet worden ist, in einer vorher bestimmten Adresse des RAM 9 durch die Datenühertragungsleitung 21 mit 4 bits eingespeichert.

Anschließend werden die Zeit der Ziffer von l/lOO s beim Anhalten, wie im RAM 9 gespeichert, und die Zeit der Ziffer von l/lOO s beim Start, wie an der Stelle (l, 0) des RAM 9 gespeichert, ausgelesen und die Differenz zwischen

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den beiden Zeiten in der arithmetischen Logikeinheit 13 berechnet, so daß die Korrektur der Ziffer von l/lOO s durchgeführt wird. Die Zeit der Ziffer von l/lOO s nach der Korrektur wird von dem Anzeigedekodierer lA dekodiert, das Dekodierer-Ausgangssignal in der Zwischenspeicherschaltung 15 vorübergehend gespeichert und zu einem Anzeigesegment-Bestimmungssignal, und gemeinsam mit der Ausführung eines Ziffernbestimmungsbefehls wird die genaue Zeit der Ziffer von l/lOO s angezeigt. Danach werden die Zeit der Ziffer von l/lO s, die Zeit der Ziffer von 1 s, die Zeit der Ziffer von 10 s, ... sequentiell angezeigt und eine exakte Stoppuhrfunktion in der Einheit von l/lOO s realisiert.

Wird beispielsweise angenommen, daß der Inhalt des Zählers kl beim Start (lOOO) ist, d.h. 0,08 s, und daß die gemessene Zeit beim Anhalten der Stoppuhr einschließlich der Ziffer von l/lOO s den Wert "11 min 25,03 s" hat, so führt die arithmetische Logikeinheit 13 folgende Operation durch:

11 min 25,03 s - 0,08 s = 11 min 24,95 s, und es wird eine exakte Zeitmessung in Einheiten von l/lOO s durchgeführt.

Ea ist ouch möglich, eine Überlappungsoperation der Stoppuhr in Einheiten von l/lOO s durchzuführen.

Wird beispielsweise angenommen, daß der Inhalt des Zählers 4l der Zeitbasisschaltung 17 beim Start den Wert B = (OlOl) hat, d.h. 0,05 s, und daß die gemessenen Zeiten bei den ersten, zweiten, ... Intervallen nacheinander die Werte

A. = 1 min 15,06 s, A₀ = 11 min 25,03 s, ... haben, so 1 Ί

wird dem Wert B das Minuszeichen (-) zugeordnet und zu den Zeiten A , A„, ... in der arithmetischen Logikeinheit 13 wie folgt hinzuaddiert:
A₁ + (-B) = 1 min 15,Ol s

A_ + (-B) = 11 min 24,98 s

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Auf diese Weise werden korrekte Überlappungszeiten in Einheiten von l/lOO s erhalten.

Ua die Uberlappungsoperation durch die Unterbrechungsverarbeitung wie in den vorherigen Fällen mit Start und Stopp ausgeführt werden kann, ist sie leicht realisierbar, indem man lediglich einen Unterprogrammablauf für die Überlappungsoperation des ROM k hinzufügt.

Ferner können zwei oder mehr Stoppuhrfunktionen realisiert werden, indem man lediglich dem ROM k Unterprogramme hinzufügt und neue Adressen zum Speichern von Zeiten dem RAM 9 hinzufügt«

Wie oben im einzelnen erläutert, kann gemäß der Erfindung unter Beibehaltung der langen Zeitbasis von beispielsweise l/lO s die Zeitmessung der Ziffer von l/lOO s und der Anzeige des Ergebnisses durchgeführt werden.

Verschiedene Taktimpulse, die zur Ausführung von Befehlen erforderlich sind, können Signale mit vergleichsweise niedrigen Frequenzen sein. Infolgedessen können die Lade- und Entladeströme für Streukapazitäten usw. verringert werden, um einen niedrigeren Leistungsverbrauch zu erzielen, während gleichzeitig eine Hochfrequenzoszillator*· schaltung entbehrlich ist, was mit einer Vereinfachung der gesamten Schaltung einhergeht. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Anordnung von hohem praktischem Wert.

Zusammenfassend wird somit eine Digitaluhr mit dynamischer Logik angegeben, bei der eine Zeitbasisschaltung vorgesehen ist, die folgende Baugruppen aufweist: einen Zähler, der als Taktsignal ein Signal mit einer kürzeren Periode als das Basissignal des Systems erhält, einen Dekodierer zum Dekodieren des Inhalts des Zählers sowie eine Zwischen-

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speicherschaltung zum vorübergehenden Speichern des Inhalts des Zählers. Dabei wird das Zeitbasissignal des Systems vom Dekodierer der Zeitbasisschaltung erzeugt, wahrend eine Operation der Korrektur einer gemessenen Zeit, die in einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff oder RAM gespeichert ist, auf der Basis des Inhalts des Zählers durchgeführt wird.

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Claims

PATENTANW,? I TE
SCHIFF v.FÜNER STREHL SCHÜ BE L-HOP^" EBBINGHAL'S FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 βι 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95Ο16Ο, D-8OOO MÖNCHEN 95

HITACHI, LTD. 11. Januar 1980

DEA-25 08 7

Elektronische Mehrfunktions-Digitaluhr

Patentansprüche

II/ Digitaluhr mit dynamischer Logik, gekennzeichnet durch eine erste Speichereinrichtung (4·), in der eine Reihe von Steuerbefehlen eingeschrieben ist,

durch eine Recheneinrichtung (11-15), die von den Steuerbefehlen gesteuert ist und die vorgegebene Operationen ausführt,

durch eine zweite Speichereinrichtung (9), die Zeitsignale einer Vielzahl von Ziffern speichert, durch eine Steuerung, die die Steuerbefehle der ersten Speichereinrichtung (k) sequentiell ausliest und das Zeitsignal einer in der zweiten Speichereinrichtung (9)

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gespeicherten niedrigerwertigen Ziffer jedesmal dann erneuert, wenn ein vorgegebenes Zeitbasissignal (l7) gemäß dein gelesenen Steuerbefehl erhalten worden ist, und außerdem das Zeitsignal einer in der zweiten Speichereinrichtung gespeicherten höherwertigen Ziffer erneuert, wenn
ein Ubertragsignal im erneuerten Zeitsignal der niedrigerwertigen Ziffer erzeugt worden ist,

durch einen Zähler (4l), der ein Taktsignal mit einer
kürzeren Periode als das Zeitbasissignal erhält,

durch eine Anzeige-Eingabeeinrichtung (42-2),

""* durch eine zeitweilige Halteeinrichtung (44) , um ein Ausgangssignal des Zählers (4l) bei Anzeige einer Eingangseinrichtung zu laden,
und durch eine Ausgangseinrichtung (43), um ein Signal

einschließlich eines Zeitsignals mit der niedrigstwertigen Ziffer, vorgegeben durch die Periode des Taktsignals, auf der Basis eines Ausgangssignales der Halteeinrichtung (44) und der in der zweiten Speichereinrichtung (9) gespeicherten Zeitsignale zu liefern.

2. Digitaluhr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (l7i 43) zur Erzeugung
eines Zeitbasissignals auf der Basis des Ausgangssignals des Zählers (4l).

3· Digitaluhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausgangseinrichtung

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BAD ORIGINAL

eine Anzeigeeinrichtung (20) aufweist, um das' Signal einschließlich des Zeitsignals der niedrigstwertigen Ziffer anzuzeigen.

k. Digitaluhr nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß die ersten (4) und zweiten Speichexeinrichtungen (9) aus einem ROM (4) bzw. einem RAM (9) bestehen.

5. Digitaluhr nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet , daß die Recheneinrichtung (II-15) erste (ll) und zweite Register (12), welche die Eingangsinformation sammeln, und eine Rechenschaltung (13) aufweist, die Additionen und Subtraktionen der Ausgangssignale der Register (ll, 12) ausführt.

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