JP2008309759A - デジタル時計およびデジタル時計の電圧制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印加電圧の変化に従って、マイクロコンピュータの動作モードを切り替えるデジタル時計およびデジタル時計の電圧制御方法を提供する。
【解決手段】マイクロコンピュータ電源部１０２は、電圧検出回路１０６により検出された出力電圧Vddが所定電圧以下であるか否かを判定する。そして、検出された出力電圧Vddが所定電圧以下であると判定された場合、マイクロコンピュータ電源部１０２は、マイクロコンピュータ１０１を第１の動作電圧の範囲で動作させる通常モードから、第１の動作電圧の範囲より低い電圧範囲を含む第２の動作電圧の範囲でマイクロコンピュータ１０１を動作させる低電圧モードへと切り替える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、デジタル時計が備える電池の出力電圧に従って、マイクロコンピュータの動作電圧を制御するデジタル時計およびデジタル時計の電圧制御方法に関するものである。

従来のデジタル時計は、時刻表示用ＬＥＤ、振動モータ、圧電ブザー、運針モータ等のモジュールを制御するマイクロコンピュータを有する。マイクロコンピュータは、電池の出力電圧が印加され、当該出力電圧により自機の動作および各モジュールの動作を維持するのが一般的である。

これらのデジタル時計は、電池からマイクロコンピュータに印加される電圧が低下した場合、デジタル時計が備える重要度の低い一部のモジュールの機能を停止して、当該電池の延命を図っていた。または、一部のモジュールで消費される電力を低下させて、マイクロコンピュータの動作の停止を防止していた。

例えば、特許文献１では、電池残量が所定の一定量を超えていると判定された場合、高い表現力の画像データにより時刻表示を行い、電池残量が所定に一定量以下であると判定された場合、表現力の低い画像データにより時刻表示を行うことで、時計動作と時刻表示動作とを可能な限り長時間維持する。

特開２００７−１７１６１号公報

ここで、デジタル時計において、モジュールの動作を維持するためには、マイクロコンピュータが停止せず、動作していなければならない。

しかしながら、特許文献１に記載された発明は、電池残量に応じて表示内容を変えてモジュールにおいて消費される電圧を制御しているが、例えば、電池から印加される電圧がマイクロコンピュータの動作に必要な電圧に満たない場合、マイクロコンピュータの動作が停止してしまい、その結果、表示内容の変更や一部のモジュールの動作も停止し、モジュールの動作を維持することができないという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マイクロコンピュータに印加される印加電圧の低下によるマイクロコンピュータの動作の停止を回避することができるデジタル時計およびデジタル時計の電圧制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、デジタル時計であって、デジタル時計の動作を制御する中央演算処理部と、出力電圧により前記中央演算処理部に対して所定の印加電圧を印加する電源部と、前記印加電圧を検出する電圧検出部と、検出された前記印加電圧が所定電圧以下であるか否かを判定し、前記印加電圧が所定電圧以下であると判定された場合、前記中央演算処理部を第１の動作電圧の範囲で動作させる通常モードから、前記第１の動作電圧の範囲より低い電圧範囲を含む第２の動作電圧の範囲で前記中央演算処理部を動作させる低電圧モードへと切り替える制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のデジタル時計において、前記電圧検出部は、運針処理ごとまたは所定の時刻カウントごとに、前記印加電圧を検出することを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、請求項２に記載のデジタル時計において、前記制御部は、前記中央演算処理部が前記低電圧モードで動作している場合に、前記印加電圧が所定電圧より高いと判定された場合、前記低電圧モードから前記通常モードへと切り替えることを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、請求項１から３のいずれか一記載のデジタル時計において、前記中央演算処理部は、所定時間経過後に、前記印加電圧を降下させ、前記電圧検出部は、前記印加電圧を降下させた状態で、前記印加電圧を検出することを特徴とする。

また、請求項５にかかる発明は、請求項４に記載のデジタル時計において、前記中央演算処理部と前記電源部との間に接続される負荷抵抗、をさらに備え、前記中央演算処理部は、前記負荷抵抗に対して前記電源部の出力電圧より低い電圧を印加することにより前記印加電圧を降下させることを特徴とする。

また、請求項６にかかる発明は、請求項４または５に記載のデジタル時計において、前記中央演算処理部は、前記印加電圧が所定電圧以下の場合、運針処理の周期を変更することを特徴とする。

また、請求項７にかかる発明のデジタル時計の電圧制御方法は、デジタル時計の動作を制御する中央演算処理に対する印加電圧を検出する工程と、検出された前記印加電圧が所定電圧以下であるか否かを判定する工程と、前記印加電圧が所定電圧以下であると判定された場合、前記中央演算処理部を第１の動作電圧の範囲で動作させる通常モードから、前記第１の動作電圧の範囲より低い電圧範囲を含む第２の動作電圧の範囲で前記中央演算処理部を動作させる低電圧モードへと切り替える工程と、を含むことを特徴とする。

請求項１および５にかかる発明によれば、中央演算処理部に印加される印加電圧が所定電圧以下であると判定された場合、中央演算処理部を第１の動作電圧の範囲で動作させる通常モードから、第１の動作電圧の範囲より低い電圧範囲を含む第２の動作電圧の範囲で中央演算処理部を動作させる低電圧モードへと切り替えることで、電池接触抵抗の増大、温度変化による電池電圧の低下による一時的な印加電圧の低下により中央演算処理部の動作が停止することを回避できるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるデジタル時計およびデジタル時計の電圧制御方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。

本発明の一実施の形態として、デジタル時計に実装されたマイクロコンピュータへ印加される印加電圧に応じて、当該マイクロコンピュータの動作モードを切り替えて、マイクロコンピュータの停止を回避する例を示す。

図１は、本実施の形態にかかるデジタル時計の構成を示すブロック図である。本図に示すようにデジタル時計１００の内部は、マイクロコンピュータ１０１と、電池１０３と、負荷抵抗１０４と、スイッチ１０５と、電圧検出回路１０６と、時刻表示用ＬＥＤ１０７と、振動モータ１０８と、圧電ブザー１０９と、運針モータ１１０と、を備えて構成される。なお、マイクロコンピュータ１０１の内部は、マイクロコンピュータ電源部１０２を有して構成される。

スイッチ１０５は、利用者により手動で開閉され、後述する時刻表示用ＬＥＤ１０７のON／OFFを切り替えるものである。時刻表示用ＬＥＤ１０７は、スイッチ１０５の開閉に応じてマイクロコンピュータ１０１によりON／OFFが切り替えられ、マイクロコンピュータ１０１からの通電により発光素子を発光させて、４桁の数字とコロンを用いて時刻、カレンダー等を表示するものである。振動モータ１０８は、スケジュールなどで設定されるアラーム情報を振動により知らせるものである。圧電ブザー１０９は、圧電素子を用いたスピーカーであり、スケジュールなどで設定されるアラーム情報を音により知らせるものである。運針モータ１１０は、マイクロコンピュータ１０１による運針処理に応じて、図示しないアナログ時計の指針を運針させるものである。

電池１０３は、電源部を構成し、出力電圧V0によりマイクロコンピュータ１０１に対して所定の印加電圧Vddを印加する。本実施の形態においては、未使用時の出力電圧V0が3.0Vのリチウム電池を用いた。電池１０３は、使用により放電して出力電圧V0が徐々に低下する。

電圧検出回路１０６は、後述する第１のパターンの電圧制御時には運針処理ごとまたは所定の時刻カウントごとに、あるいは後述する第２のパターンの電圧制御時には所定時間ごとにマイクロコンピュータ１０１に印加される印加電圧Vddを検出する。本実施の形態にかかる電圧検出回路１０６は、マイクロコンピュータ１０１から出力された印加電圧Vddの検出を指示する検出信号に応じて、電池１０３からマイクロコンピュータ１０１に印加された印加電圧Vddを検出する。

負荷抵抗１０４は、電池１０３と後述するマイクロコンピュータ１０１の出力端子（OUT）１０１ｃとの間に接続される。本実施の形態においては、後述する第２のパターンの電圧制御時にマイクロコンピュータ１０１により電圧が印加される。なお、負荷抵抗１０４に印加される電圧の制御については、後述する。

マイクロコンピュータ１０１は、中央演算処理部を構成し、電池１０３により所定の印加電圧Vddが印加され、デジタル時計１００の動作を制御する。また、マイクロコンピュータ１０１は、Vdd端子１０１ａ、入力端子（IN）１０１ｂ、出力端子（OUT）１０１ｃ、出力端子（OUT）１０１ｄ、入力端子（IN）１０１ｅ、ＧＮＤ端子１０１ｆ、およびマイクロコンピュータ電源部１０２を備える。

Vdd端子１０１ａは、電池１０３により印加電圧Vddが印加される。入力端子（IN）１０１ｂは、スイッチ１０５の開閉を示す開閉信号が入力される。出力端子（OUT）１０１ｃは、マイクロコンピュータ１０１の制御により負荷抵抗１０４に所定電圧印加する。出力端子（OUT）１０１ｄは、印加電圧Vddの検出を指示する検出信号を電圧検出回路１０６に出力する。入力端子（IN）１０１ｅは、電圧検出回路１０６により検出された印加電圧Vddの検出結果が入力される。ＧＮＤ端子１０１ｆは、電池１０３の負極に接続される。

マイクロコンピュータ電源部１０２は、制御部を構成し、電圧検出回路１０６により検出された印加電圧Vddが所定電圧以下であるか否かを判定し、その判定結果に基づいてマイクロコンピュータ１０１の動作モードを切り替える。動作モードには、低電圧モードと通常モードの２種類存在する。

ここで、通常モードは、マイクロコンピュータ１０１を第１の動作電圧の範囲で動作させるモードである。本実施の形態においては、第１の動作電圧の範囲を2.4〜3.6Vとする。また、本実施の形態においては、動作モードが通常モードに変化した場合、マイクロコンピュータ１０１は、印加電圧Vddの1/2の内部電圧により動作するものとする。これにより、通常モード時のマイクロコンピュータ１０１の消費電流を低く抑えることができる。

一方、低電圧モードは、第１の動作電圧の範囲より低い電圧範囲を含む第２の動作電圧の範囲でマイクロコンピュータ１０１を動作させるモードである。本実施の形態においては、第２の動作電圧を1.2〜2.4Vとする。また、本実施の形態においては、動作モードが低電圧モードに変化した場合、マイクロコンピュータ１０１は、印加電圧Vddそのままの内部電圧により動作するものとする。

動作モードは、マイクロコンピュータ電源部１０２により動作モードフラグを用いて制御される。動作モードフラグは、マイクロコンピュータ１０１に内蔵された図示しないＲＡＭに保持される。動作モードフラグには、“０”と“１”とがある。“０”は、通常モードを示し、“１”は低電圧モードを示している。

すなわち、マイクロコンピュータ電源部１０２は、電圧検出回路１０６により検出された印加電圧Vddが所定電圧以下であると判定した場合、動作モードフラグを“１”に更新する。これにより、動作モードが低電圧モードへ切り替えられる。また、マイクロコンピュータ電源部１０２は、検出された印加電圧Vddが所定電圧以下でないと判定した場合、動作モードフラグをから“０”へ更新する。これにより、動作モードが通常モードへ切り替えられる。また、本実施の形態においては、所定電圧を2.4Vとする。なお、本実施の形態では、マイクロコンピュータ電源部１０２をマイクロコンピュータ１０１の内部に設けているが、これに限定されるものではなく、マイクロコンピュータ電源部１０２をマイクロコンピュータ１０１の外部に設けるように構成してもよい。

上述したマイクロコンピュータ電源部１０２による動作モードの切り替えは、マイクロコンピュータ１０１により負荷抵抗１０４に印加される電圧の制御が行われた際の印加電圧Vddの検出結果に応じて行われる。このマイクロコンピュータ１０１による電圧の制御には、第１のパターンと第２のパターンの２つのパターンがある。第１のパターンの電圧制御は、一時的な印加電圧Vddの低下を検出するための電圧の制御であり、運針処理ごとまたは所定の時刻カウントごとに電圧検出が行われて実行される。第２のパターンは、電池１０３の消耗による印加電圧Vddの低下を検出するための電圧の制御であり、運針処理ごとまたは所定の時刻カウントごとに電圧検出が行われて実行される。これらの電圧の制御で印加電圧Vddの低下を検出した場合に動作モードが低電圧モードになる。以下、電圧制御のパターンについて説明する。

第１のパターンの電圧制御は以下のように行われる。マイクロコンピュータ１０１は、出力端子１０１ｃを介して負荷抵抗１０４に電池１０３の出力電圧V0と同レベルの電圧（High）を印加する。当該印加により、負荷抵抗１０４の電圧（High）と電池１０３の出力電圧V0とが平衡に維持され、電池１０３の出力電圧V0が電圧降下せずそのまま印加電圧VddとしてVdd端子１０１ａに印加される。印加電圧Vddは、上述した電圧検出回路１０６により、マイクロコンピュータ１０１による運針処理ごとまたは所定の時刻カウントごとに検出される。なお、本実施の形態においては、電圧（High）を3.0Vとする。

そして、マイクロコンピュータ電源部１０２は、電圧検出回路１０６により検出された印加電圧Vddが所定電圧以下であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて動作モードを切り替える。つまり、電池接触抵抗の増大、温度変化による電池電圧の低下により一時的な印加電圧Vddの低下が発生した場合に、動作モードを低電圧モードに切り替えてマイクロコンピュータ１０１の停止を回避することができる。なお、マイクロコンピュータ１０１は、当該動作モードの切り替えに伴う運針処理の周期を変更する制御を行わない。そのため、印加電圧Vddの一時的な低下に対しては、動作モードの切り替えが通知されず、利用者が電池１０３の消耗を誤認識することを防止できる。

第２のパターンでは、マイクロコンピュータ１０１は、所定時間毎に、出力端子１０１ｃを介して負荷抵抗１０４に電圧（Low）を印加する。当該印加により、出力端子１０１ｃを介して負荷抵抗１０４に電池１０３の出力電圧V0より低い電圧（Low）が印加される。本実施の形態においては、電圧（Low）を0Vとする。また、所定時間は、内部タイマーのカウントで計測され、本実施の形態においては、所定時間を１時間とする。さらに、負荷抵抗１０４に印加される電圧（Low）は、所定時間毎に数msec印加されるものとする。当該印加により、負荷抵抗１０４と電池１０３との間に電位差が生じて電池１０３から負荷抵抗１０４へ電流が流れ、電池１０３によりマイクロコンピュータ１０１に印加される印加電圧Vddは降下する。上述した電圧検出回路１０６は、印加電圧Vddを降下させた状態で、当該印加電圧Vddを検出する。なお、本実施の形態では、負荷抵抗１０４に印加される電圧（Low）は所定時間毎に数msec印加されるものとしていたが、これに限定するものではない。例えば、印加電圧Vddを所定電圧降下させることができれば、数msec以下であってもよい。

そして、マイクロコンピュータ電源部１０２は、検出された印加電圧Vddが所定電圧以下であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて動作モードを切り替える。つまり、電池１０３が消耗している場合は、印加電圧Vddの電圧降下により、印加電圧Vddが所定電圧以下となり、動作モードが低電圧モードに切り替わる。また、マイクロコンピュータ１０１は、当該動作モードに切り替えに伴い、運針処理の周期を変更する制御を行う。当該制御により、電池１０３の消耗を運針のすすみ具合の変化という視覚的な警告で利用者に通知する。本実施の形態においては、１秒毎の運針処理の周期を２秒毎の運針処理の周期に変更するものとする。

また、マイクロコンピュータ１０１は、運針モータ１１０を制御して、運針処理を実行する。また、マイクロコンピュータ１０１は、運針処理後、電池１０３によりVdd端子１０１ａに印加される印加電圧Vddの検出を指示する検出信号を出力端子１０１ｄから電圧検出回路１０６へ出力する。そして、入力端子１０１ｅを介して電圧検出回路１０６から印加電圧Vddを取得する。本実施の形態においては、１秒毎または２秒毎に運針処理が実行されるものとする。

また、マイクロコンピュータ１０１は、時刻表示用ＬＥＤ１０７を制御して、時刻カウントを実行する。本実施の形態にかかるマイクロコンピュータ１０１は、スイッチ１０５が閉じられたことを示す開閉信号を入力端子１０１ｂから受信すると、時刻表示用ＬＥＤ１０７をONし、通電により発光素子を発光させて、４桁の数字とコロンを用いて時刻、カレンダー等を表示する。一方、マイクロコンピュータ１０１は、スイッチ１０５が開かれたことを示す開閉信号を入力端子１０１ｂから受信すると、時刻表示用ＬＥＤ１０７をOFFする。

また、マイクロコンピュータ１０１は、図示しない内部タイマーを常に動作させ、他の動作を停止したＨＡＬＴ状態に設定されている。そして、内部タイマーからの割り込みが発生すると、マイクロコンピュータ１０１はＨＡＬＴ状態を解除して以上に述べる処理を実行する。本実施の形態においては、2Hzの内部タイマーを用いるものとする。

次に、以上のように構成された本実施の形態にかかるデジタル時計１００において印加電圧Vddが低下した場合に、マイクロコンピュータ１０１の動作モードを切り替える処理について説明する。図２は、本実施の形態にかかるデジタル時計１００において、印加電圧Vddの変化に応じてマイクロコンピュータ１０１の動作モードを切り替える処理の手順を示すフローチャートである。図３は、本実施の形態にかかるデジタル時計１００において、印加電圧Vddの変化に応じてマイクロコンピュータ１０１の動作モードを切り替える処理のタイミングを示すタイミングチャートである。

以下、図２に示すマイクロコンピュータ１０１の動作モードの切り替え処理に沿って、印加電圧Vddが図３（ａ）に示す変化を示した場合の動作モードの切り替えのタイミングについて説明する。図３（ａ）は、印加電圧Vddの変化を示す図である。図３（ａ）において、横軸は時間であり、縦軸は印可電圧Vddである。印加電圧Vddは、図３（ａ）に示すように、タイミング３０１において所定電圧（2.4V）以下に一時的に低下し、タイミング３０２において再び所定電圧より高くなっている。また、タイミング３０３においてマイクロコンピュータ１０１の制御により負荷抵抗１０４へ電圧（Low）が印加されると、印加電圧Vddは所定電圧以下に降下している。

図２に戻り、マイクロコンピュータ１０１は、通常、ＨＡＬＴ状態に設定され、内部タイマーからの割り込みの発生を待って待機する（ステップＳ２０１）。そして、内部タイマーから割り込みが発生すると、マイクロコンピュータ１０１は、ＨＡＬＴ状態を解除して、運針処理および時刻カウントを実行する（ステップＳ２０２）。

図３（ｅ）は、マイクロコンピュータ１０１による運針処理の周期の切り換え示す図である。図３（ｅ）において、横軸は時間であり、縦軸は運針処理の周期である。マイクロコンピュータ１０１は、マイクロコンピュータ電源部１０２による動作モードの切り替えに応じて運針処理の周期を変更する。本実施の形態では、図３（ａ）のタイミング３０３において動作モードが低電圧モードへ切り替えられると、マイクロコンピュータ１０１は、後述するステップＳ２１１において運針処理の周期を１秒毎から２秒毎に変更する。これにより、利用者は電池１０３の消耗により印加電圧Vddが低下していることを運針のすすみ具合の変化という視覚的な警告で認識することができる。また、運針処理の周期が変更されると、後述する電圧検出回路１０６による電圧検出のタイミングも変わる。

なお、図３（ａ）のタイミング３０１から３０２に示す一時的な印加電圧Vddの低下に対しては、運針処理の周期の変更は行われないため、利用者は電池１０３の消耗を誤認識することを回避することができる。

図２に戻り、運針処理および時刻カウント後、マイクロコンピュータ１０１は、内部タイマーのカウントに基づいて所定時間（１時間）経過したか否かを判断する（ステップＳ２０３）。

図３（ｃ）は、マイクロコンピュータ１０１の制御により所定時間毎に出力端子１０１ｃを介して負荷抵抗１０４に印加される電圧（High）を電圧（Low）に切り替えるタイミングを示す図である。図３（ｃ）において、横軸は時間であり、縦軸は出力端子（OUT）１０１ｃに印加される電圧（High）／電圧（Low）である。本実施の形態にかかるマイクロコンピュータ１０１は、所定時間毎に、出力端子１０１ｃを介して負荷抵抗１０４に数msecだけ電圧（Low）を印加する。これにより、電池１０３と負荷抵抗１０４との間に電位差が生じ、電池１０３から負荷抵抗１０４へ電流が流れ、図３（ａ）の符号３０４に示すような印加電圧Vddの電圧降下がなされる。

図２に戻り、１時間経過していないと判断された場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、第１のパターンの電圧制御が実行される。すなわち、電圧検出回路１０６は、運針処理後、マイクロコンピュータ１０１から出力された検出信号に応じて、印加電圧Vddを検出する（ステップＳ２０４）。

図３（ｂ）は、電圧検出回路１０６により印加電圧Vddを検出するタイミングを示す図である。図３（ｂ）において、横軸は時間であり、縦軸は電圧検出回路１０６のON／OFFである。電圧検出回路１０６は、運針処理後、マイクロコンピュータ１０１の出力端子１０１ｄから出力された検出信号に応じて印加電圧Vddを検出する。本実施の形態における運針処理の周期には、１秒毎と２秒毎がある。このため、マイクロコンピュータ１０１は、出力端子１０１ｄを介して１秒毎または２秒毎に検出信号を電圧検出回路１０６に出力する。そして、電圧検出回路１０６は、マイクロコンピュータ１０１から１秒毎または２秒毎に出力された検出信号に応じて印加電圧Vddを検出する。なお、後述するステップＳ２０８において印加電圧Vddを検出する処理も同様である。

図２に戻り、マイクロコンピュータ電源部１０２は、検出された印加電圧Vddが所定電圧（2.4V）以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。そして、印加電圧Vddが所定電圧より高いと判定された場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、マイクロコンピュータ電源部１０２は、マイクロコンピュータ１０１の動作モードを通常モードへ切り替える（ステップＳ２０６）。一方、印加電圧Vddが所定電圧以下と判定された場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ電源部１０２は、マイクロコンピュータ１０１の動作モードを低電圧モードへ切り替える（ステップＳ２０７）。

図３（ｄ）は、電圧検出回路１０６により検出された印加電圧Vddに応じて、マイクロコンピュータ電源部１０２がマイクロコンピュータ１０１の動作モードを切り替えるタイミングを示す図である。図３（ｄ）において、横軸は時間であり、縦軸は動作モードの切り替えである。図３（ａ）のタイミング３０１において、一時的に印加電圧Vddが低下した場合に、マイクロコンピュータ電源部１０２は、マイクロコンピュータ１０１の動作モードを低電圧モードへと切り替える。これにより、一時的な印加電圧Vddの低下に対して、マイクロコンピュータ１０１の動作電圧の範囲を切り替えてマイクロコンピュータ１０１の動作の停止を回避する。なお、後述するステップＳ２１０およびステップＳ２１２においてマイクロコンピュータ電源部１０２が動作モードを切り替える処理も同様である。

また、図３（ａ）のタイミング３０２において、印加電圧Vddが再び所定電圧より高くなった場合に、マイクロコンピュータ電源部１０２は、マイクロコンピュータ１０１の動作モードを通常モードへと切り替える。これにより、一時的な印加電圧Vddの低下に対して、再度、マイクロコンピュータ１０１の動作電圧の範囲を切り替えて、電池１０３の消費電力の低減を図る。

図２に戻り、ステップＳ２０３において、１時間経過したと判断された場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、第２のパターンの電圧制御が実行される。すなわち、マイクロコンピュータ１０１は、出力端子１０１ｃを介して負荷抵抗１０４に電圧（Low）を印加する。そして、電圧検出回路１０６は、負荷抵抗１０４に電圧（Low）が印加されたとき、当該印加により降下した印加電圧Vddを検出する（ステップＳ２０８）。ここで、電圧検出回路１０６は、先に述べたように、図３（ａ）の符号３０４に示すような電圧降下がなされた印加電圧Vddを検出する。

次に、マイクロコンピュータ電源部１０２は、検出された印加電圧Vddが所定電圧以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。印加電圧Vddが所定電圧以下であると判定された場合（ステップＳ２０９：Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ電源部１０２は、マイクロコンピュータ１０１の動作モードを低電圧モードに切り替える（ステップＳ２１０）。さらに、マイクロコンピュータ１０１は、１秒毎の運針処理の周期を２秒毎の運針処理の周期に変更する（ステップＳ２１１）。一方、印加電圧Vddが所定電圧より高いと判定された場合（ステップＳ２０９：Ｎｏ）、マイクロコンピュータ電源部１０２は、マイクロコンピュータ１０１の動作モードを通常モードに切り替える（ステップＳ２１２）。

ここで、図３（ａ）のタイミング３０３において、図３（ｃ）で示したマイクロコンピュータ１０１により負荷抵抗１０４に電圧（Low）が印加され、印加電圧Vddの電圧降下が行われた場合について説明する。電池１０３の消耗により出力電圧V0が低下していない場合、負荷抵抗１０４へ電圧（Low）が印加され、印加電圧Vddが電圧降下しても所定電圧以下にはならない。よって、マイクロコンピュータ１０１は、通常モードで動作する。

これに対し、電池１０３が消耗して出力電圧V0が低下している場合は、マイクロコンピュータ１０１の制御により負荷抵抗１０４へ電圧（Low）が印加されると、印加電圧Vddは電圧降下により所定電圧以下になる。よって、マイクロコンピュータ１０１は、低電圧モードで動作する。例えば、図３（ａ）の符号３０４で示した電圧降下の場合、印加電圧Vddが所定電圧以下となっているため、マイクロコンピュータ１０１の動作モードは、低電圧モードに切り替わる。これにより、電池１０３の消耗により出力電圧V0が低下している場合、印加電圧Vddが所定電圧以下になる前に動作モードを低電圧モードに切り替え、かつ運針処理の周期を変更することとしたので、電池１０３の消耗を運針のすすみ具合の変化という視覚的な警告で利用者に通知することができる。

このように本実施の形態にかかるデジタル時計１００では、運針処理ごとまたは所定の時刻カウントごと、印加電圧Vddを検出し、検出された印加電圧Vddが所定電圧以下であると判定された場合、マイクロコンピュータ１０１の動作モードを通常モードから低電圧モードへ切り替えることで、印加電圧Vddが低下した場合、マイクロコンピュータ１０１を第１の動作電圧の範囲より低い電圧範囲を含む第２の動作電圧の範囲により動作させることができるため、一時的な印加電圧Vddの低下によるマイクロコンピュータ１０１の動作の停止を回避できる。また、印加電圧Vddの一時的な低下に対しては、動作モードの切り替えを利用者に通知しないこととしたので、利用者が電池１０３の消耗を誤認識することを防止できる。

また、本実施の形態においては、所定時間毎にマイクロコンピュータ１０１の制御により負荷抵抗１０４に電圧（Low）を印加し、当該印加により降下した印加電圧Vddが所定電圧以下の場合、通常モードから低電圧モードへ切り替え、かつ運針処理の周期を変更することとしたので、電池１０３の消耗により印加電圧Vddが低下していることを運針のすすみ具合の変化という視覚的な警告で利用者に通知できる。

本発明の実施の形態にかかるデジタル時計の構成を示すブロック図である。 本実施の形態にかかるデジタル時計における上述した処理の手順を示すフローチャートである。 電池の出力電圧の変化に応じてモードを切り替える処理のタイミングを示すタイミングチャートである。

符号の説明

１００ デジタル時計
１０１ マイクロコンピュータ
１０２ マイクロコンピュータ電源部
１０３ 電池
１０４ 負荷抵抗
１０５ スイッチ
１０６ 電圧検出回路
１０７ 時刻表示用ＬＥＤ
１０８ 振動モータ
１０９ 圧電ブザー
１１０ 運針モータ

Claims (7)

1. デジタル時計であって、
   デジタル時計の動作を制御する中央演算処理部と、
   出力電圧により前記中央演算処理部に対して所定の印加電圧を印加する電源部と、
   前記印加電圧を検出する電圧検出部と、
   検出された前記印加電圧が所定電圧以下であるか否かを判定し、前記印加電圧が所定電圧以下であると判定された場合、前記中央演算処理部を第１の動作電圧の範囲で動作させる通常モードから、前記第１の動作電圧の範囲より低い電圧範囲を含む第２の動作電圧の範囲で前記中央演算処理部を動作させる低電圧モードへと切り替える制御部と、
   を備えたことを特徴とするデジタル時計。
2. 前記電圧検出部は、運針処理ごとまたは所定の時刻カウントごとに、前記印加電圧を検出することを特徴とする請求項１に記載のデジタル時計。
3. 前記制御部は、前記中央演算処理部が前記低電圧モードで動作している場合に、前記印加電圧が所定電圧より高いと判定された場合、前記低電圧モードから前記通常モードへと切り替えることを特徴とする請求項２に記載のデジタル時計。
4. 前記中央演算処理部は、所定時間経過後に、前記印加電圧を降下させ、
   前記電圧検出部は、前記印加電圧を降下させた状態で、前記印加電圧を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一記載のデジタル時計。
5. 前記中央演算処理部と前記電源部との間に接続される負荷抵抗、をさらに備え、
   前記中央演算処理部は、前記負荷抵抗に対して前記電源部の出力電圧より低い電圧を印加することにより前記印加電圧を降下させることを特徴とする請求項４に記載のデジタル時計。
6. 前記中央演算処理部は、前記印加電圧が所定電圧以下の場合、運針処理の周期を変更することを特徴とする請求項４または５に記載のデジタル時計。
7. デジタル時計の動作を制御する中央演算処理に対する印加電圧を検出する工程と、
   検出された前記印加電圧が所定電圧以下であるか否かを判定する工程と、
   前記印加電圧が所定電圧以下であると判定された場合、前記中央演算処理部を第１の動作電圧の範囲で動作させる通常モードから、前記第１の動作電圧の範囲より低い電圧範囲を含む第２の動作電圧の範囲で前記中央演算処理部を動作させる低電圧モードへと切り替える工程と、
   を含むことを特徴とするデジタル時計の電圧制御方法。

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