JP2954846B2 - 指針の運針制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、正逆回転可能なステッ
プモータを用いた時計用ムーブメントの運針制御方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、ステップモータを用いて正逆回転
可能とした時計用ムーブメントが多用されている。この
時計用ムーブメントにより指針を運針させるに際し、多
くの場合、１チップの制御用マイクロコンピュータを用
い、このマイクロコンピュータからステップモータに運
針パルスを出力させ、正確に１秒毎に運針パルスを出力
することにより極めて高精度な時刻表示を可能としてい
る。

【０００３】そして、ステップモータの形式に合わせ、
図５に示すように、例えばＡ信号とＢ信号とに交互にパ
ルスを出力することによってステップモータを一定方向
に順次回転させることとし、輪列により回転速度を調整
しつつ１秒毎にＡ信号又はＢ信号にパルスを出力し、こ
のパルスをステップモータに印加してモータを回転させ
て通常時の運針を行わせている。

【０００４】尚、Ａ信号又はＢ信号に出力するパルスの
パルス幅は、ステップモータの規格に合わせ、例えば２
４ミリ秒幅の運針パルスとするものである。また、この
ステップモータを回転させるためには、Ａ信号又はＢ信
号に出力される運針パルスのパルス幅として、正確にス
テップモータの規格に合わせた例えば２４ミリ秒に規制
したパルス幅のパルスが必要となるため、マイクロコン
ピュータは、Ａ信号又はＢ信号に運針パルスを出力する
に際し、パルスの出力開始から所定時間である２４ミリ
秒の時間計測を行って運針パルスの出力を停止し、運針
パルスの出力休止期間中に各種操作スイッチからの入力
信号やセンサーからの入力信号を検査し、スイッチ類が
操作された場合には、センサーからの入力信号に基づい
て針位置などを検査しつつ指針の正逆回転の切り換えや
早送り又は早戻しなどの制御に切り換えてステップモー
タを制御するものである。

【０００５】そして、このようなステップモータは、図
６に示すように、通常はＡ信号に出力するパルスとＢ信
号に出力するパルスとを連続させるように交互に出力す
ることにより、最高速度で回転させることができるもの
である。尚、この時計用のステップモータとしては、図
６に示したように、Ａ信号又はＢ信号出力するパルス
を、Ａ信号又はＢ信号において続けて出力することによ
り回転方向を反転させることができるものを用い、運針
制御が容易なムーブメントとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、時計用
ムーブメントのステップモータをマイクロコンピュータ
により制御するに際しては、マイクロコンピュータによ
りスイッチやセンサーなどの状態を検出し、この検出に
基づいてステップモータに運針パルスを出力する制御を
行ってパルスをステップモータに出力する必要が有り、
正確なパルス幅を必要とするステップモータの運針パル
スをマイクロコンピュータから出力するに際し、パルス
幅時間をマイクロコンピュータで計測し、スイッチ類の
検出などの他の処理を運針パルスの出力していない間に
行う運針制御方法とされるも、このような運針制御方法
は、指針を早送り又は早戻し等を行う際、運針パルスと
運針パルスとの間にスイッチ類の検出などの他の処理を
行うための時間が必要となり、ステップモータを最高速
度で回転させることができず、ムーブメントの性能を充
分に活用することができない欠点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロコン
ピュータにより運針パルスを形成してステップモータを
制御するに際し、コマンドバッファを設け、ハードタイ
マーにより所定時間毎に割込み信号を形成して割込み処
理を行うこととし、割込み処理において、先ずパルス信
号用レジスタの内容を運針パルス出力端子に設定し、そ
の後コマンドバッファから運針パルスの状態を決定する
制御コマンドを読み込み、この制御コマンドにより運針
パルス出力端子から出力するデータをパルス信号用レジ
スタに記憶して割込み処理を終了し、主処理において、
スイッチ類の検出を行って制御コマンドをコマンドバッ
ファに格納しておくこととする。

【０００８】

【作用】本発明は、所定時間毎に行う割込み処理におい
て、パルス信号用レジスタの内容を先ず運針パルス出力
端子に設定して出力させる故、割込み毎に運針パルス出
力端子のレベルをＬレベル又はＨレベルとすることによ
り割込み間隔の幅に一致した運針パルスを形成すること
ができ、且つ、コマンドバッファを設定し、このコマン
ドバッファに格納した制御コマンドであるパルス状態指
示コマンドを読み込んでパルス信号用レジスタに次回の
出力データを記憶させる故、割込み処理を迅速に終了
し、主処理においてスイッチ類の検出を行ってコマンド
バッファに制御コマンドを格納し、次回の割込み処理の
準備を行うことができる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例は、図１に示すように、中央
演算処理装置11を内蔵する１チップのマイクロコンピュ
ータ10を用い、このマイクロコンピュータ10の出力レジ
スタ33のデータにより運針パルス出力端子34から出力さ
れる信号を運針パルスとするものであって、この運針パ
ルスをバッファ45を介してステップモータ41に印加する
ものであり、マイクロコンピュータ10は、中央演算処理
装置11と共に所定のプログラムを記憶させたリードオン
リメモリ13や、コマンドバッファ23及びパルス信号用レ
ジスタ25を形成したランダムアクセスメモリ21、センサ
ーやスイッチなどからの信号を受ける入力レジスタ31、
さらに割込みタイマー15などを内蔵するものである。

【００１０】そしてこのマイクロコンピュータ10によっ
てステップモータ41を駆動制御するに際して、中央演算
処理装置11には、入力レジスタ31に入力される信号に基
づいて通常の運針制御などを行わせ、センサーやスイッ
チなどのスイッチ類の状態及び運針パルス出力端子34か
らの出力状態に合わせて後述する割込み処理により運針
パルス出力端子34のレベルを設定するための制御コマン
ドをコマンドバッファ23に記憶させるものである。

【００１１】さらに、割込みタイマー15は、ステップモ
ータ41を回転させるために必要なパルス幅時間毎に中央
演算処理装置11に割込み信号を出力するタイマー15と
し、本実施例では、２４ミリ秒毎に割込み信号を出力す
る割込みタイマー15とするものである。そして、この割
込み信号により中央演算処理装置11が行う割込み処理と
しては、図２に示すように、先ず、パルス信号用レジス
タ25のデータを出力レジスタ33に転送し、次に、コマン
ドバッファ23から制御コマンドを読み込み、この制御コ
マンドに基づいて次回の割込み処理の際に運針パルスと
して出力レジスタ33から出力すべきデータをパルス信号
用レジスタ25に記憶させ、割込み処理を終了するもので
ある。

【００１２】このように、２４ミリ秒毎に割込みタイマ
ー15からの割込み処理により先ずパルス信号用レジスタ
25から出力レジスタ33にデータを転送し、例えば「０
１」（バイナリ）のデータを出力レジスタ33に転送すれ
ば、運針パルス出力端子34からは、図３に示すようにＢ
信号にＨレベル信号を出力することができるものであ
り、コマンドバッファ23からの制御コマンドにより例え
ばパルス信号用レジスタ25に「００」のバイナリデータ
を記憶させて割込み処理を終了し、中央演算処理装置11
により入力レジスタ31のデータを読み込ませてセンサー
やスイッチなどのスイッチ類の検出を行い、スイッチ類
からの信号入力に基づいて通常運針モードか他の運針モ
ードかを判断するものである。

【００１３】そして、割込みタイマー15からの割込み信
号によって次の割込み処理を行うに際し、先ず前回の割
込み処理によりパルス信号用レジスタ25に記憶させた
「００」のデータを出力レジスタ33に転送することによ
って運針パルス出力端子34の出力であるＡ信号及びＢ信
号をＬレベルとすることにより、運針パルス出力端子34
から出力していたＨレベル信号の出力時間を正確に２４
ミリ秒として２４ミリ秒のパルス幅とされた運針パルス
の出力を行うこととし、所要回数の「００」のデータを
出力した後、「１０」のバイナリデータを出力レジスタ
33に転送することによりＡ信号をＨレベルとし、その次
の割込み処理で「００」のバイナリデータを出力レジス
タ33に転送して２４ミリ秒のパルス幅とされる運針パル
スをＡ信号に出力することができるものである。

【００１４】また、スイッチ類の検出により早送りモー
ドとする場合は、コマンドバッファ23に記憶された制御
コマンドに基づいて制御レジスタに「１０」と「０１」
とのバイナリデータを交互に記憶させることにより、図
４に示すように、Ａ信号とＢ信号に交互に連続した状態
の運針パルスを出力させることができる。さらに、早戻
しモードの場合には、出力レジスタ33のデータが「０
０」であって、運針パルス出力端子34からパルスが出力
されていないときは、パルス信号用レジスタ25に前回記
憶された「０１」又は「１０」のデータと同一のデータ
を記憶させ、以後「０１」又は「１０」のバイナリデー
タを交互に記憶させて出力レジスタ33に転送することに
よってステップモータ41を逆転させることができ、且
つ、モータ41を最高速度で回転させる制御が可能となる
ものである。

【００１５】そして、パルス信号用レジスタ25のデータ
が「０１」又は「１０」である場合、即ち次回の割込み
処理における出力レジスタ33のデータが「０１」又は
「１０」である場合は、「００」のバイナリデータをパ
ルス信号用レジスタ25に記憶させる制御コマンドをコマ
ンドバッファ23に格納させて次回の割込み処理でパルス
信号用レジスタ25に「００」のバイナリデータを記憶さ
せ、その次の割込み処理では再度「０１」又は「１０」
の前記データと同一データをパルス信号用レジスタ25に
記憶させ、それ以降は「０１」又は「１０」のバイナリ
データを交互に記憶させるように主処理において制御コ
マンドをコマンドバッファ23に格納させることにより、
早戻しモードの実行を行うものである。

【００１６】このように、ステップモータ41の運針パル
スのパルス幅として規定される２４ミリ秒毎に割込み処
理を行い、この割込み処理において、先ずパルス信号用
レジスタ25のデータを出力レジスタ33に転送して運針パ
ルス出力端子34のレベルを設定し、コマンドバッファ23
の制御コマンドを読み込んでパルス信号用レジスタ25に
次の出力データを記憶させて割込み処理を終了し、次の
割込み信号が入力される迄に、パルス信号用レジスタ25
に所定のデータを記憶させるための制御コマンドをコマ
ンドバッファ23へ格納し、次回の割込み処理も先ずパル
ス信号用レジスタ25のデータを出力レジスタ33に転送
し、コマンドバッファ23から制御コマンドを読み込んで
パルス信号用レジスタ25に次のデータを記憶させて終了
し、次回の割込み迄にコマンドバッファ23に制御コマン
ドを格納することを繰り返す故、一方の信号であるＡ信
号に出力する運針パルスの出力停止と同時に他方の信号
であるＢ信号に運針パルスを出力することも可能とな
り、ステップモータ41を最高速度で回転させることも可
能な制御とすることができるものである。

【００１７】また、割込み処理に際して、先ず、パルス
信号用レジスタ25のデータを出力レジスタ33に転送する
故、割込みと略同時に運針パルス出力端子34の状態を制
御し、常に割込み間隔と同一間隔で運針パルス出力端子
34のレベルを制御することとなるため、パルス幅を常に
割込み間隔に正しく合わせることができ、この割込み処
理はパルス信号用レジスタ25のデータを出力レジスタ33
に転送し、コマンドバッファ23の制御コマンドを読み込
んでパルス信号用レジスタ25に「００」「０１」「１
０」の何れかのデータを記憶させるのみであるため、割
込み間隔に比較して極めて短時間で処理されるものであ
り、次の割込み信号が入力されるまでの間に主処理に戻
り、割込み処理の終了後に行う主処理において、スイッ
チやセンサーなどのスイッチ類の検出、及び、このスイ
ッチ類からの信号に基づく運針制御のための制御コマン
ドのコマンドバッファ23への格納などの処理を充分に行
えるものである。

【００１８】尚、上記実施例は、割込みタイマー15によ
り２４ミリ秒毎に中央演算処理装置11に割込み処理を行
わせているも、割込みタイマー15が割込み信号を出力す
る間隔は、２４ミリ秒に限るものでなく、ステップモー
タ41に必要とされる運針パルスのパルス幅に合わせた所
定間隔とすれば足りるものである。このように、本実施
例は、コマンドバッファ23を設定し、主処理においてス
イッチ類の検出を行い、運針パルス出力端子34のレベル
を設定するためにパルス信号用レジスタ25に記憶させる
データを定める制御コマンドをコマンドバッファ23に準
備しておき、割込み処理によりこのコマンドバッファ23
に格納された制御コマンドによるデータをパルス信号用
レジスタ25に記憶し、次回の割込み処理でパルス信号用
レジスタ25のデータを出力レジスタ33に転送することに
より運針パルス出力端子34のレベルを決定して運針パル
スを形成するものであり、割込み処理において、先ず、
パルス信号用レジスタ25のデータを出力レジスタ33に転
送することにより運針パルス出力端子34のレベルを設定
してパルスを形成する故、パルス幅を割込み間隔に合わ
せて一定とすることができ、割込みタイマー15からの信
号に基づく割込み処理により運針パルス出力端子34のレ
ベルを設定してパルス幅を一定とする故、中央演算処理
装置11はパルス幅を計測する処理を行う必要がなく、セ
ンサーやスイッチの検出及びこのスイッチ類からの信号
に基づく処理を運針パルスの出力中に行わせることがで
き、運針パルスを連続して出力することも可能な指針の
運針制御方法であって、時計用ムーブメントを駆動する
ステップモータ41を最高速度で回転させることも可能と
し、ムーブメントの性能を充分に利用することができる
こととなる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、コマンドバッファを設定し、
主処理においてスイッチ類の検出を行い、パルス状態を
指示する制御コマンドをコマンドバッファに準備してお
き、割込み処理において先ずパルス信号用レジスタのデ
ータを出力レジスタに転送して運針パルス出力端子のレ
ベルを設定し、コマンドバッファに格納された制御コマ
ンドにより次回の出力データをパルス信号用レジスタに
記憶させておくものであって、先ずパルス信号用レジス
タの内容を運針パルス出力端子に設定して運針パルスを
形成するものである故、パルス幅を割込み間隔に合わせ
て一定とすることができ、且つ、割込みタイマーからの
信号に基づく割込み処理により運針パルス出力端子のレ
ベルを設定してパルス幅を一定とする故、中央演算処理
装置はパルス幅を計測する処理を行う必要がなく、又、
割込み処理の内容が単純であって、割込み間隔内に割込
み処理を終了させて主処理に戻る故、スイッチ類の検出
及びスイッチ類からの信号に基づく処理を運針パルスの
出力中に行わせることができることとなり、運針パルス
を連続して出力することにより時計用ムーブメントを駆
動するステップモータを最高速度で回転させることが可
能であって、ムーブメントの性能を充分に引き出し、迅
速な指針の駆動や修正を可能とすることができる制御方
法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するステップモータの制御機構を
示すブロック図。

【図２】本発明における割込み処理を示すフローチャー
ト。

【図３】本発明における運針パルスの出力例を示す図。

【図４】本発明における運針パルスの出力例を示す図。

【図５】ステップモータを駆動する運針パルスの状態を
示す図。

【図6】ステップモータを駆動する運針パルスの状態を
示す図。

【符号の説明】

１０ マイクロコンピュータ １１ 中央演算
処理装置 １３ リードオンリメモリ １５ 割込みタ
イマー ２１ ランダムアクセスメモリ ２３ コマンド
バッファ ２５ パルス信号用レジスタ ３１ 入力レジ
スタ ３３ 出力レジスタ ３４ 運針パル
ス出力端子 ４１ ステップモータ ４５ バッファ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロコンピュータにより運針パルス
   を形成してステップモータを制御するに際し、コマンド
   バッファを設け、ハードタイマーにより所定時間毎に割
   込み信号を形成して割込み処理を行うこととし、割込み
   処理において、先ずパルス信号用レジスタの内容を運針
   パルス出力端子に設定し、その後コマンドバッファから
   運針パルスの状態を決定する制御コマンドを読み込み、
   この制御コマンドにより運針パルス出力端子から出力す
   るデータをパルス信号用レジスタに記憶して割込み処理
   を終了し、主処理において、スイッチ類の検出を行って
   制御コマンドをコマンドバッファに格納しておくことを
   特徴とする指針の運針制御方法。