JPH03229193A - 電子時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ＲＯＭ、ＲＡＭを搭載したｃｐｕ方式のアナ
ログ電子時計のステップモータ駆動制御方式に関するも
のである。

［発明の概要］ 本発明は、ステップモータ駆動手段と、ＲＯＭ、ＲＡＭ
を搭載したｃｐｕ方式の電子時計において、ステップモ
ータ駆動手段として、複数の異なった実効電力を有する
通常駆動パルス発生手段と、ステップモータの回転状態
を検出する検出手段と、検出手段の出力に応して通常駆
動パルスよりも実効電力の大きい補正駆動パルスを出力
する補正駆動パルス発生手段とを有し、更には、検出結
果をリードする検出デ、−タリード手段と、通常駆動パ
ルスの実効電力データをリートする通常駆動パルスデー
タリード手段と、それらリード手段により次に出力すべ
き通常駆動パルスの実効電力データを任意に決定する通
常駆動パルス設定制御手段と、割込信号によりこれらス
テップモータ駆動手段に起動をかける起動手段とを設け
たことにより、ステップモータの低消費電力化を図ると
共に、ソフト処理の柔軟性を生かし、適応範囲の広いス
テ。

プモータ駆動回路を提供し、豊富な運針形態が可能なア
ナログ電子時計を提供するものである。

し従来の技術］ ステップモータの低消費電力化を目的とした駆動方式に
関しては、特公昭６１−１５３８５号公報に記載されて
いるように、ステップモータの回転状態を検出して補正
駆動パルスを出力する最適駆動方式が提案され実用化さ
れている。

一方、ＲＯＭ、ＲＡＭを搭載したＣＰＵ方式の電子時計
は、ＲＯＭに書かれているプログラムを変更することに
より、さまざまなアブリケーソヨンが展開できるため、
特にデジタル電子時計の多機能分野において、頻繁に利
用されているンステムである。アナログ多機能電子時計
においては、実効電力の定まった駆動パルスを制御する
ことにより、ステップモータを正転、または逆転駆動さ
せることにより、多彩な運針表現を行っている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のＲＯＭ、ＲＡＭを搭載したＣＰＵ方式のアナログ
電子時計におけるステップモータ駆動は、実効電力の定
まった駆動パルスを使用していたため、基本時計の秒表
示を行った場合、ステップモータの駆動電力が大きくな
り、電池寿命の点でたいへん不利になるという課題を有
していた。

また、特公昭６１−１５３８５号公報に提案されている
ような最適駆動方式は、ステップモータの低消費電力化
には有利であるが、多彩な運針表現を行うには不向きで
あった。

本発明の目的は、ＣＰＵ方式のアナログ電子時計におい
て、ステップモータの消費電力の低減を図ると共に、ソ
フト処理の柔軟性を生かし、適応範囲の広いステップモ
ータ駆動回路を提供し、豊富な運針形態が可能なアナロ
グ電子時計を提供することである。

〔課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明においては、ステップ
モータ駆動手段をＣＰＵ制御とし、ステップモータ駆動
手段として、複数の異なった実効電力を有する駆動パル
スを発生させる通常駆動パルス発生手段と、ステップモ
ータの回転状態を検出する検出手段と、検出手段の出力
に応して通常駆動パルスよりも実効電力の大きい補正パ
ルスを発生させる補正駆動パルス発生手段とを有し、更
には、検出結果をリードする検出データリード手段と、
通常駆動パルスの実効電力データをリードする通常駆動
パルスデータリード手段と、それらリード手段により次
に出力すべき通常駆動パルスの実効電力データを任意に
決定する通常駆動パルス設定制御手段と、割込信号によ
りこれらステップモータ駆動手段に起動をかける起動手
段とを設けた構成とした。また、検出手段においては、
複数用意されている実効電力の異なった通常駆動パルス
に応じて回転、非回転を判別するための基準電圧値を任
意に決定する基準電圧設定手段をも設けた構成とした。

［作用］ 上記の様な構成にすることにより、ＣＰＵ方式のステッ
プモータの最適駆動が実現可能となり、ステップモータ
の低消費電力化を図ることができるようになった。更に
は、割込信号発生手段によりステップモータ駆動手段を
動作させることにより、ｃｐｕ本体の低消費電力化をも
図ることが可能である。

また、通常駆動パルス設定制御手段により、通常パルス
の実効電力のＵＰおよびＤＯＷＮの制御や使用ランクの
選択などを容易に行うことができるようになった。更に
、基準電圧設定手段により、回転、非回転の判別電圧を
適切なものに設定できるようになり、使用できる通常駆
動パルスのランクを増やすことも可能となった。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面をもとに詳細に説明する。

第１図は、本発明による電子時計のノステＪ、ブロック
図である。第１図における電子時計のノステｌ、は、発
振回路ｌと、発振回路１の出力からソステムクロノクを
発生させるシステムクロック発生回路２と、ノステムク
ロノクにより各種演算処理を行うＣＰＵ３と、発振回路
ｌの出力を分周する分周回路４と、ンステムの動作手順
がプログラミングされているＲＯＭ５と、各種データを
記憶するＲＡＭ８と、外部入力手段７と、分周回路４及
び外部入力手段７の出力信号からＣＰＵ３に対し割込信
号を発生させる割込信号発生回路６と、ステップモータ
駆動手段９と、アドレスバス１０と、データバス１１と
から構成されている。

次に第１図を用いてノステムの簡単な動作について説明
する。ステップモータで秒表示を行うには、分周回路４
より時計の計時に必要なＩＨ２の信号が割込信号発生回
路６に入力され、割込信号発生回路６からＣＰＵ３に対
し割込信号が出力される。この割込信号によりＣＰＵ３
は割込動作を開始する。割込動作では、最初にＲＯＭ５
のアドレスが決定されプログラミングデータがデータバ
ス１１にのりＣＰＵ３に送られる。ＣＰＵ３では、プロ
グラミングデータを解読し、各種演算処理が行われる。

秒表示などの演算処理では、ＩＨ２の割込毎にＲＡＭ８
に割り付けられている秒カウンタをインクリメントし、
再度ＲＡＭ８に記憶させるとともに、ステップモータ駆
動手段９を動作させ秒表示を行っている。

次に、本発明の特徴であるステップモータ駆動手段９の
動作について説明する。

第２図は第１図に示したステップモータ駆動手段９の機
能ブロック図である。第２図の構成には、複数の異なっ
た実効電力を有する駆動パルスを発生させる通常駆動パ
ルス発生手段２１と、通常駆動パルス発生手段２１によ
りステップモータ３０に通常駆動パルスが出力された後
、ステップモータ３０の回転状態を検出する検出手段２
３と、検出手段２３の検出結果が非回転の場合、ステッ
プモータ３０に補正駆動パルスを出力するための補正駆
動パルス発生手段２２と、検出手段２３の検出結果によ
り、補正駆動パルスをステップモータ駆動回路２５に出
力するかどうかの選択を行う選択回路２４と、プログラ
ムのＷＲＩＴＥ信号により、通常駆動パルス発生手段２
１、検出手段２３、補正駆動パルス発生手段２２に起動
をかける起動手段２０が含まれている。

また本発明により通常駆動パルス発生手段２１の制御手
段として、通常駆動パルスＰ１の実効電力データをリー
ドするための通常パルスデータリート手段２７と、次に
出力すべき通常駆動パルスＰ！の実効電力データを任意
に決定する通常駆動パルス設定制御手段２８とを備え、
更には検出手段２３の制御手段として、検出結果をリー
ドするための検出データリード手段２６と、ステップモ
ータ３０の回転、非回転を判断するための基準電圧値を
任意に決定する基準電圧設定手段２９とを備えた構成と
した。

ここで補正駆動パルスＰ２とは、通常駆動パルスＰｉよ
りも実効電力の大きな駆動パルスであり、重負荷状態の
場合においても確実にステップモータ３０を回転できる
駆動パルスでなければならない。補正駆動パルス発生手
段２２、選択回路２４、ステップモータ駆動回路２５に
ついては、従来技術により容易に構成することができる
。

第３図は、起動手段２０の実施回路図である。

通常駆動パルス発生手段２１、補正駆動パルス発生手段
２２、検出手段２３の動作は、プログラムのＷＲＩＴＥ
信号により、ラッチ回路３１に“１”を書込むことによ
り行われる。ラッチ回路３１に１１１が書込まれると、
クロック信号ＣＬＯがゲート回路３２を通り、順序回路
段３５に入力され、各段の出力信号が通常駆動パルス発
生手段２１、補正駆動パルス発生手段２２、検出手段２
３にそれぞれ入力され動作が開始されることになる。

また、ラッチ回路３１は、ラッチ回路３３とゲート回路
３４とで作成されるＢＲ３Ｔ信号により自動的にリセッ
トされている。ＢＲ５Ｔ信号が出力されるタイミングを
、補正駆動パルスＰ２の出力直後とすれば、プログラム
でランチ回路３１に”Ｏ”を書込まなくてもクロック信
号ＣＬＯの供給を停止させることができる。

第４図は、通常駆動パルス発生手段２１および通常駆動
パルスデータリード手段２７の実施回路図である。

通常駆動パルスＰ１は、比較的軽負荷状態の場合にステ
ップモータ３０を回転できる実効電力に設定されるパル
スである。しかし、あまり実効電力をおさえすぎると、
非回転状態が多くなり、補正駆動パルスＰ２の出力され
る確率が大きくなり、かえって消費電力を増やす結果と
なってしまう。

したがって、通常駆動時の駆動パルスの発生確率と正常
な回転構出が行われる範囲内で実効電力を選択する必要
がある。

第４図において、４ビツトのランチ回路群４０．４１．
４２．４３は通常ｕ動パルスＰＩのパルス幅に対応する
ものである。

また、通常駆動パルスデータリード手段４６．４７．４
８．４９はそれぞれのランチ回路のデータをリードする
ために３ステートバツフアで構成されている。ＣＬＩ〜
ＣＬ６のクロック信号は、第３図に示した順序回路段か
らの出力信号である。

第６図にこの入力クロックＣＬＩ〜ＣＬ５のタイミング
チャート図を示す。ゲート回路５０〜５４は、４ビツト
のラッチ回路のデータと、クロック信号ＣＬＩ−ＣＬ５
とから通常駆動パルスＰＩを作成するもので、ランチ回
路４４によりクロック４ｇｑＣＬ６のタイミングで、通
常駆動パルスＰ１が出力されている。

第５図は、４ピツ゛トのラッチ回路のデータに対応する
通常駆動パルスＰ１のパルス幅データである。この実施
例では、０．９８〜４．６４　［ｍ５ｅｃ］の実効電力
の異なった通常駆動パルスが用意されていることになる
。したがって、この範囲内で使用するステップモータに
適した実効電力の通常駆動パルスを選択すればよいこと
になる。

第１Ｏ図は、本発明の特徴の一つである通常駆動パルス
設定制御手段の動作フローチャート図である。この手段
により次に出力すべき通常駆動パルスの実効電力を用意
されている範囲内で任意に決定することができる。

ここで仮に、使用する通常駆動パルスの実効電力データ
を１．９５〜３．　４２　［ｍｓ　ｅ　ｃ］とする。１
．９５をＰｌｍｉｎ、３．４２をＰｌｍａＸと定義する
。第１０図の動作フローでは、まず最初に以前に出力し
た通常駆動パルスの実効電力データを通常駆動パルスデ
ータリード手段２７によりリードした後に、検出データ
ＤＴを後に述べる検出リード手段２６によりリードする
。ＤＴが”■”の場合は、ステップモータ３０が正常に
回転したことを意味している。回転を検出した場合は、
ＲＡＭ８に用意されているＤＯＷＮカウンタの値をイン
クリメントし、オーバーフローを確認し、オーバーフロ
ーしている場合は、通常駆動パルスの実効電力データを
ＤＯＷＮするように動作を行う。しかし、通常駆動パル
スデータリード手段２７によりリードした結果がＰｌｍ
ｉｎであった場合は、ＤＯＷＮ動作を行うと使用範囲外
の実効電力データとなるため、Ｐ　１　ｍ　ｉ　ｎのま
まとしている。

ここで、実効電力データをＤＯＷＮする意味は、常に最
小の実効電力でステップモータ３０を駆動させるためで
ある。つまり、回転状態がある一定時間続いた場合は、
駆動が安定していると判断し、実効電力を下げて回転状
態を確認している。　検出データＤＴが”０”の場合は
、ステップモータ３０が設定されている通常駆動パルス
の実効電力では、回転できないことを意味している。こ
のような場合は、実効電力データをＵＰＬＤＯＷＮカウ
ントを０”とする動作を行っている。

実効電力のｕｐ動作において、通常駆動パルスデータリ
ート手段２７によりリードした結果が、Ｐｌｍａｘであ
った場合には、Ｐ　１　ｍ　ｉ　ｎとなるように実効電
力データを制御している。

以上のように、通常駆動パルス設定制御手段により、次
に出力すべき通常駆動パルスの実効電力を現在の実効電
力データと、検出データと、Ｐｌｍｉｎ、Ｐ１ｍａｘデ
ータから任意に決定することができる。

第７図は、検出手段２３および検出データリート手段２
６の実施回路図である。ステップモータ３０の回転、非
回転を検出する方法については、通常駆動パルス出力後
に、コイルを含む閉ループを構成して、閉ループ内のイ
ンピーダンス成分のインピーダンス値を急激に変化させ
、閉ループ内に生じる電圧値により回転、非回転を判断
する方法が知られている。第８図のタイミングチャート
図に示すように、クロック信号ＣＬＩＯにより検出抵抗
Ｒ１に接続されているトランジスタ７０をＯＮ状態にし
、クロック信号１２により駆動トランジスタ７２をＯＮ
、ＯＦＦすることにより誘起電圧を発生させている。そ
して、この発生した電圧を電圧比較器７６で基準電圧と
比較し回転、非回転を判断している。ゲート回路７８．
７９は検出データをラッチするもので、その出力信号Ｄ
Ｔは、前に説明した選択回路２４に入力されている。

８０は検出信号ＤＴをリードするための３ステートバツ
フアであり、これが検出データリード手段２６となって
いる。

第９図は、本発明のもう一つの特徴である基準電圧設定
手段２９の実施回路図である。ランチ回路９０．９１の
データとゲート回路９２．９３．９４．９５によりどの
トランジスタをＯＮするかを決定し、回転、非回転を判
断するための基準電圧を作成している。

第１１図は、ラッチ回路９０．９１のデータを決定する
ためのフローチャート図である。基準電圧値の設定は、
前に説明した通常駆動パルス設定制御手段２８の動作終
了後に行われる。これは基準電圧値が、通常駆動パルス
の実効電力データをもとに決定されるからである。−船
釣に、検出手段２３により検出されるステップモータ３
０の回転状態での誘起電圧値は、通常駆動パルスの実効
電力により異なっている。例えば、使用する通常駆動パ
ルスの実効電力データを以前と同様に、１゜９５〜３．
４２　［ｍ５ｅＣ］とすると、各実効電力データに対す
る基準電圧値は、第１１図に示すように決定される。

このように基準電圧設定手段２９により、通常駆動パル
スの実効電力に通した回転、非回転の判断の基準となる
基準電圧値を選択できるため、使用できる通常駆動パル
スの実効電力範囲を広げることが可能である。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によるステップモータ
駆動手段は、モータの低消費電力化を図り、時計の薄型
化、小型化に寄与する効果を有する様になるとともに、
使用する駆動パルスの実効電力範囲や実効電力データを
容易に設定、制御可能としたため、形状や性能の異なる
ステップモータにも対応できる駆動回路を提供すること
ができるようになり、その効果は非常に大きいものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による電子時計のシステムブロック図
、第２図は、ステップモータ駆動手段の機能ブロック図
、第３図は、起動手段の実施例図、第４図は、通常駆動
パルス発生手段、及び通常駆動パルスデータリード手段
の実施例図、第５図は、通常駆動パルスＰ１のパルス幅
データ表、第６図は、通常駆動パルス発生手段の入力ク
ロックのタイミングチャート図、第７図は、検出手段、
及び検出データリード手段の実施例図、第８図は、検出
手段の入力クロックのタイミングチャート図、第９図は
、基準電圧設定手段の実施例図、第１゜図は、通常駆動
パルス設定制御手段の動作フローチャート図、第１１図
は、基準電圧値の設定フローチャート図である。 １・・・・・・発振回路 ２・・・・・・ソステムクロノク発生回路３・・・・・
・ＣＰＵ ４・・・・・・分周回路 ５・・・・・・ＲＯＭ ６・・・・・・割込信号発生回路 ７・・・・・・外部入力手段 ８・・・・・・ＲＡＭ ９・・・・・ステップモータ駆動手段 １０・・・・・・アドレスバス １１・・・・・・データバス ２０・・・・・・起動手段 ２１・・・・・・通常駆動パルス発生手段２２・・・・
・・補正駆動パルス発生手段２３・・・・・・検出手段 ２４・・・・・・選択回路 ２５・・・・・・ステップモータ駆動回路２６・・・・
・・検出データリート手段２７・・・・・・通常駆動パ
ルスデータリード手段２８・・・・・・通常駆動パルス
設定制御手段２９・・・・・・基準電圧設定手段 ３０・・・・・・ステップモータ ３１．３３．４０．４１４２．４３．４４．９０．９Ｉ
・・・・・・ラッチ回路 ３２．３４・・・・・・ゲート回路 ３５・・・・・・順序回路段 ４６．４７．４８．４９．８０・・・・・・３ステート
バツフア ４５．５０．５１．５２．５３．５４．７８．７９．９
２．９３．９４．９５・・・・・・ゲート回路７０．７
１．７２．７３．７４．７５・・・・・・トランジスタ Ｒ１、Ｒ２・・・・・検出抵抗 ７６．７７・・・・・・電圧比較器 以上 Ｃ１，、、５ ４，５０ ′ｖｙ６剥 寸 Ｑ １ト 」買釈駐動パルス設定制’４６＋’］　”ｒ段の動作フ
ローチャート団第 ０ 図 基準電圧値の盲ツ定フロー子ヤ ト図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）発振回路と、前記発振回路の出力からシステムク
   ロックを発生させるシステムクロック発生回路と、時計
   の計時動作等の処理手順がプログラミングされているＲ
   ＯＭと、前記ＲＯＭにプログラミングされているデータ
   を解読し、各種演算処理を行う演算処理手段と、各種デ
   ータを記憶するＲＡＭと、前記演算処理手段に対し割込
   信号を発生する割込信号発生手段と、ステップモータ駆
   動手段とを有する電子時計において、 前記ステップモータ駆動手段は、複数の異なった実効電
   力を有する駆動パルスを発生させる通常駆動パルス発生
   手段と、ステップモータの回転状態を検出する検出手段
   と、前記検出手段の出力に応じて前記通常駆動パルスよ
   りも実効電力の大きい補正駆動パルスを発生させる補正
   駆動パルス発生手段を有し、前記検出手段の検出結果を
   リードする検出データリード手段と、前記通常駆動パル
   ス発生手段の通常駆動パルスの実効電力データをリード
   する通常駆動パルスデータリード手段と、前記検出デー
   タリード手段及び前記通常駆動パルスデータリード手段
   の内容により次に出力すべき通常駆動パルスの実効電力
   データを任意に決定する通常駆動パルス設定制御手段と
   、前記割込信号発生手段により前記ステップモータ駆動
   手段に起動をかける起動手段とを設けた事を特徴とする
   電子時計。
2. （２）検出手段は、通常駆動パルス印加後のロータの自
   由振動に基く誘起電圧を発生する誘起電圧発生手段と、
   基準電圧値と誘起電圧値を比較してロータの回転、非回
   転を判別する電圧比較手段と、前記通常駆動パルスデー
   タリード手段の内容から基準電圧値を任意に決定する基
   準電圧設定手段とを有する請求項１記載の電子時計。