JPH0458189A - ディジタルタイマ - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は商用電源周波数を計数して現時時間を得るディ
ジクルタイマに関するものである。

（ロ）従来の技術 商用電源周波数を計数することにより現時時間を得るデ
ィジタルタイマでは、電源周波数に応じて、５０Ｈｚ、
　６０Ｈｚの切り換えを行う必要がある。この種ディジ
タルタイマとして、特公昭５１−３６１０９号公報（Ｈ
ＯＩＨ４７／１８）に開示されているものが知られてい
る。これは、電源周波数を判別する回路を設け、その周
波数に応じて、時間基準パルスを発生させるための分周
回路の分周比を自動的に切り換えるようにしている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、この種商用電源を使用するディジタルタイマ
においては、停電の際には回路は停止し、再度通電状態
になった時に正しい現時時間が得られないという問題が
ある。上述のディジクルタイマにおいてもこのような停
電の際の問題を有する。

そこで、本発明は、この問題を解決するものであって、
商用電源の周波数を自動的に判別すると共に停電があっ
ても正しい現時時間を得ることのできるディジタルタイ
マを提供するものである。

（ニ）課題を解決するための手段 上記の点に鑑み、本発明のディジタルタイマは、バック
アップ電源と、停電時にはこのバックアップ電源から電
源が供給されると共に所定のパルスを出力する内部発振
器を有し、定常時には商用電源から供給される電源にて
駆動されるディジタルタイマであって、前記商用電源が
入力され、且つこの商用電源を商用電源の周波数と同じ
周波数を有する信号に整形する波形整形手段と、この整
形された信号の立ち上が９を検出する立ち上がり検出手
段と、この立ち上がり検出手段の検出に基づき前記内部
発振器からの出力の計数を開始すると共に、所定計数値
の計数または前記立ち上がり検出手段の次の立ち上がり
検出に基づき計数内容がリセットされるパルスカウンタ
手段と、このパルスカウンタ手段のリセット時における
計数値に基づき商用電源の周波数等の状態を検出する状
態検出手段と、この状態検出手段からの検出出力に基づ
き、前記内部発振器出力パルス、または前記パルスカウ
ンタ手段のリセットに応じた信号を選択する手段と、こ
の選択手段からの信号に基づき基準時間を作成する計時
用計数手段と、を備えるものである。

（ホ）作用 上記構成により、パルスカウンタ手段にて内部発振器出
力パルスが計数され、立ち上がり検出手段による波形整
形された商用電源の立ち上がりの検出または所定計数値
が計数された際に計数値がリセットされる。そして、リ
セット時における計数値に基づき状態検出手段によって
商用電源の状態が検出され、商用電源が供給されている
際には、パルスカウンタ手段のリセットに応じた信号に
より計時用計数手段で基準時間が作成され、商用電源が
供給されない際には、内部発振器出力パルスにより基準
時間が作成される。

（へ）実施例 以下、本発明の一実施例について図面に従い説明する。

第１図は本発明のディジタルタイマの構成を示すブロッ
ク図である。

（１）は商用電源、（２）は内部発振器である。内部発
振器（２）は、停電時にコンデンサ、リチウム電池等よ
りなるバックアップ電源から電源が供給される。なお、
説明を簡単にするために以下内部発振＠（２）出力パル
スの周波数をＩ　ＫＨｚとする。

（３）は商用電源の波形を整形する波形整形手段である
。（４）は波形整形された商用電源波形の立ち上がりを
検出し、検出信号を出力する立ち上がり検出手段である
。

（５）は第１の切り換え手段であり、立ち上がり検出手
段（４）からの検出信号および内部発振器（２）の出力
パルスが入力され、これら出力パルスを後述する状態検
出手段（６）からの出力信号に基づき、第１〜第３のパ
ルスカウンタ（７）（８）（９）のいずれかに切り換え
出力する。

第１〜第３のパルスカウンタ（７）（８）（９”）は、
立ち上がり検出手段（４）の検出信号入力に基づいて、
内部発振器（２）からのパルス出力の計数を開始し、所
定計数値（第１のパルスカウンタ（７）では３１以上、
第２のパルスカウンタ（８）では２３以上、第３のパル
スカウンタ（９）では１９以上）の計数または立ち上が
り検出手段（４）の次の立ち上がり検出に基づき計数内
容がリセットされると共に再び計数を開始する。

また、第２および第３のパルスカウンタ（８）（９）は
、リセット時に計時用の信号を第２の切り換え手段（１
０）に出力する。

（１１）（１２）（１３）は第１〜第３の比較窓であり
、夫々第１〜第３のパルスカウンタ（７）（８）（９）
のリセット時における計数値データが入力され、この計
数値と予め設定されている範囲の値を比較し、その結果
に基づき後述するアップダウンカウンタ（１４）に信号
を出力する。具体的には、第１の比較窓（１１）におい
ては、商用電源周波数が５０）１ｚまたは６０Ｈｚの時
に計数される計数値が含まれる範囲の１４〜２６に設定
されている。また、第２の比較窓（１２）においては、
商用電源周波数が５０Ｈｚの時に計数される計数値が含
まれる範囲の１９〜２２に、第３の比較窓（１３）にお
いては、商用電源周波数が６０Ｈｚの時に計数される計
数値が含まれる範囲の１６〜１８に設定されている。

さらに、第１の比較窓（１１）は、入力される計数値が
３１以上であれば周波数状態検出手段（６）に停電であ
ることを示す信号を出力する。

アップダウンカウンタ（１４）は、各比較窓（１１）（
１２）（１３）からの出力に基づき計数値が１増加また
は、減少される。具体的には、動作中のパルスカウンタ
（７）（８）（９）にて計数された計数値が前述の各比
較窓（１１）（１２）（１３）の範囲にあるときに１加
えられ、範囲外のときに１減じられる。この計数値が所
定値になると、状態検出手段（６）に商用電源（１）の
周波数等の状態が変わったことを報知する信号を出力す
る。すなわち、比較窓（１１）（１２）（１３）からア
ップダウンカウンタ（１４）に１加算するように信号が
入力されている時には、アップダウンカウンタ（１４）
の計数値が１２以上になったら状態検出手段（６）に第
１の状態信号を出力し、比較窓（１１）＜１２）（１３
）から１減算するよう信号が入力されている時には、ア
ップダウンカウンタ（１４）の計数値が１０以下になっ
たら状態検出手段（６）に第２の状態信号を出力する。

状態検出手段（６）は、第１のパルスカウンタ（７）か
らのリセット時の計数値データが入力され、アップダウ
ンカウンタ（１４）からの第１または第２の状態信号ま
たは第１の比較窓（１１）がらの停電であることを示す
信号の入力に応じて、商用電源（１）の状態に応じた信
号を、第１及び第２の切り換え手段（５）（１０）及び
後述する計時用計数手段（１５）に出力する。

つまり、第１の状態信号が入力された際には、第１のパ
ルスカウンタ（７）からのリセット時の計数値データを
参照し、この計数値が１９以上であれば電源周波数が５
０Ｈｚであると判定し、５０）１ｚであることを示す信
号を第１及び第２の切り換え手段（５）（１０）及び計
時用計数手段（１５）に出力する。また、それ以外のと
きは６０Ｆ（ｚであると判定し６０Ｈｚであることを示
す信号を出力する。そして、第２の状態信号が入力され
た際には、商用電源（１）の状態を検出する状態である
ことを示す信号を出力する。

以って、５０Ｈｚと判定されたときは、第１の切り換え
手段（５）は第２のパルスカウンタ（８）に切り換えら
れ、第２の切り換え手段（１０）は第２のパルスカウン
タ（８）からの入力に切り換えられる。

また、６０Ｈｚと判定されたときは、第１の切り換え手
段（５）は第３のパルスカウンタ（９）に切り換えられ
、第２の切り換え手段（８）は第３のパルスカウンタ（
９）からの入力に切り換えられる。また、それ以外のと
きは、第１の切り換え手段（５）は第１のパルスカウン
タ（７）に切り換えられ、第２の切り換え手段（８）は
内部発振器（２）からの入力に切り換えられる。

計時用計数手段（１５）には、内部発振器（２）、第２
のパルスカウンタ（８）または第３のパルスカウンタ（
９）からの信号が第２の切り換え手段（１ｏ）により切
り換えられて入力される。そして、信号が入力されると
状態検出手段（６）からの状態信号出力に基づいて、各
入力信号に応じた所定の係数が掛けられた値が計数され
る。すなわち、内部発振器（２）からの入力の際には１
ずつ加えられ、＠２のパルスカウンタ（８）からの入力
の際には１０００１５０＝２０ずつ加えられ、第３のパ
ルスカウンタ（９）からの入力の際には、１０００／６
０＝１６．６６・・・ずつ加えられる（実際には、１７
゜１７．１６と加算するが１７を３回加算後、１減じる
）。

そして、計数値が１０００に達すると、現時時間表示手
段（１６）に信号を出力する。内部発振器（２）からは
、１　ｍ５ｅｃ、毎、第２ののパルスカウンタ（８）か
らは、２０ｍ５ｅｃ、毎、第３のパルスカウンタ（９）
からは、１６゜６６・・・ｍ５ｅｃ、毎に信号が出力さ
れるので、１秒の基準時間ごとに信号が現時時間表示手
段（１６）に出力されることになる。

現時時間表示手段（１６）は、計時用計数手段（１５）
により作成された基準時間に基づいて時計表示を行う。

（１７）は停電処理手段であり、状態検出手段（６）に
よって停電が検出された際に信号が入力され、現時時間
の表示の停止等を行い余分な電力の消費を抑える。

次に、このディジタルタイマの動作について説明する。

初期状態において、第１の切り換え手段（５）は、第１
のパルスカウンタ（７）に立ち上がり検出手段（４）お
よび内部発振器（２）からの出力が供給されるよう設定
されている。第２の切り換え手段（１０）は内部発振器
（２）からパルス信号が入力されるよう設定されている
。また、状態検出手段（６）は周波数の検出状態である
ことを示す信号を出力する。

まず、初期状態から、電源周波数５０Ｈｚの商用電源（
１）が供給される場合について考える。

波形整形された商用電源出力は、立ち上がり検出手段（
４）に入力される。立ち上がり検出手段（４）は、立ち
上がりが検出される毎に第１のパルスカウンタ（７）に
信号を出力する。また、内部発振器（２）出力も同様に
第１のパルスカウンタ（７）に入力され、この入力パル
スの数が計数される。

第１のパルスカウンタ（７）は、立ち上が９検出手段（
４）からの出力によりリセットされると共にその時の計
数値を第１の比較窓（１１）に出力する。すなわち、商
用電源周波数の一周期の間に入る内部発振＃（２）の出
力パルスの数が第１の比較窓（１１）に入力されること
になり、周波数が５０Ｈｚであるから、この計数値は１
９〜２２の範囲にある。

従って、第１の比較窓（１１）からアップダウンカウン
タ（１４）に１加えるように信号が出力される。

而して、アップダウンカウンタ（１４）は初期状態０か
ら、商用電源周波数の一周期毎に１ずつ加算され、その
計数値が１２以上になったら、状態検出手段（６）に第
１の状態信号を出力すると共に計数値がリセットされる
。すると、状態検出手段（６）は、第１のパルスカウン
タ（７）からの内部発振パルスの計数値を参照する。こ
の計数値は１９以上の値となるので、状態検出手段（６
）からは第１及び第２の切り換え手段（５）（１０）及
び計時用計数手段（１５）に電源周波数の状態が５０Ｈ
ｚであることを示す状態信号が出力される。

そして、この状態信号に基づき、第１の切り換え手段（
５）は第２のパルスカウンタ（８）に立ち上がり検出手
段（４）出力及び内部発振器（２）出力を入力するよう
切り換えられる。また、この状態信号に基づき、第２の
切り換え手段（１０）は第２のパルスカウンタ（８）か
らの入力が計時用計数手段（１５）に入力されるよう切
り換えられ、且つ、計時用計数手段（１５）は第２のパ
ルスカウンタ（８）からの出力信号が入力される度に、
計数値を２０ずつ加算する。計数値が１０００以上にな
ると、計時用計数手段（１５）から１秒経過したことを
示す信号が現時時間表示手段（１６）に出力されると共
に、この計数値が１０００減算される。

以後、周波数５０Ｈｚの商用電源（１）から電源が供給
される限り、第２のパルスカウンタ（８）及び第２の比
較窓（８）が働いて基準時間が作成される。

次に、初期状態から、電源周波数６０Ｈｚの商用電源（
１）が供給される場合について考える。

立ち上がり検出手段（４）出力及び内部発振器（２）出
力は第１のパルスカウンタ（７）に入力され、上述の５
０Ｈｚの場合と同様に動作し、アップダウンカウンタ（
１４）から周波数状態が変わったことを示す信号が状態
検出手段（６）に入力されると、状態検出手段（６）は
、第１のパルスカウンタ（７）からの内部発振パルスの
計数値データを参照する。この計数値は１８以下の値と
なるので、状態検出手段（６）からは第１及び第２の切
り換え手段（５）（１０）及び計時用計数手段（１５）
に電源周波数の状態が６０Ｈｚであることを示す状態信
号が出力される。

そして、この状態信号に基づき、第１の切り換え手段（
５）は第３のパルスカウンタ（９）に立ち上がり検出手
段（４）からの出力及び内部発振器（２）の出力を入力
するよう切り換えられる。また、この状態信号に基づき
、第２の切り換え手段（１０）は第３のパルスカウンタ
（９）からの入力が計時用計数手段（１５）に入力され
るよう切り換えられ、且つ、計時用計数手段（１５）は
第３のパルスカウンタ（９）からの出力信号が入力され
る度に、計数値を１７．１７，１６．１７，１７．１６
・・・と順次加算する。計数値が１０００以上になると
、計時用計数手段（１５）から１秒経過したことを示す
信号が現時時間表示手段（１６）に出力される。

以後、周波数６０Ｈｚの商用電源（１）から電源が供給
される限り、第３のパルスカウンタ（９）が働いて基準
時間が作成される。

次に、商用電源（１）からの電源の供給が停止（停電）
した時の動作を説明する。

例えば、周波数５０１（ｚの商用電源（１）から電源が
供給されているときに電源の供給が停止すると、立ち上
がり検出手段（４）から第２のパルスカウンタ（８）に
検出出力が入力されないので、第２のパルスカウンタ（
８）は内部発振パルスを２３まで計数し、リセットされ
ると同時に第２の比較窓（１２）に計数値データ２３を
出力する。すると、計数値が１９〜２２の範囲にないの
で、第２の比較窓（１２）からアップダウンカウンタ（
１４）ヘアツブダウンカウンタ（１４）の計数値を１減
じるように信号が出力される。そして、アップダウンカ
ウンタ（１４）は１減じ続けられ、計数値が１０以下に
なると状態検出手段（６）に第２の状態信号が出力され
る。状態検出手段（６）は、第１及び第２の切り換え手
段（５）（１０）および計時用計数手段（１５）に周波
数検出状態であることを示す信号を出力する。

以って、第１の切り換え手段（５）は第１のパルスカウ
ンタ（７）に切り換えられ、計時用計数手段（１５）で
は、内部発振器（２）からの出力パルスを計数して基準
時間を作成する。

そして、第１のパルスカウンタ（７）にて計数値が３１
になるまで計数され、第１の比較窓（１１）から停電に
なった事を示す信号が状態検出手段（６）に出力される
。以後、第１のパルスカウンタ（７）及び第１の比較窓
（１１）にて、商用電源（１）の状態を監視することと
なり、商用電源（１）が再び供給されると上述の初期状
態からの動作と同様の動作が行われる。

次に第１図のブロック図の点線で囲んだ部分（１８）を
マイクロコンピュータによって構成した場合の他の実施
例について、第２図および第３図（Ａ）（Ｂ　）（Ｃ）
のフローチャートに従い説明する。この実施例において
はパルスカウンタは１つで構成されている。

マイクロコンピュータにより実行される一連の処理は、
１　ｍ５ｅｃ、毎に割り込みがかかる割り込みルーチン
と、割り込みと割り込みの間で十分処理が完了するメイ
ンルーチンからなる。

第２図は割り込みルーチンを示すフローチャート、第３
図（Ａ　）（Ｂ　）（Ｃ）はメインルーチンを示すフロ
ーチャートである。これらフローチャートにおける主な
変数を以下に示す。

Ｗｉｎ：パルスカウンタの計数値 ■８、：商用電源の周波数状態を示す。

Ｉ　、Ｎ＝Ｏ・・・商用電源状態検出 Ｉ　ｓｓ＝　１．２．３−商用電源６０ＨｚＩ　ｓＮ”
　８　”・商用電源５０ＨｚＣｓ：計時用計数手段の計
数値 ＣＵＤニアツブダウンカウンタの計数値Ｆ、：基準時間
発生フラグ Ｆ６＝停電検出フラグ 尚、これら変数の初期値はＯである。

割り込みルーチンにおいては、パルスカウンタは、割り
込みルーチンの実行の度に計数値Ｗｉｎが１加算される
（ステップ１）。Ｉｓ＋＜＃’ｒ０１以外のとき、割り
込みルーチンから抜ける（ステップ２）。

ｒｓＮが［０」のとき、計時用計数手段の計数値Ｃ５に
１加算する（ステップ３）。Ｃ３が１０００以上になっ
たら１秒経過したことになるので、基準時開発生フラグ
Ｆ５＝１とすると共に、Ｃｓから１０００減算しくステ
ップ４，５）、割り込みルーチンからぬける。

メインルーチンは、波形整形された商用電源パルスの立
ち上がりが検出されたときの処理１周波数判定処理（Ａ
）、基準時間作成処理（Ｂ）１と、次の立ち上がりまで
の処理１停電検出処理（Ｃ）１に分岐される（ステップ
５）。

商用電源の立ち上がりが検出されたとき、Ｗｉｎの値を
変数Ｗに入れ、パルスカウンタＷ　ｉ　ｎの値をクリア
する（ステップ６〜８）。ｌ５Ｎ＝Ｏ（電源周波数の検
出状態）のとき、パルスカウンタのリセット時の計数値
Ｗの値が第１の計数窓１４〜２６の範囲にあれば、アッ
プダウンカウンタＣＬＩＤに１加算する（ステップ９〜
１１）。この範囲にない場合はＣＵＤから１減じる（ス
テップ１８）。そして、ＣＵＤが１２以上になれば、パ
ルスカウンタのリセット時の計数値Ｗが１９以上である
かを比較する（ステップ１２〜１３）。Ｗが１９以上で
あれば、商用電源の周波数が５０Ｈｚであると判断し、
ｌ５Ｎ＝８としくステップ１４）、Ｗが１８以下であれ
ば、６０ｔ（ｚであると判断し、ｌ５Ｎ＝１とする（ス
テップ１５）。その後ＣＵＤをリセットする（ステップ
１６）。

基準時間作成処理（Ｂ）では、ｌ５Ｎ＝８のとき、計時
用計数手段の計数値Ｃ５に２０加算しくステップ１９．
２０）、Ｗが第２の計数窓の範囲１９〜２２（商用電源
の周波数が５０Ｈｚ）にあれば、ＣＵＤに１加算しくス
テップ２３）、そうでなければ１減算する（ステップ２
４）。

６０Ｈｚの商用電源が供給されているときには、１１１
１はメインルーチンが実行される毎に１．２．３．１゜
２、３．１・・・と変化しくステップ２５，２７．２９
）、ｌ５Ｎ＝１または２のときには、Ｃ５に１７が加算
され（ステップ２８）、ｌ５Ｎ＝３のときには、Ｃ３に
１６が加算される（ステップ２６）。そして、Ｗが第３
の計数窓の範囲１６〜１８（商用電源の周波数が６０Ｈ
ｚ）にあれば、ＣＵＤに１加算しくステップ２３）、そ
うでなければ１減算する（ステップ２４）。

そして、基準時間作成処理（Ｂ）においてはＣＵＯが１
０以下になる（商用電源０ＦＦ）とｌ５Ｎ＝Ｏ。

ＣＵＤ＝０としくステップ３Ｏ−３１）、Ｃｓが１００
０以上であればＦ、＝１としＣ３から１０００減じる（
３３〜３５）。その後、現時時間表示等の時計処理を行
う。この時計処理において、Ｆ５＝１であれば１秒経過
の処理を行いＦ　ｓ　＝Ｏとする。

停電検出処理（Ｃ）においては、ＩｓＮ”８のとき、Ｗ
ｌＮが２３以上であれば、Ｃ３に２０加算し、ＷＩＮを
リセットする（ステップ３６〜３９）。

ｌ５Ｎ＝Ｏのとき、ＷＩＮが３１以上であれば、停電と
みなし停電検出フラグＦ　＝＝　１　（ステップ４０〜
４２）とし、時計処理を行う。この時計処理おいては、
現時時刻表示の停止等の停電処理を行い、Ｆ　ｃ　”　
０とする。Ｉ　ｓｓ＝　１．２．３のときはＷＩＮが１
９以上であればＣ３に１６あるいは１７を加算しくステ
ップ４４〜４８）、ＷＩＮをリセットする（ステップ３
９）。そして、Ｃｕｂ、Ｃｓの値を上述の基準時間作成
処理（Ｂ）と同様に判定し、判定結果に応じた処理を行
う（ステップ４９〜５５）。

（ト）発明の効果 以上に説明したように、本発明によれば、商用電源が供
給されているときには、商用電源の周波数を自動的に判
別してこれを計数することにより基準時間を作成し、商
用電源の供給がないときには内部発振器からの基準パル
スを計数して基準時間を作成するので、停電の際にも正
しい現時時間が得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図及び第
３図は本発明をマイクロコンピュータによって構成した
ときの動作を示すフローチャートである。 （１）・・・商用電源、 （２）・・・内部発振器、 （３）・・・波形整形手段、 （４）・・・立ち上がり検出手段、 （７）〜（９）・・・第１〜第３のパルスカウンタ（パ
ルスカウンタ手段）、 （６）・・・状態検出手段、 （１０）・・・第２の切り換え手段（選択手段）、（１
５）・・・計時用計数手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）バックアップ電源と、停電時にはこのバックアッ
   プ電源から電源が供給されると共に所定のパルスを出力
   する内部発振器を有し、定常時には商用電源から供給さ
   れる電源にて駆動されるディジタルタイマであって、 前記商用電源が入力され、且つこの商用電源を商用電源
   の周波数と同じ周波数を有する信号に整形する波形整形
   手段と、 この整形された信号の立ち上がりを検出する立ち上がり
   検出手段と、 この立ち上がり検出手段の検出に基づき前記内部発振器
   からの出力の計数を開始すると共に、所定計数値の計数
   または前記立ち上がり検出手段の次の立ち上がり検出に
   基づき計数内容がリセットされるパルスカウンタ手段と
   、 このパルスカウンタ手段のリセット時における計数値に
   基づき商用電源の周波数等の状態を検出する状態検出手
   段と、 この状態検出手段からの検出出力に基づき、前記内部発
   振器出力パルス、または前記パルスカウンタ手段のリセ
   ットに応じた信号を選択する手段と、 この選択手段からの信号に基づき基準時間を作成する計
   時用計数手段と、 を備えるディジタルタイマ。